电镀镍金线路板省镍金工艺方法详细介绍

　　摘要｜本文旨在为业界介绍一种可节省镍、金用量的电镍、金线路板的制作方法，该方法包括在覆铜板上钻孔、沉铜及镀铜，利用该方法生产可减少镍、金的受镀面积达70~80%，因而可节约贵金属镍和金，并有效降低企业的生产成本。该工艺方法生产的产品经国家级检测机构(广州五所)检测各项指标都符合要求，并于2009年9月通过了由深圳市科技局组织的权威专家组的科技成果鉴定，若全行业推行此工艺方法每年将产生综合经济效益100亿元。

　　一、前言

　　正如人们所知，印制线路板(PCB)几乎应用于我们所能见到的所有电子设备中，它是通过在绝缘基材上设置电子元器件之间电气连接的导电图形而形成，其制造工艺较为复杂。在要求较高的印制线路板上都要在其导电图形的铜箔表面镀镍和金，以防止铜的迁移和氧化，并提高导电和抗氧化性能。传统印制线路板的电镍、电金工艺中，其电镍、电金的范围包括全部导电图形，而实际上，在印制线路板上的导电图形的铜箔的易氧化部位并非所有图形，而是主要在焊接及金属孔部位，即通常所称的焊盘部位。由于在传统电镍、电金工艺中，在所有导电图形上均需镀上镍和金，因此需消耗大量的镍和金，而镍和金又为贵金属，在不需要电镍、电金的部位镀镍和金不仅反映了传统工艺的重大缺陷，而且直接导致了贵金属的浪费，并大大增加了企业的生产成本。

　　我司发明并获得国家级专利的可节省镍、金用量的电镍、金线路板的制作方法，即旨在解决上述问题，提供一种有选择地电镍、电金，以减少镍、金的受镀面积及镍、金用量，因而可有效节约贵金属，并减少企业生产成本。

　　二、电镀镍金线路板省镍金工艺方法的实施步骤

　　该方法包括在覆铜板上钻孔、沉铜及镀铜，现以双面板为例，对其实施步骤加以说明：

　　首先在经裁切及烤板的覆铜板上按客户要求编制的程序钻孔，然后对钻孔进行沉铜及镀铜处理，以使覆铜板两面的威廉希尔官方网站 导通，上述步骤同常规工艺。而本工艺的要点在于，通过线路板上形成二次线路，实现对线路图形进行有选择地电镍、电金。

　　A、在镀铜后的线路板上贴一层干模，所述干膜为水溶性干膜，它是一种感旋光性聚合物，可商购获得。贴膜后将制作的正片贴到干膜上，该正片为仅有用户要求的线路板图形的所有需焊接部位及金属孔的焊盘及金属孔焊盘的感光正片。贴有正片的线路板经曝光和显影处理后形成一次线路，显露出线路图形的所有需焊接部位及金属孔的铜面，该一次线路如图1A、图1B，其中，图1A为顶层线路，图1B为底层线路，由图中可见，所有需焊接部位及金属孔仅占整个线路图形的20~40%左右。

　　B、对线路图形进行检查后，在所有需焊接部位及金属孔的铜面上电镀镍、金，其中，镀镍是作为金层与铜层之间的屏障，防止铜的迁移。镍液则是镍含量高而镀层应力极低的氨基磺酸镍(Nickel Sulfamate Ni(NiH2SO3)2)。镀金用的金为金盐(Potassium Gold Cyanide金氰化钾，简称PGC)。电镀镍、金后用NaOH或KOH溶液退膜，将不需要焊接部位的覆盖膜退除。由于电镀镍、金的受镀面积减少了40~60%左右，因此大大减少了镍和金的用量。

　　C、在退膜后的线路板上全覆盖湿膜，该湿膜为液态感光油墨。然后将制作的负片贴到湿膜上，该负片为含有所有用户线路图形的感光负片。贴有负片的线路板经曝光和显影后形成形成二次线路，显露出所有非线路图形部分的铜面，该二次线路如图2A、图2B所示，其中图2A为顶层线路，图2B为底层线路。

　　D、对线路图形进行检查后用常规时刻方法蚀刻，把将非线路部分即非导体部分的铜溶蚀掉，而保留线路部分，然后进行退膜和蚀检；

　　E、未来消除铜面氧化，并对线路进行微蚀，以有效保证阻焊油墨与板面及金属面的结合，本方法设置了去氧化步骤，即对蚀检后的线路板在制作阻焊前进行去氧化处理，以去除铜面的氧化物，具体地说，去氧化处理是用双氧水、冰醋酸与清水的混合液进行处理。混合液中，双氧水的体积百分比含量为0.1~0.3%，冰醋酸的体积百分比含量为4~5%，余量为清水。处理时，将线路板浸入双氧水与清水的混合液中，线路板不能露出液面，浸泡约10~30秒钟后取出。

　　F、去氧化处理后，经常规的阻焊、曝光、显影、印制元件符号及形状加工等步骤后制成仅在需焊接部位及金属孔部位电镍、金的线路板。

　　需说明的是，步骤A中所述正片是仅含有所有需焊接部位及金属孔的焊盘及金属孔焊盘的感光正片；步骤C中所述负片是含有所有用户线路板图形的感光负片；步骤E中，所述去氧化处理是线路板浸入含体积百分比0.1~0.3%的双氧水，4~5%的冰醋酸与清水的混合液中，浸泡约10~30秒钟。

　　三、电镀镍金线路板省镍金工艺的经济效益分析

　　（1）、本工艺自我公司研发成功以来，已在我公司稳定推行一年多，期间产生了明显的经济效益，由于本工艺核心创新点是利用有选择性的电镀镍金，极大的缩小了电镀镍金的面积，从而达到节约成本的目的，提高了我公司产品的市场竞争力，具体效益分析如下：

　　传统电镍金工艺，生产物耗成本如下：(受电面积比率为CS：70%、SS：70%，电镍15分钟、电流密度18-20ASF、电金25秒。单价为市场参考价)。

　　由上述数据可得出：每千尺成本为11848.3元，折合每平方米成本为127.5元，同时按理论上电镀面积比例单面每减少10%成本将会减少大约：9.10元/㎡。

　　1、我司部分产品省镍金工艺与传统工艺电镀面积及减少电镀成本比较如下：

　　由上表中可看出两种工艺相比较，省镍金工艺中的电镀面积仅占传统电镀镍金的20%-35%，减少的面积占原面积比例高达：65%-80%，电镀镍金节约的成本在70-98元/㎡。

　　2、当然由于两种工艺在具体工艺流程上的差异，有些工序比传统工艺多了一些，额外增加了一些成本：

　　A：工艺比较：

　　a、省镍金工艺：铜板→丝印制作一次线路→线路检查→电镀镍金→一次退膜→丝印制作二次线路→二次线路检查→蚀刻→二次退膜→蚀检

　　b、传统工艺：铜板→丝印制作线路→线路检查→电镀镍金→退膜→蚀刻→蚀检

　　由此可看出，省镍金工艺比传统工艺相比增加了：二次线路制作及检查、二次退膜、因此而增加了成本如下

　　B、线路制作物料消耗及人力成本：（单价为市场参考价）

　　C、退膜物料消耗（单价为市场参考价）

　　由上可计算出增加的成本为每千尺1342.5元，折合为14.4元/㎡。

　　3、电镀镍金节约的成本在70~98元/㎡、扣除增加的成本为14.4元/㎡，省镍金工艺在生产成本上最终可节约的总制作成本在每平方米55~85元之间，却当减少的面积占原面积比例越大效果越明显，如下表所示：

　　（2）、传统化镍金工艺的板采用本工艺方法生产也可完全满足客户的品质要求，同时也可极大的节约成本，产生明显的经济效益，提高公司产品的市场竞争力，具体效益分析如下：

　　1、工艺比较：

　　a、省镍金工艺：铜板→丝印制作一次线路→线路检查→电镀铜镍金→一次退膜→丝印制作二次线路→二次线路检查→蚀刻→二次退膜→蚀检→防焊→印字符→后工序

　　b、传统化镍金工艺：铜板→丝印制作线路→线路检查→电镀铜锡→退膜→蚀刻→退锡→蚀检→防焊→印字符→化镍金→后工序

　　由此可看出，传统化镍金工艺比省镍金工艺相比增加了：电铜锡、退锡、化镍金, 增加了:二次线路制作及检查、二次退墨。

　　2、传统化镍金工艺中的电铜锡及退锡中生产物耗成本如下：〈受电面积比率为CS：50%、SS：50%电铜45分钟、电流密度18-20ASF,电锡10分钟、电流密度12-14ASF。单价为市场参考价〉

由上述数据可得出：每千尺成本为4464.05元，折合每平方米成本为48元。

　　（3）、省镍金工艺比传统化镍金工艺多:二次线路制作及检查、二次退墨,额外增加的成本如下：

　　线路制作、退墨物料消耗及人力成本：（单价为市场参考价）

　　增加的成本为每千尺1342.5元，折合为10.6元/㎡。

　　（4）、省镍金工艺中的电铜镍金与传统化镍金工艺中的化镍金对比电铜镍与化镍所用的成本相当,但由于化学金与电镀金在物理特性上的差别(化学金金层柔软而硬度及覆盖性差,电镀金硬度及覆盖性强)使的化金的厚度常规要求在1-2微英寸才可满足客户生产要求,但电镀金的厚度常规要求在0.3-0.8微英寸就可满足客户生产要求 ,所以电镀金在成本上要节约仅占化学金的40%以下(化学金所用金的成本为50-65元/㎡)既30元/㎡以上.新工艺总成本节约(48.0+30-10.6)既67.4元/㎡ 　　

　　 四、总结

　　电镀镍金线路板因其优良的焊接及电气性能和特有的耐磨特性被广泛应用于电子行业，现代电子行业的更新换代周期越来越短，因而大量的贵重金属镍和金被消耗和浪费。同时电镀镍金线路板制造中贵重金属的节约控制问题长期以来都是印制线路板行业同仁努力去解决的问题，但效果却都不明显。一方面，生产需要大量的贵重金属镍和金，另一方面，贵重金属又极其稀有并具有高昂的市场价格，这就迫切需要一种能明显节约贵重金属同时又能不影响镍金线路板品质的新工艺。基于以上考虑，我司开展研发并发明了此工艺。

　　此工艺填补了行业空白，它的问世是一次突破，采用此工艺无需对原有机器设备及作业现场进行任何改变也无需增加其他原材料，既能达到大量节约贵重金属镍、金的效果，同时，还可达到降低环境污染促进清洁生产的目的，体现线路板企业的社会责任，为企业树立良好的社会形象做出贡献，特在此作简要介绍，希望于同行有所帮助。

　　文章摘自《印制威廉希尔官方网站 资讯》09年11月第6期