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文檔簡介

1、化學鎳金常見缺陷分析:1 漏鍍1.1.1 主要原因:體系活性(鎳缸及鈀缸)相對不足,鉛錫等銅面污染。1.1.2問題分析: 漏鍍的原因在于鎳缸活性不滿足該Pad位反應勢能,導致沉鎳化學反應中途停止,或者根本沒有沉積金屬鎳漏鍍的特點是:如果一個Pad位漏鍍與其相連的所有Pad位都漏鍍;出現(xiàn)漏鍍問題,首先須區(qū)分是否由于污染板面所致。若是,將該板進行水平微蝕或采用磨板方式除去污染。影響體系活性的最主要原因是鎳缸穩(wěn)定劑的濃度,但由于難以操作控制,一般不采用降低穩(wěn)定劑濃度解決該問題。影響體系活性的主要原因鎳缸溫度,升高溫度一定有利于漏鍍的改善。如果不考慮對部分環(huán)境以及內部穩(wěn)定性,無限度的升高鎳缸溫度,應該

2、能解決漏鍍問題。影響體系活性的次要因素是活化濃度,溫度和時間。延長活化的時間或提高活化濃度和溫度,一定有利于漏鍍的改善。由于活化的溫度和濃度太高會影響鈀缸的穩(wěn)定性,而且會影響其他制板的生產,所以,在這些次要因素中,延長時間是首選改善措施。鎳缸的PH值、次磷酸鈉以及鎳缸負載都會影響鎳缸活性,但其影響程度較小,而且過程緩慢,所以不宜作為解決漏鍍的主要方法。1.2 滲鍍 1.2.1 主要原因體系活性太高,外界污染或前工序殘渣;1.2.2問題分析滲鍍的主要成因在于鎳缸活性過高,導致選擇性太差,不但使銅面發(fā)生化學沉積,同時其他區(qū)域(如基材、綠油側邊等)也發(fā)生化學沉積,造成不該出現(xiàn)沉積的地方沉積化學鎳金。

3、出現(xiàn)滲鍍問題,首先須區(qū)分是否由外界污染或殘渣(如銅、綠油等)所致。若是,將該板進行水平微蝕或其他的方法去除。升高穩(wěn)定劑濃度是改善體系活性太高的最直接的方法,但是,用漏鍍問題改善一樣,因難以操作控制而不宜采用。降低鎳缸溫度是改善滲鍍的最有效的方法,理論上無限度的降低溫度,可以徹底解決滲鍍問題。降低鈀缸溫度和濃度,以及減少鈀缸處理時間,可以降低體系活性,有效地改善滲鍍的問題。鎳缸的PH值,次磷酸鈉以及鎳缸負載,降低其控制范圍有利于滲鍍的改善,但因其影響較小而且過程緩慢,不宜作為改善滲鍍問題的主要方法。因操作不當導致鈀缸或鎳缸產生懸浮顆粒彌漫槽液,則應采取過濾或更新槽液來解決!1.3 甩金1.3.1

4、主要原因:鎳缸后(沉金前)造成鎳面鈍化,鎳缸或金缸雜質太多1.3.2問題分析:金層因鎳層發(fā)生分離,鎳層與金層的結合力很差,鎳面出現(xiàn)異常的造成甩金,鎳面出現(xiàn)鈍化是造成甩金的主要原因,沉鎳后暴露時間過長和水洗時間過長,都會造成鎳面鈍化面導致結合力不良,當然,水洗的水質出現(xiàn)異常,也有可能導致鎳層鈍化至于鎳缸或金缸是否為甩金出現(xiàn)的主要原因,可在實驗室燒杯中做對比實驗來確定,若是,則更換槽液。1.4 甩鎳1.4.1 主要原因:銅面不潔或活化鈀層表面鈍化,鎳缸中加速劑失衡。1.4.2 問題分析:鎳缸以前制程不良或不能除去銅面雜物(包括綠油殘渣),鎳層與銅面結合力就會受到影響,從而就導致甩鎳。出現(xiàn)甩鎳問題,

5、首先須檢查做過程中板面狀況,區(qū)分銅面雜物還是活化后鈀層表面鈍化,若是后者,則追蹤是否活化后空氣中太長還是水洗時間太長。如果銅面雜物引起甩鎳,則檢查前處理水平微蝕是否正常,同時須檢查前處理之前銅面是否正常,另外,前處理中硫脲藥液殘留銅面,輕則出現(xiàn)沉鎳金色粗糙,重則甩鎳。鎳缸中加速劑(如Na2S2O3)太多則會導致鎳沉積松散,造成鎳層剝落,此時多伴鎳面啞色出現(xiàn)(失去光澤),出現(xiàn)這種情況,用拖缸板(鎳板)消耗掉多余加速劑,即可重新進行生產。1.5 非導通孔上金1.5.1 主要原因:直接電鍍或化學沉銅殘留的鈀太多,或鎳缸活性太高1.6 金面粗糙1.6.1主要原因:銅面(鍍面)粗糙,銅面不潔,鎳缸藥水失

6、衡1.6.2 問題分析:電鍍產生的銅面粗糙,只能在電鍍通過調整光劑或電流密度來改善,至于沉金線,水平微蝕也不能明顯改變其粗糙程度;對于銅面不潔則考慮用磨板或水平微蝕的方式加以改善,可以做到解決銅面不潔造成的金面粗糙。鎳缸藥水失衡也會導致沉積松散或粗糙,影響沉積粗糙的主要原因是加速劑太高或穩(wěn)定劑太少,至于改善對策,則可在實驗燒杯加入穩(wěn)定劑,按1m/L,2ml/L,3m/L做對比實驗。這時就會發(fā)現(xiàn)鎳面逐漸變得光亮,找出適當?shù)谋壤龑⒎€(wěn)定劑加入鎳缸即可試板和重新生產。需要注意的是,藥水往往是加藥過程中出現(xiàn)偏差,中要糾正錯誤偏差,調整穩(wěn)定劑并不是一危險操作:1.7角位平鍍啟鍍不良1.7.1主要原因:鎳缸

7、循環(huán)局部過快 鎳缸溫度局部過高 鎳缸穩(wěn)定劑濃度過高,加速劑量不夠1.7.2 問題分析: 角位平鍍是指化學沉鎳過程中,出現(xiàn)Pad的角位不沉積鎳的現(xiàn)象,它通常具有方向性的特征,例如圓型Pad則出現(xiàn)同一方向的月芽形不上鎳,方型Pad則出現(xiàn)一邊完好,對邊嚴重不上鎳,兩個側邊逐漸變差。對于鎳缸循環(huán)局部過快,往往是鎳缸藥液循環(huán)設計不合理或出水管變形造成,它特點是鎳缸某個角落固定出現(xiàn)該問題,當然,不合理的打氣沖擊板面出會導致該問題的出現(xiàn)。對于鎳缸溫度局部過熱,往往出現(xiàn)在副溢流的鎳缸設計,當水位不足的時候,副缸溫度往往比主缸高出5以上,溢流的熱水流量在偏小的同時,往往只擴散在主缸的頂層,造成生產板頂部出現(xiàn)角位

8、平鍍的現(xiàn)象。對于鎳缸穩(wěn)定劑濃度過高,只要不是來料(供應藥水)出現(xiàn)太大的質量問題,通過補加適量的加速劑或拖缸,均能解決該問題的出現(xiàn)。1.8金面顏色不良1.8.1原因:金缸穩(wěn)定劑(絡合劑)太多,金層厚度嚴重不足,金缸使用壽命太長或水洗不凈。1.8.2 問題分析金面顏色不良主要有兩種形式,一種是由于金缸穩(wěn)定劑(絡合劑)太多或金層厚度嚴重不足而形式的金面顏色發(fā)白,另一種是由于金缸使用壽命太長或水洗不凈造成金面氧化。當金缸穩(wěn)定劑補充過多時,往往會出現(xiàn)金面發(fā)白而金厚正常的現(xiàn)象,此狀況多發(fā)生在新開缸初期。遇到這種情況,只要不拘于化驗分析的控制范圍,幾次補藥,顏色就會逐漸轉為金黃色。當然,將金缸溫度升高,也會

9、一定程度的改善金面顏色。對于金層厚度嚴重不是導致的顏色發(fā)白,主要是金缸溫度低于下限太多或金鹽濃度嚴重不足,使金層不能將鎳的顏色完全覆蓋,以至出現(xiàn)白色對于沉金缸后的水洗過程,殘留藥水會對金面造成污染,尤其是回收缸,浸洗時間控制在半分鐘左右為佳,金面污染的制板,當經(jīng)過干燥后,金面就會出現(xiàn)棕色的斑痕,用酸洗或普通橡皮擦少除去。當金缸使用壽命太長,槽液積聚的雜質就會越來越多,金面棕色斑痕就容易出現(xiàn),所以沉金后水洗一定嚴重控制,尤其是回收缸藥水濃度不能太高。1.9滲漏鍍(這是指滲鍍和漏鍍在同一塊板上同時出現(xiàn))1.9.1 問題分析:滲鍍和漏是沉鎳金工序最常見問題,首先區(qū)分是否外界污染或殘留渣(包括殘銅)導

10、致問題出現(xiàn),若是,則采用磨板或水中微蝕的方式去除。對于漏鍍和滲鍍在同一塊板上同時出現(xiàn),這說明體態(tài)活性不能滿足該制板的需求,升高活性,會加劇滲鍍的出現(xiàn),而降低活性則又會導致漏鍍的加劇,所以改善對策出現(xiàn)從滲鍍、漏鍍的特性調整鈀缸和鎳缸。首先漏鍍的成因在于鎳缸選擇性太強,導致活性效果不佳的Pad位沉鎳化學反應中途停止或鎳根本不能沉積,所以唯一能做的就是大幅度提高活化效果(不考慮調節(jié)加速劑和穩(wěn)定劑濃度)縮小Pad位間活化效果差異,方能調整鎳缸的空間。滲鍍的成因在于鎳缸的選擇性太差,降低鎳缸的溫度可解決該問題出現(xiàn),一般來講,將活化時間延長一倍,適應時可以考慮升高活化缸溫度(最好不要超過30)Pd2+濃度

11、也可以考慮升高10-20PPM,同時將鎳缸溫度降低到適當值則可解決漏鍍和滲鍍同時出現(xiàn)的問題。解決滲鍍和漏鍍的方法表面看起來好像很矛盾,其實從化學反應原理去看待,則不難理解。首先,拉的兩個問題同時存在,說明單從鎳缸入手根本沒有調整的空間,其次,活化缸是Pd2+和Cu的置換反應,其反應初期各Pad位有Pd的沉積,隨著Pd層的加厚,化學反應速度逐漸減慢,沉鈀快的Pad位(Pd較厚)反應趨于停止,而沉鈀快的Pad位仍然繼續(xù)沉積,因而就縮小了各Pad間的活化效果的差異,為解決該矛盾的問題提供調整空間?;瘜WNi/Au 問題與對策問 題原 因對 策鎳與銅鍍層密著不良1)綠漆殘渣附著于銅面a)檢討前制程與加強

12、清潔劑, 微蝕,磨刷或 Pumice處理2)顯像后水洗不良a)檢討前制程與加強清潔劑, 微蝕,磨刷或 Pumice處理3)綠漆溶入鍍液a)更新鍍液b)檢討綠漆特性(類型),硬化條件及前處理流程4)銅表面氧化未完全去除a)加強前處理流程(磨刷, 清潔劑,微蝕等)5)微蝕或活化后水洗時間過長a)縮短水洗時間b)增加水洗槽進水量鎳鍍層結構不良1)銅層針孔a)改善鍍銅,蝕刻等制程2)鍍鎳時綠漆溶出a)檢討綠漆特性(類型),硬化條件及前處理流程3)微蝕過度a)調整至正確操作溫度,濃度,時間等金與鎳鍍層密著不良1)金屬(尤其是Cu)或有機雜質(綠漆等)混入Au鍍液中a)更新鍍液b)檢討雜質來源2)Ni槽有

13、機污染(綠漆等)a)更新鍍液b)檢討雜質來源3)鍍鎳后水洗時間過長a)縮短水洗時間b)增加水洗槽進水量露銅1)銅面氧化嚴重或顯像后水洗不良a)加強前處理制程與清潔劑b)磨刷或 Pumice處理c)檢討及改善前制程2)Ni槽液pH太低a)調整pH值b)檢查及調整控制器/補充裝置3)Ni槽液溫度太低a)調整至正確操作溫度4)活化不足a)檢查及調整鈀/硫酸濃度b)更改活化處理基準 ( 濃度及浸漬時間等)5)活化后水洗時間太久a)縮短水洗時間6)剝錫未凈或銅面受硫化物污染a)改善剝錫等制程7)金屬/有機雜質混入Ni 鍍液中a)更新鍍液b)檢討雜質來源8)Ni槽補充異常a)由手動分析Ni/pH并做調整b

14、)檢查及調整控制器/補充裝置架橋(溢鍍)1) 活化液污染(尤其是Fe)a)檢查污染來源b)使用活化專用加藥杯2)活化液老化a)活化液更新b)檢討活化液的加熱方式,循環(huán)過濾及使用稀硫酸添加等3)Ni槽補充異常a)手動分析Ni/pH并做調整b)檢查補充量c)檢查及調整控制與補充裝置4)Ni 槽液溫太高a)調整至正常操作溫度5)前處理刷壓過大(銅粉殘留)a)檢查及調整刷壓6)蝕銅未凈a)改善蝕銅制程Skip Plating1)Ni槽補充異常(Ni槽成份失調)a)檢查及調整控制與補充裝置2)Ni 槽攪拌太強(打氣及循環(huán)量)a)降低攪拌速率3)Ni 槽金屬雜質污染a)檢討污染源4)綠漆溶入鍍液中a)更新

15、鍍液b)檢討綠漆特性及硬化條件,鎳槽操作溫度等鍍層表面粗糙1)Ni 鍍液pH太高a)調整pH值b)檢查及調整控制器/補充裝置2)銅面粗糙或氧化嚴重a)改善前制程3)前處理不良a)改善前處理流程(微蝕,清潔劑,刷磨)4)不溶性顆粒帶入Ni鍍液中a)加強過濾b)更新鍍液c)檢討水洗槽流量,水洗時間5)水質不潔a)移槽過濾,加強過濾b)配槽及補充液位都使用純水c)更新鍍液針孔1)Ni鍍液中有不溶性顆粒a)移槽過濾,加強過濾b)檢討過濾條件(循環(huán)速率濾材孔徑)2)前處理不良a)改善前處理流程(微蝕,清潔劑,刷磨)3) 鎳槽液有機污染(清潔劑等)a)更新鍍液b)檢討雜質來源4)鎳槽攪拌太弱a)增加攪拌及

16、擺動速度b)使用Cylinder Shock裝置析出速度太慢1)Ni槽溫度太低a)調整至正確溫度2)Ni鍍液pH值太低a)調整pH值b)檢查及調整控制器/補充裝置3)Ni 槽補充異常a)檢查及調整控制器/補充裝置b)手動分析Ni/pH并調整控制器/補充裝置4)Ni 槽金屬雜質污染Sn,Pb,Zn,Cd,Cr等)a)檢討污染源b)更新鍍液5)Ni 槽有機雜質污染a)更新鍍液b)檢討污染源鎳鍍液混濁1)鎳濃度, pH值太高a)調整pH值, 鎳濃度b)檢查及調整控制器/補充裝置2)浴溫太高a)調整至正確溫度3)帶出量太多a)添加建浴劑 YC-50Mb)延長滴水時間4)藥液從管路泄漏a)添加建浴劑 YC-50Mb)管路修復析出保護裝置的電流太高1)浴溫太高a)調整至正常溫度2)pH值太高a)用稀硫酸調整pH值b)檢查及調整控制器/補充裝置3)局部過熱a)加熱器附近加強攪拌b)降低加熱器單位面積發(fā)熱速率4)槽壁鈍化不良a)移出鍍液,使用硝酸鈍化b)增加硝酸濃度或增加純化時間5)活化液帶入a)移出鍍液,使用硝酸浸漬b)檢討活化水洗槽

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