化金常见异常及改善.docx
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化金常见异常及改善
化金常见异常及改善
常见问题的原因及处理方案
1．漏镀产生原因及解决方案
A、镍缸方面
①．镍缸拖缸效果差，未能很好激发其活性：
重新拖缸，拖缸时镍缸温度提升至82-85℃之间或负载加大或时间延长则可解决。
②．镍缸温度低于75℃或PH值低于4.0：
检查温度和PH值，使其不脱离控制范围。
③．镍缸D剂含量过高：
正确使用D剂，停产1天以上则额外补加1ml/L，平时按正常比例补加。
④．镍缸打气过强：
适当调整其打气流量。
⑤．镍缸空载时间过长或负载不够：
保证生产连续性，负载不足加挂拖缸板共镀。
⑥．镍缸加热管漏电：
将漏电加热管换掉；
B、活化方面
①．活化Pd2+浓度低：
添加钯水提高Pd2+浓度；
②．活化温度太低（低於20℃）：
加强检测频率，留意温控效果。
③．活化CU2+高，已到后期：
更换新活化。
④．活化处理时间过短：
正确掌握活化处理时间。
C、板子方面
①．线路图形设计不合理，存在电位差，生产时产生化学电池效应出现漏镀：
前处理磨板时仅磨板不过微蚀，适当延长活化时间并提高镍缸的活性。
②．阻焊油塞孔未塞满填平，生产中水洗不足，造成药水污染铜面：
加大水洗流量。
③．板面铜层显影不净或毒钯处理时遭硫化物污染：
检查前工序，毒钯处理应当在蚀刻后退锡前进行，生产此种板需加强磨刷和水平微蚀。
④．板面铜层退锡不净：
重新剥锡至铜面干净。
⑤．挠性板溢胶：
检查压合工序，控制压合品质。
D、其他方面
①．板子活化后在空气中裸露太久钯钝化：
防止板子裸露空气中，天车故障及时将板移入对应水洗槽。
②．活化后酸洗或水洗太久，促使钯剥离或铜面遭氧化：
活化后酸洗和水洗总时间保持在3分钟以内。
③．新配后浸酸温度太高使钯剥离：
新配后浸需将温度下降到30℃以下才可生产。
2．渗镀产生原因及预防改善对策
A、活化时间过长或活化水洗不足：
致使镀镍时出现长胖现象，严重的则表现为跨镀。
预防及改善：
①．活化时间控制在工艺范围内。
②．加大活化后水洗流量，并且活化后水洗每班更新一次。
若中途停纯水则需停止生产，待有纯水后再生产。
③．板子因相互叠板造成水洗不净，引发渗镀。
预防：
板子很薄且线距细密，则可选择串珠生产（串四个角）。
④．禁止板子在活化后水洗作长时间停留（特别是第一道），其水洗时间不得短於30秒，不得长於2分钟，另活化后酸浸亦至关重要。
若在吊板时为赶时间提前吊出，易导致全板渗镀而报废。
B、活化温度过高（30℃以上）或Pd浓度过高，预防：
经常检测活化温度，钯离子浓度，并调整。
C、镍缸电极保护电流异常上升，槽壁上镍，镍缸反应剧烈。
预防和改善：
①．若有渗镀现象，电极保护电流0.8A以上或不稳定，则立即停产，安排倒缸，且不可为赶产量强做。
②．接槽体的电极保护电源必须无故障，电线接头必须接牢，并要保证其有良好的导电性，且阴、阳极切勿接反。
③．防止槽内落入金属物质，尽量防止掉板，如有掉板请尽快打捞。
④．生产挂架破损需及时包胶，上镍金的架子要勤硝，以防止架子上的镍金碎片振落掉入缸中，导致电流异常上升。
⑤．防止板子靠到缸壁，以免阴阳极短路。
⑥．生产中注意电极保护整流器工作时须在CV（稳压）状态，即亮绿灯时进行生产，如处於CA（稳流）状态，请调到CV（稳压）状态，如调整无效，则立即停线倒缸。
D、镍缸（特别是到4TO以后时）生产PH过高（大於5.0），温度过高（大於85℃），负载过大（大於0.1ft2/L其指有效反应面积），若在此时镍缸电流保护又不理想，那么不锈钢槽壁也可以成为反应面积迅速上镍。
预防：
加强对镍缸的含量分析，经常检测镍缸温度，正确计算镍缸负载（最大生产尺数），并检查电极保护是否正常，若电极保护电流有异常时，请立即停线倒缸。
E、假像渗镀，预防措施及改善：
①．蚀刻制程蚀刻不净，导致线边残铜，有此问题请检查前制程。
②．磨板机内残存过多铜粉，在板子经磨刷时，有铜粉吸附於细小SMT手指位。
有此问题立即检查磨板段，并进行清洗，杜绝铜粉来源。
3、色差（异色）产生原因及预防改善对策：
A：
非化镍金线引起的色差原因及对策
①．因线路图形设计形成电位差，化学镍金生产中发生化学电池效应，造成局部定位性色差：
解决方法为延长活化时间并提高镍缸活性则可。
②．显影不良，铜面附有杂物，在板子经微蚀可发现铜面本身有色差现象，预防对策为检查丝印、烤板工序及显影段的参数，减少显影不净问题的产生。
③．电铜不均匀：
如因光剂过多引发的孔口发亮，电铜白斑以及高低电流区光泽不均匀等，经磨板处理后看不出来，但板面经微蚀之后又重新显现，化镍金时即出现色差，预防对策为严格控制电铜品质，减少电铜不良问题的产生。
④．另外，FPC板子生产时前处理不良，如磨板不均匀，铜面处理不彻底，在板子经微蚀之后可发现铜面的色差，易直接导致化镍金的色差问题。
预防对策为磨板处理时注意磨刷的压力及速度，确保铜面颜色均匀一致。
B：
化镍金线引起的色差原因及对策
本公司化镍金产品在正常生产工艺条件下是不会发生色差问题的。
以下是维护不良引发的色差原因及对策：
①．镍缸活性太差，如温度低于75℃，PH值低于4.0，或者被重金属杂质污染，板子出现阴阳色。
解决方法为调整工艺参数至正常，若是重金属污染则需重新开缸。
②．药水补加错误（包括人工补加失误和自动加药系统故障）引起的槽液活性太差，板子出现阴阳色。
此时应当拖缸并调整槽液，若仍不能解决则重新开缸，预防对策为指定专人负责，加药系统定期检查。
③．外来有机物污染镍缸、金缸：
生产板子曝光能量过低或固化不良掉油等等或者槽体本身清洁不彻底。
化镍金时轻则色差，严重时可能出现甩镍金问题。
预防对策为阻焊工序的品质控制及槽体的清洁保养。
④．金缸金含量过低，镍、铁等杂质含量过高，引起的金色不均匀、发红变色等问题。
预防对策为定期分析金浓度并及时补加金盐。
在金缸使用寿命到期时作更换处理。
4、化镍金粗糙产生原因及预防改善对策
正常生产时化镍金工序并不会造成粗糙问题，只有铜面粗糙才是造成化镍金粗糙的根本原因。
如电铜粗糙、磨痕太深、微蚀过度等等。
预防对策为及时发现，控制微蚀速率（一般1um/min），避免过度。
对已出现铜面粗糙的板可按如下流程操作：
微蚀1-2分钟 →磨板抛光 →除油 →微蚀5秒 →正常走完流程
六、返工板制作方法推介：
1、 漏镀板的返工方法：
剥金 →磨板（不开酸洗）→预浸 → 活化5min →水洗 →沉镍（10-15min即可）→水洗→沉金→QC检查
2、 色差板的返工方法：
①．轻微色差，镍厚已达到要求的返工方法：
剥金干净→磨板（不开酸洗）→1％柠檬酸洗→水洗 → 沉金→QC检查
②．色差严重FPC返工方法：
剥金 →磨板（不开酸洗，不可伤及保护膜）→ 预浸→活化5min→水洗 →沉镍8min左右→水洗→QC检查→重新磨板（不开酸洗，不可伤及保护膜）→1％柠檬酸洗→水洗→沉金→QC重检
③．色差严重硬板返工方法：
剥金→剥阻焊、文字→磨板（先过粗磨再过细磨抛光），直至色差轻微 → 丝印阻焊、文字→预浸→活化5min→水洗→沉镍8min左右→水洗 → QC检查→重新磨板（不开酸，不能伤及阻焊及文字）→1％柠檬酸洗 → 水洗→沉金→QC重检
3、 渗镀板的返工方法：
本公司化学沉镍金在正常工艺条件下是极少发生渗镀问题。
渗镀发生之后QC不能修理OK的一般都采取直接报废，故以下方法仅供参考而已，不推介使用。
剥金→过酸性蚀刻（控制好速度，不伤及铜面）→磨板（适当加重压力，可交叉磨板）→QC检查OK后→沉金→QC重检
返工板注意事项：
①．剥金须干净、彻底，可用干净海棉擦洗，然后水洗干净方可。
②．磨板时不须开酸洗，留意磨刷时不能伤及阻焊、文字及保护膜。
特别是避免行辘和水中铜粉粘及镍面防止镍层变色。
③．返沉镍的板只允许返工一次。
④．FPC有弯折性要求的板子不可返沉镍。
化学镍金生产线现场管理
【来源:
PCBcity】【编辑:
李刚】【时间:
2009-5-279:
24:
00】【点击:
77】
摘要：
表面处理工艺包括热风整平、沉锡、沉银、化学镍金、OSP等，不同表面处理工艺的成本对比，化学镍金工艺的成本是最高的，在生产过程中，对于高成本的化学镍金工艺现场管控是保证高合格率的重要因素。
本文阐述了化学镍金生产线现场管理，包括四大部分：
药液管理、生产人员管理、产品质量管理、生产设备维护管理等。
关键词：
表面处理、化学镍金、现场管理
一、前言
近年来由于环保意识提升，铅污染问题备受重视，随着欧洲ROSH指令的生效，各大药水生产商纷纷推出无铅化代替方案，在完成表面处理方面，有化学镍金、沉银、沉锡及OSP等相关方法。
随着电子行业的飞速发展，化学镍金以其表面平坦性、良好的可焊性、金面优良的抗腐蚀性、键合线性及可散热性而倍受各种密集组装板的青睐，其应用跃居至表面处理的首位。
表面处理在PCB生产流程中位居后列，如果表面处理工序产生报废，则前序的努力将前功尽弃，严重浪费成本，对高成本的沉镍金工序，为了保证高合格率，我们必须严格控制生产线的各环节，保证生产线生产的稳定。
二、化学镍金工艺简介
2.1化学镍金定义
化学镍金又叫沉镍金﹐业界常称为无电镍金（ElectrolessNickelImmersionGold）又称为沉镍浸金。
PCB化学镍金是指在裸铜面上化学镀镍﹐然后化学浸金的一种可焊性表面涂覆工艺。
它既有良好的接触导通性﹐而且具有良好的装配焊接性能﹐同时它还可以同其它表面涂覆工艺配合使用。
2.2化学镍金工艺流程
作为化学镍金流程﹐只要具备7个工作站就可满足其生产要求：
2.3各槽体作用
除油槽作用：
去除铜面轻度油脂及氧化物，达到铜面清洁及增加润湿效果。
微蚀槽作用：
清洁铜面氧化及前道工序遗留的残渣，保持铜面新鲜及增加化学镍层的密着性。
酸洗槽作用：
进一步清洁铜面氧化层。
预浸槽作用：
维持活化槽的酸度以及使铜面在新鲜状态下进入活化槽。
活化槽作用：
在铜面析出一层钯，作为化学镍起始反应之催化晶核。
其形成过程为Pd与Cu的化学置换反应。
化学反应如下：
Pd2++Cu→Pd+Cu2+
化学镍槽作用：
在活化后的桐面上镀一层Ni/P合金，合金层不但对铜面可有效保护﹐防止铜的迁移﹐而且具备一定硬度和耐磨性能﹐同时拥有良好的平整度。
化学反应如下：
主反应﹕Ni2＋+2H2PO2－+2H2O→Ni+2HPO32－+4H＋+H2↑
副反应﹕4H2PO2－→2HPO32－+2P+2H2O+H2
化学金槽作用：
在镍面上形成一定厚度的金﹐对镍面具有良好的保护作用﹐而且具备很好的接触导通性能。
化学反应如下：
2Au（CN）2－+Ni→2Au+Ni2＋+4CN
2.4化学镍金常见缺陷产生的原因与对策
缺陷名称
产生原因
解决方法
漏镀
1、电位差2、活化不良3、镍槽活性不良4、药液污染5、镍槽循环量过大6、镍槽温度或PH过低
1、提高镍槽活性2、提高活化槽温度或活化药液浓度3、重新进行DUMMY处理4、更换新药液5、降低镍槽循环量6、升高镍槽温度，提高镍槽PH值
渗镀
1、活化药液污染（Fe污染）2、活化温度高3、活化药液浓度高4、活化后水洗不良5、镍槽补充异常6、叠板7、残铜
1、更换活化药水2、降低活化槽温度3、降低活化药液浓度4、更换活化后水洗5、校正镍槽补充量6、上板前进行检验确定7、蚀刻后进行AOI检验
露铜
1、Cu面污染2、绿油等杂质污染3、前处理不良
1、加强铜面处理2、泡片或阻焊修补3、检验前处理加工参数
金面粗糙
1、Cu面粗糙2、Cu面过度氧化3、Cu面不洁（绿油污染）4、Ni面粗糙5、镍镀液中有不溶性颗粒6、前处理不良7、水质不良
1、加强铜面处理2、加强铜面处理，检测微蚀速率3、泡片或阻焊修补4、化验镍槽药水5、更换药水或加强循环量进行过滤6、检验前处理加工参数7、更换镍后水洗槽水
金层脱落
1、镍层氧化2、镍后水洗不良3、铜面污染4、二次镀镍金5、金槽药液污染
1、关闭镍槽打气2、更换镍后水洗槽水3、加强铜面处理4、加强操作管理5、更换金槽药水
金面红斑
1、金槽使用寿命过长，有机污染严重2、金药液污染（Fe污染）3、水洗不良4、叠板5、Cu含量高6、镍镀层不良
1、更换金槽药水2、更换金槽药水3、更换金槽后水洗槽水4、上板前进行检验确定5、更换金槽药水6、化验镍槽药水，确定镍槽各成分含量
镍厚度低
1、镍浓度不合格2、镍槽PH不合格3、镍槽温度不合格4、镍槽活性异常5、镍槽补充异常
1、提高镍浓度，校正镍槽补充量2、提高镍槽PH值，校正镍槽补充量3、提高镍槽温度4、重新进行DUMMY处理5、校正镍槽补充量
金厚度低
1、金盐浓度不合格2、金槽温度不合格3、金添加剂浓度不合格4、测量仪器未效正
1、提高金盐浓度2、提高金槽温度3、提高金添加剂浓度4、校正测量仪器
化学镍金常见缺陷产生的原因与对策中我们可以分析，缺陷出现的原因可以归纳为：
药液成分异常、工艺参数异常、维护异常、操作异常几个方面，只要我们在这几个方面上进行管理，就可以维持生产线的稳定，降低生产线出现的报废。
2.5生产线管控方法的制定：
2.5.1药液的管理
影响化学反应速率的因素包括：
药液浓度、温度、压力。
药液成分不合格、工艺参数设定不正确，生产出的产品不会是合格的产品，所以，我们在生产前必须对药液的成分、工艺参数进行确定。
如何对这些重要参数进行确定，对哪些参数进行确定，通过什么样的方法确定，解决了这些问题，我们就能方便的对药水、参数进行很好的管理，因此，我们制定药液记录表格、工艺参数记录表格，将重要的参数放到表格里面，线体生产前进行记录确定，生产过程中对药液及参数进行记录确定，这样就可以很好对生产线进行管控。
2.5.2生产设备维护的管理
设备运行稳定，工艺参数、药水浓度都合格就一定会生产出合格的产品，其实不然，沉镍金工艺的每一个工作站都是一个复杂的化学反应，在反应的过程中会出现升温、挥发、析出等现象，这些挥发和析出的物质会破坏设备、破坏槽内药液反应的化学平衡，会给产品带来焊接不良的缺陷。
举2个例子：
1、镍槽在生产中槽壁上会析出金属镍，析出的金属镍会慢慢的破坏镍槽自身的平衡，电流值的升高就是平衡被破坏的体现，当镍析出到一定程度，药液平衡会严重被破坏，轻微会出现渗镀，严重时会出现产品整板上镍最终整板上金的现象（镍槽翻缸）。
2、夏天天气较热，DI容易滋长霉菌，用手去摸槽壁，手感滑滑的，这就是霉菌在作怪，霉菌粘在板面上会导致金面红斑、焊接不良等问题。
这些问题虽然很严重，但不是不能杜绝的，我们可以通过建立健全的日常保养和周保养将这些现象进行杜绝，对于工艺设备保养应该做哪些，如何去做，做到什么程度，由谁负责检查需要我们仔细的制定，我们同样以表格的形式，将重要保养项目纳入其中，这样只要员工按照制定的项目逐个落实就可以保证设备有效的保养，进而保证生产过程稳定，保证合格率。
2.5.3产品质量的管理
在生产过程中，金、镍厚度的波动是不可避免的。
它是由人、机器、材料、方法和环境等基本因素的波动影响所致。
波动分为两种：
正常波动和异常波动。
正常波动是偶然性原因（不可避免因素）造成的。
它对产品质量影响较小，在技术上难以消除，在经济上也不值得消除。
异常波动是由系统原因（异常因素）造成的。
它对产品质量影响很大，但能够采取措施避免和消除。
对异常波动的识别是质量管理中的关键，SPC就是利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，发现过程异常，及时告警，从而达到保证产品质量的目的。
我们同样是采用记录表格的方法，制定SPC金、镍厚度记录表格，通过员工对金、镍厚度测量数据的记录，系统会自动生成曲线，通过曲线的波动是否超出上、下控制限的方法确定线体是否稳定，如出现异常可以及时将问题点找出，防止批量不合格产品的出现。
2.5.4生产人员管理
人员管理的目的：
1、生产出优质的产品；2、提高工作效率。
人员的需求是根据生产线操作的岗位来确定的，生产人员的管理需要管理好这个人员负责岗位的岗位职责，我们只有制定完善的岗位职责才能达到人员管理的目的。
沉镍金生产线直接接触产品的岗位有操作岗与检验岗，操作岗需要人员有上片人员、下片人员、巡视生产线人员，检验岗需要人员有检验人员。
操作岗位的人员负责生产线的开启、生产中的巡视、生产线的关闭、产品的加工、设备的维护、线体各种记录表格的填写，检验员负责加工后的产品检验、不合格产品的提交。
员工的操作技能与检验技能提高了，产品的质量自然就会相应提高，因此，我们制定操作动作、检验标准、工艺维护、异常处理等标准文件，将这些文件粘贴到线体进行可视化，并定期对员工进行培训、考试，其目的就是提高员工的操作技能，杜绝由于误操作或漏验带来的产品批量报废和客户严重的投诉。
我们所进行的管理大多是以表格的方式进行，其目的也是为了生产优质产品，员工按照表格上的项目按照设定的时间逐个落实并记录，不仅完成了自己岗位的项目而且也保证了生产线的稳定。
提高工作效率最有效的方法就是明确目标，有了目标这个方向就不会出现盲目工作或生产时间安排得不紧凑带来的生产停滞。
我们制定岗位职责，定岗定员目的就是提高工作效率。
同时，为了调动员工工作积极性，建立考核方案，每月对不同岗位人员进行考核，考核内容就是自己负责的项目完成的状态的程度，完成好的给予一定的奖励。
三、结论
PCB制造业是一个生产工艺比较复杂的行业，相对其它的行业其管理复杂性不可相提并论，而生产制造过程尤其复杂。
要生产一流的PCB产品仅靠上述管控的方法还是不够的，还有很多细节问题需要在长期的实践中进行不断的摸索与总结！
何種情況下需化鎳金，化鎳金只是PCB最終外表處置的一種。
具體要根據客戶的需要。
化鎳金有一下一些特點：
1外表平整（相對噴錫等）
2可焊、可打線（金線、鋁線）散熱性好；
3存放時間長（真空包裝1年以上）
可重工多次。
4SMT制程耐多次回流焊。
鎳厚150u"以上。
普通板鎳厚一般120-200u"金厚1-5u"化鎳金邦定板邦金線一般金厚10u"以上。
罕見問題PCB論壇網上你來我回答：
1.什么是打金線/鋁線?
用金線或鋁線將裸芯片和IC載板上的焊盤相連接ic封裝的一種方式。
看有沒有掉東西在槽里？
板或掛籃有沒有接觸到鎳槽？
鎳槽是否漏電？
維護電源是否有問題？
具體情況如下3.最近碰到沉鎳金漏鍍問題.:
不連孔,1漏鍍為獨立PAD.銅表面沒有或極薄的鎳,但有沉上金,金厚基本上
推斷:
排除塞孔不好或者孔粗過大導致孔內藏藥水C.漏鍍PAD為獨立PAD.;
建議1盡量延長活化時間，只要不長胖；2提高鎳槽活性。
一般小BGA而且是獨立位置容易漏鍍或鎳厚不足導致色差。
D.懷疑該漏鍍PAD活化時活化不好,但其他型號又沒有問題,也有可能PAD含有污染物使活化劑中毒;鎳厚正常不能代表活性正常。
另外請注意：
1.做沉金前（磨板前）做CUCL2測試評估是否為前工序影響！
這點很重要！
顏色、循環量等！
沉金線現場管理非常的重要！
2.鎳厚OK不能代表鎳缸的活性OK需要看藥水的反應狀況。
就應該是藥水的活性缺乏所致！
3.如果是PAD上沉上了鎳。
4.可以適當的延長活化缸的浸泡時間試試（小心滲鍍）鎳缸中放入鎳板
2塊（拖缸板12FT2以提高和穩定鎳缸的活性！
一般是電軟金，4.為什么ENIG板最適合打金線/鋁線;實際上電鎳金板也可以打線。
不含鈷等元素，由于打線是通過超聲波熱壓，金線與金面結合比較好，拉力可達10克以上，打鋁線則相對而言較低端
則在過濾和打氣的作用下會影響電流穩定。
用試電筆測一下槽體看是否帶電，如果槽底有許多鎳顆粒。
可以用萬用表測一下陰極桿和槽體之間的電壓是否正常。
過濾精度2或5u6.鎳缸過濾芯里面常常有大量的鎳粒,請問鎳粒是怎樣發生的,為什么不是鎳絲而是粒因怎樣減少?
鎳缸過濾芯建議每班更換。
m
但鎳缸也回因水洗帶入7.活化劑為催化劑,請問其在沉鎳后是留在磷鎳層里還是進入了鎳缸溶液?
鈀會被鎳層覆蓋。
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