陶瓷电路板的镍金(Ni/Au)表面处理工艺通常采用化学镀镍浸金(ENIG,Electroless Nickel Immersion Gold),以下是详细的工艺流程和关键点:
清洁:用去离子水、超声波或化学清洗去除陶瓷基板表面的有机物、粉尘和氧化物。
粗化:通过微蚀刻(如稀硫酸或过硫酸钾溶液)增加表面粗糙度,提高镀层附着力。
活化:使用钯(Pd)或胶体钯溶液活化表面,为化学镀镍提供催化核心。
原理:通过自催化还原反应在陶瓷表面沉积镍磷(Ni-P)合金层(磷含量通常5~10%)。
溶液组成:含硫酸镍、次磷酸钠(还原剂)、络合剂(如柠檬酸钠)、pH缓冲剂等。
工艺条件:温度85~95℃,pH值4.5~5.5,时间15~30分钟,镍层厚度3~5μm。
关键控制:防止漏镀、针孔,确保厚度均匀。
原理:通过置换反应将镍表面的原子置换为金,形成薄金层(0.05~0.1μm)。
溶液组成:含氰化金钾(KAu(CN)₂)、络合剂、pH调节剂(弱酸性环境)。
工艺条件:温度80~90℃,时间5~10分钟,金层需完全覆盖镍层以防止氧化。
特点:金层薄且多孔,主要提供可焊性和抗氧化性。
清洗:彻底去除残留化学品,防止腐蚀。
烘干:低温烘干(60~80℃)避免热应力。
检验:检查镀层厚度(X射线测厚仪)、附着力(胶带测试)、孔隙率(硝酸蒸汽试验)。
1. 黑盘问题(Black Pad):因镍层过度腐蚀或磷含量不均导致,需严格控制镀镍工艺。
2. 镀层结合力:陶瓷与镍层间需良好的活化处理,必要时增加打底层(如溅射钛/钨)。
3. 环保要求:含氰化物废水需专门处理,建议使用无氰浸金工艺(如硫代硫酸盐体系)。
电镀镍金:需先沉积导电种子层(如溅射铜),再电镀加厚,成本高但精度更优。
厚膜工艺:丝网印刷金浆后烧结,适用于高温陶瓷(如Al₂O₃、AlN)。
通过上述步骤,陶瓷电路板可获得高可靠性镍金表面,适用于Wire Bonding、焊接等应用。工艺参数需根据具体陶瓷类型(如Al₂O₃、LTCC)调整。
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