CN104862677A - 一种活化pcb电路表面实现化学镀镍的方法 - Google Patents
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Abstract
一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，属于印制电路板制造领域。包括以下步骤：1)配制0.01～10g/L的可溶性银盐作为浸银溶液；2)按1～100g/LpH稳定剂和10～50g/L还原剂比例，配制活化液，pH稳定剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、醋酸钠等中的一种或几种，还原剂为甲醛、乙醛、乙醛酸、甲醇、维生素C、柠檬酸等中的一种或几种；3)PCB板前处理；4)前处理后的PCB板浸入浸银溶液中保持10～120s，清洗，然后再浸入活化液中保持10～80s；5)上步得到的PCB板在化学镀镍液中化学镀镍。本发明避免了活化过程中贵金属钯的使用，活化液稳定性高且无渗镀现象，有效降低了PCB生产成本。
Description
技术领域
本发明属于印刷电路板(PCB)制造领域，具体涉及一种印刷电路板(PCB)的铜电路表面化学镀镍前的无钯活化方法。
背景技术
印制电路板(PCB)是通过其绝缘基板上的铜电路来提供电子元件连接的互连件，是电子元器件的支撑体。然而在PCB制作和使用过程中，由铜制备的电路易氧化，导致导电及焊接性能恶化，因此必须对铜电路进行表面处理以改善铜电路的耐蚀性和焊接性能。化学镀镍/置换镀金技术是在铜电路表面化学镀镍再置换镀金，得到镍/金组合镀层能够有效防止铜电路的氧化并提高其可焊性，因此在PCB制造领域已被广泛应用。化学镀镍/置换镀金技术中的化学镀镍是一种可以在具有催化活性的表面自发进行的自催化过程，然而在以次亚磷酸钠为还原剂的化学镀镍溶液中，铜表面并不能催化次亚磷酸根的氧化，因此无法自发进行化学镀镍，必须借助活化处理在铜表面引入活性点来诱发化学镀镍的进行。
在目前的PCB制造过程中，钯活化是应用最广泛的铜电路表面化学镀镍前的活化方法，其原理就是将铜浸入含有贵金属钯的溶液中获得铜表面上的钯活性位。然而，随着近年来贵金属钯的价格持续飙升，应用于铜电路表面化学镀镍前的钯活化法的成本问题日益显著，给PCB生产成本控制带来了巨大冲击；同时，钯活化液自身的亚稳定性以及所导致的化学镀镍中的渗镀现象也进一步增加了PCB制造成本，因此，开发新型的低成本、高活性、高稳定性且操作简便的无钯活化法对PCB制造业来说具有重大意义。
S.Yagi等利用TiCl3作为还原剂，将溶液中的镍离子直接还原为金属镍，在铜电路表面获得镍镀层，该方法虽然可免去铜表面化学镀镍前的活化过程，直接在铜表面获得金属镍，但化学镀镍沉积速率太低，导致生产效率低下，并且镀液的稳定性差、易分解，价格昂贵。田栋等利用硫脲与一价铜离子和镍离子络合物稳定常数的差异，实现了用置换镀镍法替代钯活化法引发印刷电路板铜线路表面的化学镀镍；但是该方法启镀时间比钯活化长很多且容易发生在镀层中掺杂硫脲引起催化剂中毒。因此，寻找一种针对铜电路表面化学镀镍的操作简便，成本低廉且兼具高活性和化学稳定性的镍活化法对PCB制造业具有非常重要的意义。
发明内容
本发明针对背景技术存在的缺陷，提出了一种低成本、操作简单、无渗镀的活化PCB铜电路表面化学镀镍的方法。
本发明的技术方案如下：
一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤：
步骤1、浸银溶液的配制：将质量浓度为0.01～10g/L的可溶性银盐加入去离子水中，配制得到浸银溶液；其中可溶性银盐为硝酸银、醋酸银、硫酸银、氟化银、高氯酸银等中的一种或几种；
步骤2、活化液的配制：按pH稳定剂浓度1～100g/L、还原剂浓度10～50g/L的比例，配制得到活化液；所述pH稳定剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、醋酸钠等中的一种或几种，所述还原剂为甲醛、乙醛、乙醛酸、甲醇、维生素C、柠檬酸、葡萄糖等有机还原剂中的一种或几种；
步骤3、PCB板的前处理；
步骤4、浸银活化：将步骤3前处理后的PCB板浸没于步骤1配制的浸银溶液中，保持10～120s，取出后用去离子水清洗，得到浸银的PCB板，然后将上步得到的浸银的PCB板浸没于步骤2配制的活化液中，保持10～80s，
步骤5：将步骤4处理后得到的PCB板在化学镀镍液中化学镀镍，完成活化PCB板电路表面化学镀镍的过程。
进一步地，步骤1所述浸银溶液中还可以加入质量浓度为0.1～10g/L的银稳定剂，所述银稳定剂为能与银或铜发生螯合反应的有机物或无机物，具体为氨水、EDTA、酒石酸钠钾、氰化钠、焦磷酸盐、乙二胺等中的一种或几种。
进一步地，步骤4中浸银溶液可加热至40～80℃，PCB板在浸银溶液中保持的时间为10～40s。
进一步地，步骤4中活化液可加热至40～80℃，PCB板在活化液中保持的时间为10～20s。
进一步地，步骤3所述PCB板前处理的具体过程为：a.按5～100mL/L酸性除油剂和5～100mL/L浓硫酸的比例，配制得到除油液；b.按浓硫酸10～100mL/L和过硫酸钠20～100g/L的比例，配制得到微蚀液；c.将印有铜电路的PCB板浸没于温度为30～70℃的除油液中保持15～60min，然后将PCB板用自来水冲洗，再用去离子水冲洗；d.将步骤c处理后得到的PCB板浸没于微蚀液中并保持0.2～3min，PCB板取出后用去离子水冲洗；e.将步骤d处理后得到的PCB板浸没于10g/L的NaOH或氨水溶液中并保持0.1～3min，取出后用去离水冲洗，完成PCB板前处理。
进一步地，步骤5所述化学镀镍的具体过程为：a.按镍源浓度5～50g/L、pH稳定剂浓度4～100g/L、还原剂浓度20～50g/L、络合剂浓度0.1～50g/L和稳定剂浓度0.01～10mg/L的比例，配制得到pH值为4～6的化学镀镍液；b.将步骤4处理后得到的PCB板浸没于温度为50～99℃的化学镀镍液中，保持5～40min，完成化学镀镍过程；其中，所述镍源为氯化镍、硫酸镍、次磷酸镍、甲基磺酸镍、醋酸镍、硝酸镍等中的一种或几种；所述还原剂为次磷酸盐等；所述pH稳定剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氯化铵等中的一种或几种；所述络合剂为镍的络合剂，包含但不限于小分子羧酸、二酸、多酸阴离子或其他含有胺基的有机分子，如乳酸根、醋酸根、苹果酸根、丁酸根、丙酸根、乙二胺、EDTA、酒石酸钠钾等；所述稳定剂为重金属离子或含硫化合物，重金属离子为铅离子、汞离子、镉离子、锑离子、铋离子等中的一种或几种，含硫化合物为无机或有机硫化物，如硫化钠、硫脲、硫醇、硫醚等中的一种或几种。
进一步地，步骤3中所述酸性除油剂为LP200(罗门哈斯)等。
本发明印有铜电路的PCB板经过除油、水洗、微蚀、浸银和活化后进行化学镀镍。PCB板进行除油是为了去除板件上的有机油脂和金属氧化物，有机油脂可能是生产、转运过程中附着在镀件表面的机油，工人的指纹印等残留，会影响电镀铜层和基底结合力，必须在电镀之前完全除净；但是除油液自身也可能对电镀质量造成影响，所以板件需经过多次水洗或热水冲洗，以确保除油液不被带入后续微蚀步骤。微蚀液能去除铜电路上的氧化物，并轻微刻蚀铜表面，一方面使铜表面变粗糙，以加强电镀铜层与基底的结合力，另一方面，露出的新生铜层可使其与银层结合的更加紧密；微蚀液也不能被带入到电镀槽中，也需用水多次清洗干净，以确保微蚀液不被带入后续步骤。
本发明首先将前处理后的PCB板浸银处理，利用银和铜的置换反应在铜表面生成一层银；然后利用银层对有机还原剂催化氧化产生氢原子，氢原子将溶液中Ni(OH)+还原成金属镍，金属镍作为化学镀的催化剂，使化学镀镍自催化顺利进行，因此该方法能实现金属镍的快速自发沉积；镍层是通过金属键与铜基体结合的，镍催化层与基体的结合强度较高，不会造成掉镍现象；并且氢原子还原性较强，可在化学镀镍的过程中快速还原镍，因此化学镀镍启镀速度比离子钯活化法还要快很多。
本发明的有益效果为：本发明活化法避免了活化过程中贵金属钯的使用，活化液稳定性高且无渗镀现象发生，有效降低了PCB生产成本；本发明通过浸银活化PCB电路表面实现化学镀镍过程，得到的镍层与铜基体结合强度高，不会产生掉镍现象，且化学镀镍的启镀速度快；活化液的配制及活化过程的操作简便，活化速度快，温度适宜，效率高，适合PCB板的大规模工业化生产。
附图说明
图1为本发明所述通过浸银活化PCB铜电路表面实现化学镀镍的流程图
图2为本发明实施例1得到的化学镀镍后的PCB板表面的扫描电子显微镜图。
图3为本发明实施例1得到的化学镀镍后的PCB板表面的EDS图谱。
具体实施方式
一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤：
步骤1、浸银溶液的配制：将质量浓度为0.01～10g/L的可溶性银盐和质量浓度为0.01～10g/L的银稳定剂加入去离子水中，配制得到浸银溶液；其中可溶性银盐为硝酸银、醋酸银、硫酸银、氟化银、高氯酸银等中的一种或几种；银稳定剂为氨水、EDTA、酒石酸钠钾、氰化钠、焦磷酸盐、乙二胺等能够与银或铜发生螯合反应的有机物或无机物；
步骤2、活化液的配制：按pH稳定剂浓度1～100g/L、还原剂浓度10～50g/L的比例加入去离子水中，配制得到活化液；所述pH稳定剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、醋酸钠等中的一种或几种，所述还原剂为甲醛、乙醛、乙醛酸、甲醇、维生素C、柠檬酸、葡萄糖等有机还原剂中的一种或几种；
步骤3、PCB板的前处理：a.按5～100mL/L罗门哈斯(LP200)和5～100mL/L浓硫酸的比例加入去离子水中，配制得到除油液；b.按浓硫酸10～100mL/L和过硫酸钠20～100g/L的比例加入去离子水中，配制得到微蚀液；c.将印有铜电路的PCB板浸没于温度为30～70℃的除油液中保持15～60min，然后将PCB板用自来水冲洗，再用去离子水冲洗2～5次；d.将步骤c处理后得到的PCB板浸没于微蚀液中保持0.2～3min，PCB板取出后用去离子水冲洗2～5次；e.将步骤d处理后得到的PCB板浸没于10g/L的NaOH溶液中并保持0.1～3min，取出后用去离水冲洗2～5次，完成PCB板前处理；
步骤4、浸银活化：将步骤3前处理后的PCB板浸没于步骤1配制的浸银溶液中，保持10～120s，取出后用去离子水清洗，得到浸银的PCB板；然后将上步得到的浸银的PCB板浸没于步骤2配制的活化液中，保持10～80s；
步骤5、化学镀镍：a.按镍源浓度5～50g/L、pH值稳定剂浓度4～100g/L、还原剂浓度20～50g/L、络合剂浓度0.1～50g/L和稳定剂浓度0.01～10mg/L的比例加入去离子水中，配制得到pH值为4～6的化学镀镍液；b.将步骤4处理后得到的PCB板浸没于温度为50～99℃的化学镀镍液中，保持5～40min，完成化学镀镍过程；其中，所述镍源为氯化镍、硫酸镍、次磷酸镍、甲基磺酸镍、醋酸镍、硝酸镍等中的一种或几种；所述还原剂为次磷酸盐等；所述pH稳定剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氯化铵等中的一种或几种；所述络合剂为镍的络合剂，包含但不限于小分子羧酸、二酸、多酸阴离子或其他含有胺基的有机分子，如乳酸根、醋酸根、苹果酸根、丁酸根、丙酸根、乙二胺、EDTA、酒石酸钠钾等；所述稳定剂为重金属离子或含硫化合物，重金属离子为铅离子、汞离子、镉离子、锑离子、铋离子等中的一种或几种，含硫化合物为无机或有机硫化物，如硫化钠、硫脲、硫醇、硫醚等中的一种或几种。
实施例1
一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤：
步骤1、浸银溶液的配制：将0.2g硝酸银、0.2g醋酸银、0.2g硫酸银、0.2g氟化银、0.2g高氯酸银和0.1gEDTA加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到浸银溶液；
步骤2、活化液的配制：将20g氢氧化钠和10g甲醛加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到活化液；
步骤3、PCB板的前处理：a.将25mL罗门哈斯(LP200)和5mL浓硫酸依次加入1L去离子水中，混合均匀，得到除油液；b.将10mL浓硫酸和20g过硫酸钠加入1L去离子水中，混合均匀，得到微蚀液；c.将印有铜电路的PCB板浸没于温度为50℃的除油液中并保持30min，然后将PCB板用自来水冲洗，再用去离子水冲洗干净；d.将步骤c处理后得到的PCB板浸没于微蚀液中并保持0.5min，PCB板取出后用去离子水冲洗干净；e.将步骤d处理后得到的PCB板浸没于10g/L的NaOH水溶液中并保持1min，取出后用去离水冲洗干净，完成PCB板的前处理；
步骤4、浸银活化：将步骤3前处理后的PCB板浸没于步骤1配制的浸银溶液中，保持30s，取出后用去离子水清洗，得到浸银的PCB板；然后将上步得到的浸银的PCB板浸没于步骤2配制的活化液中，保持80s；
步骤5、化学镀镍：a.按硫酸镍浓度25g/L、氢氧化钠浓度60g/L、次亚磷酸钠浓度30g/L、醋酸钠浓度15g/L、乳酸浓度10g/L、苹果酸浓度6g/L和硫脲浓度3mg/L的比例配制水溶液，并用65g/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至4.8，得到化学镀镍液；b.将步骤4处理后得到的PCB板浸没于温度为88℃的上步配制的化学镀镍液中，保持30min，完成化学镀镍过程。
图2为实施例1得到的化学镀镍后的PCB板表面的扫描电子显微镜图。由图2可知，化学镀镍颗粒成圆球形，其直径约为1～2μm，颗粒分布均匀、紧密堆积且相互之间无空隙，因此从微观结构上可以认为，本发明的活化方法所制备的镀镍层满足PCB中的ENIG工艺要求。图3为本发明实施例1得到的化学镀镍后的PCB板表面的EDS图谱。由图3可知，化学镀镍层的元素组成为Ni和P(Cu元素来自基底，Au元素来自扫描电子显微镜分析时的镀金)，其中P元素在化学镀镍层中的含量为8.36％，属于中磷化学镀镍层。
实施例2
一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤：
步骤1、浸银溶液的配制：将1g硝酸银加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到浸银溶液；
步骤2、活化液的配制：将20g氢氧化钠和10g甲醛加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到活化液；
步骤3、PCB板的前处理：a.将25mL罗门哈斯(LP200)和5mL浓硫酸依次加入1L去离子水中，混合均匀，得到除油液；b.将10mL浓硫酸和20g过硫酸钠加入1L去离子水中，混合均匀，得到微蚀液；c.将印有铜电路的PCB板浸没于温度为50℃的除油液中并保持30min，然后将PCB板用自来水冲洗，再用去离子水冲洗干净；d.将步骤c处理后得到的PCB板浸没于微蚀液中并保持0.5min，PCB板取出后用去离子水冲洗干净；e.将步骤d处理后得到的PCB板浸没于10g/L的NaOH水溶液中并保持1min，取出后用去离水冲洗干净，完成PCB板的前处理；
步骤4、浸银活化：将步骤3前处理后的PCB板浸没于步骤1配制的浸银溶液中，保持20s，取出后用去离子水清洗，得到浸银的PCB板；然后将上步得到的浸银的PCB板浸没于步骤2配制的活化液中，保持80s；
步骤5、化学镀镍：a.按硫酸镍浓度25g/L、氢氧化钠浓度60g/L、次亚磷酸钠浓度30g/L、醋酸钠浓度15g/L、乳酸浓度10g/L、苹果酸浓度6g/L和硫脲浓度3mg/L的比例配制水溶液，并用65g/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至4.8，得到化学镀镍液；b.将步骤4处理后得到的PCB板浸没于温度为88℃的上步配制的化学镀镍液中，保持30min，完成化学镀镍过程。
实施例3
一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤：
步骤1、浸银溶液的配制：将10g硝酸银加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到浸银溶液；
步骤2、活化液的配制：将30g氢氧化钠和10g甲醛加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到活化液；
步骤3、PCB板的前处理：a.将25mL罗门哈斯(LP200)和5mL浓硫酸依次加入1L去离子水中，混合均匀，得到除油液；b.将10mL浓硫酸和20g过硫酸钠加入1L去离子水中，混合均匀，得到微蚀液；c.将印有铜电路的PCB板浸没于温度为50℃的除油液中并保持30min，然后将PCB板用自来水冲洗，再用去离子水冲洗干净；d.将步骤c处理后得到的PCB板浸没于微蚀液中并保持0.5min，PCB板取出后用去离子水冲洗干净；e.将步骤d处理后得到的PCB板浸没于10g/L的NaOH水溶液中并保持1min，取出后用去离水冲洗干净，完成PCB板的前处理；
步骤4、浸银活化：将步骤3前处理后的PCB板浸没于步骤1配制的浸银溶液中，保持10s，取出后用去离子水清洗，得到浸银的PCB板；然后将上步得到的浸银的PCB板浸没于步骤2配制的活化液中，保持70s；
步骤5、化学镀镍：a.按硫酸镍浓度25g/L、氢氧化钠浓度60g/L、次亚磷酸钠浓度30g/L、醋酸钠浓度15g/L、乳酸浓度10g/L、苹果酸浓度6g/L和硫脲浓度3mg/L的比例配制水溶液，并用65g/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至4.8，得到化学镀镍液；b.将步骤4处理后得到的PCB板浸没于温度为88℃的上步配制的化学镀镍液中，保持30min，完成化学镀镍过程。
实施例4
一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤：
步骤1、浸银溶液的配制：将1g硝酸银和0.1gEDTA加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到浸银溶液；
步骤2、活化液的配制：将20g氢氧化钠、2g甲醛、2g乙醛、2g乙醛酸、2g柠檬酸和2g甲醇加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到活化液；
步骤3、PCB板的前处理：a.将25mL罗门哈斯(LP200)和5mL浓硫酸依次加入1L去离子水中，混合均匀，得到除油液；b.将10mL浓硫酸和20g过硫酸钠加入1L去离子水中，混合均匀，得到微蚀液；c.将印有铜电路的PCB板浸没于温度为50℃的除油液中并保持30min，然后将PCB板用自来水冲洗，再用去离子水冲洗干净；d.将步骤c处理后得到的PCB板浸没于微蚀液中并保持0.5min，PCB板取出后用去离子水冲洗干净；e.将步骤d处理后得到的PCB板浸没于10g/L的NaOH水溶液中并保持1min，取出后用去离水冲洗干净，完成PCB板的前处理；
步骤4、浸银活化：将步骤3前处理后的PCB板浸没于步骤1配制的浸银溶液中，保持30s，取出后用去离子水清洗，得到浸银的PCB板；然后将上步得到的浸银的PCB板浸没于步骤2配制的40℃活化液中，保持60s；
步骤5、化学镀镍：a.按硫酸镍浓度25g/L、氢氧化钠浓度60g/L、次亚磷酸钠浓度30g/L、醋酸钠浓度15g/L、乳酸浓度10g/L、苹果酸浓度6g/L和硫脲浓度3mg/L的比例配制水溶液，并用65g/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至4.8，得到化学镀镍液；b.将步骤4处理后得到的PCB板浸没于温度为88℃的上步配制的化学镀镍液中，保持30min，完成化学镀镍过程。
实施例5
一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤：
步骤1、浸银溶液的配制：将1g硝酸银和0.1gEDTA加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到浸银溶液；
步骤2、活化液的配制：将10g氢氧化钠和10g甲醛加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到活化液；
步骤3、PCB板的前处理：a.将50mL罗门哈斯(LP200)和10mL浓硫酸依次加入1L去离子水中，混合均匀，得到除油液；b.将10mL浓硫酸和20g过硫酸钠加入1L去离子水中，混合均匀，得到微蚀液；c.将印有铜电路的PCB板浸没于温度为50℃的除油液中并保持10min，然后将PCB板用自来水冲洗，再用去离子水冲洗干净；d.将步骤c处理后得到的PCB板浸没于微蚀液中并保持0.5min，PCB板取出后用去离子水冲洗干净；e.将步骤d处理后得到的PCB板浸没于10g/L的NaOH水溶液中并保持1min，取出后用去离水冲洗干净，完成PCB板的前处理；
步骤4、浸银活化：将步骤3前处理后的PCB板浸没于步骤1配制的浸银溶液中，保持30s，取出后用去离子水清洗，得到浸银的PCB板；然后将上步得到的浸银的PCB板浸没于步骤2配制的40℃活化液中，保持50s；
步骤5、化学镀镍：a.按硫酸镍浓度25g/L、氢氧化钠浓度60g/L、次亚磷酸钠浓度30g/L、醋酸钠浓度15g/L、乳酸浓度10g/L、苹果酸浓度6g/L和硫脲浓度3mg/L的比例配制水溶液，并用65g/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至4.8，得到化学镀镍液；b.将步骤4处理后得到的PCB板浸没于温度为88℃的上步配制的化学镀镍液中，保持30min，完成化学镀镍过程。
实施例6
一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤：
步骤1、浸银溶液的配制：将1g硝酸银和0.1gEDTA加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到浸银溶液；
步骤2、活化液的配制：将20g氢氧化钠、10g甲醛加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到活化液；
步骤3、PCB板的前处理：a.将25mL罗门哈斯(LP200)和5mL浓硫酸依次加入1L去离子水中，混合均匀，得到除油液；b.将100mL浓硫酸和50g过硫酸钠加入1L去离子水中，混合均匀，得到微蚀液；c.将印有铜电路的PCB板浸没于温度为50℃的除油液中并保持30min，然后将PCB板用自来水冲洗，再用去离子水冲洗干净；d.将步骤c处理后得到的PCB板浸没于微蚀液中并保持0.2min，PCB板取出后用去离子水冲洗干净；e.将步骤d处理后得到的PCB板浸没于10g/L的NaOH水溶液中并保持1min，取出后用去离水冲洗干净，完成PCB板的前处理；
步骤4、浸银活化：将步骤3前处理后的PCB板浸没于步骤1配制的浸银溶液中，保持30s，取出后用去离子水清洗，得到浸银的PCB板；然后将上步得到的浸银的PCB板浸没于步骤2配制40℃的活化液中，保持20s；
步骤5、化学镀镍：a.按硫酸镍浓度25g/L、氢氧化钠浓度60g/L、次亚磷酸钠浓度30g/L、醋酸钠浓度15g/L、乳酸浓度10g/L、苹果酸浓度6g/L和硫脲浓度3mg/L的比例配制水溶液，并用65g/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至4.8，得到化学镀镍液；b.将步骤4处理后得到的PCB板浸没于温度为88℃的上步配制的化学镀镍液中，保持30min，完成化学镀镍过程。
实施例7
一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤：
步骤1、浸银溶液的配制：将1g和0.1gEDTA硝酸银加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到浸银溶液；
步骤2、活化液的配制：将20g氢氧化钠、10g甲醛加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到活化液；
步骤3、PCB板的前处理：a.将25mL罗门哈斯(LP200)和5mL浓硫酸依次加入1L去离子水中，混合均匀，得到除油液；b.将10mL浓硫酸和20g过硫酸钠加入1L去离子水中，混合均匀，得到微蚀液；c.将印有铜电路的PCB板浸没于温度为50℃的除油液中并保持30min，然后将PCB板用自来水冲洗，再用去离子水冲洗干净；d.将步骤c处理后得到的PCB板浸没于微蚀液中并保持0.5min，PCB板取出后用去离子水冲洗干净；e.将步骤d处理后得到的PCB板浸没于10g/L的NaOH水溶液中并保持1min，取出后用去离水冲洗干净，完成PCB板的前处理；
步骤4、浸银活化：将步骤1配制的浸银溶液加热到50℃，然后将步骤3前处理后的PCB板浸没于浸银溶液中，保持10s，取出后用去离子水清洗，得到浸银的PCB板；然后将上步得到的浸银的PCB板浸没于步骤2配制40℃的活化液中，保持20s；
步骤5、化学镀镍：a.按硫酸镍浓度25g/L、氢氧化钠浓度60g/L、次亚磷酸钠浓度30g/L、醋酸钠浓度15g/L、乳酸浓度10g/L、苹果酸浓度6g/L和硫脲浓度3mg/L的比例配制水溶液，并用65g/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至4.8，得到化学镀镍液；b.将步骤4处理后得到的PCB板浸没于温度为88℃的上步配制的化学镀镍液中，保持30min，完成化学镀镍过程。
实施例8
一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤：
步骤1、浸银溶液的配制：将1g硝酸银和0.1gEDTA加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到浸银溶液；
步骤2、活化液的配制：将20g氢氧化钠和10g甲醛加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到活化液；
步骤3、PCB板的前处理：a.将25mL罗门哈斯(LP200)和5mL浓硫酸依次加入1L去离子水中，混合均匀，得到除油液；b.将10mL浓硫酸和20g过硫酸钠加入1L去离子水中，混合均匀，得到微蚀液；c.将印有铜电路的PCB板浸没于温度为50℃的除油液中并保持30min，然后将PCB板用自来水冲洗，再用去离子水冲洗干净；d.将步骤c处理后得到的PCB板浸没于微蚀液中并保持0.5min，PCB板取出后用去离子水冲洗干净；e.将步骤d处理后得到的PCB板浸没于10g/L的NaOH水溶液中并保持1min，取出后用去离水冲洗干净，完成PCB板的前处理；
步骤4、浸银活化：将步骤3前处理后的PCB板浸没于步骤1配制的浸银溶液中，保持30s，取出后用去离子水清洗，得到浸银的PCB板；然后将上步得到的浸银的PCB板浸没于步骤2配制25℃的活化液中，保持80s；
步骤5、化学镀镍：a.按硫酸镍浓度25g/L、氢氧化钠浓度60g/L、次亚磷酸钠浓度30g/L、醋酸钠浓度15g/L、乳酸浓度10g/L、苹果酸浓度6g/L和硫脲浓度3mg/L的比例配制水溶液，并用65g/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至4.8，得到化学镀镍液；b.将步骤4处理后得到的PCB板浸没于温度为88℃的上步配制的化学镀镍液中，保持30min，完成化学镀镍过程。
实施例9
一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤：
步骤1、浸银溶液的配制：将1g硝酸银和0.1gEDTA加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到浸银溶液；
步骤2、活化液的配制：将20g氢氧化钠和10g甲醛加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到活化液；
步骤3、PCB板的前处理：a.将25mL罗门哈斯(LP200)和5mL浓硫酸依次加入1L去离子水中，混合均匀，得到除油液；b.将10mL浓硫酸和20g过硫酸钠加入1L去离子水中，混合均匀，得到微蚀液；c.将印有铜电路的PCB板浸没于温度为50℃的除油液中并保持30min，然后将PCB板用自来水冲洗，再用去离子水冲洗干净；d.将步骤c处理后得到的PCB板浸没于微蚀液中并保持0.5min，PCB板取出后用去离子水冲洗干净；e.将步骤d处理后得到的PCB板浸没于10g/L的NaOH水溶液中并保持1min，取出后用去离水冲洗干净，完成PCB板的前处理；
步骤4、浸银活化：将步骤3前处理后的PCB板浸没于步骤1配制的浸银溶液中，保持30s，取出后用去离子水清洗，得到浸银的PCB板；然后将上步得到的浸银的PCB板浸没于步骤2配制80℃的活化液中，保持10s；
步骤5、化学镀镍：a.按硫酸镍浓度25g/L、氢氧化钠浓度60g/L、次亚磷酸钠浓度30g/L、醋酸钠浓度15g/L、乳酸浓度10g/L、苹果酸浓度6g/L和硫脲浓度3mg/L的比例配制水溶液，并用65g/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至4.8，得到化学镀镍液；b.将步骤4处理后得到的PCB板浸没于温度为88℃的上步配制的化学镀镍液中，保持30min，完成化学镀镍过程。
实施例10
一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤：
步骤1、浸银溶液的配制：将1g硝酸银和0.1gEDTA加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到浸银溶液；
步骤2、活化液的配制：将20g氢氧化钠和10g甲醛加入1L去离子水中，搅拌直至完全溶解，得到活化液；
步骤3、PCB板的前处理：a.将25mL罗门哈斯(LP200)和5mL浓硫酸依次加入1L去离子水中，混合均匀，得到除油液；b.将10mL浓硫酸和20g过硫酸钠加入1L去离子水中，混合均匀，得到微蚀液；c.将印有铜电路的PCB板浸没于温度为50℃的除油液中并保持30min，然后将PCB板用自来水冲洗，再用去离子水冲洗干净；d.将步骤c处理后得到的PCB板浸没于微蚀液中并保持0.5min，PCB板取出后用去离子水冲洗干净；e.将步骤d处理后得到的PCB板浸没于10g/L的NaOH水溶液中并保持1min，取出后用去离水冲洗干净，完成PCB板的前处理；
步骤4、浸银活化：将步骤3前处理后的PCB板浸没于步骤1配制的浸银溶液中，保持30s，取出后用去离子水清洗，得到浸银的PCB板；然后将上步得到的浸银的PCB板浸没于步骤2配制40℃的活化液中，保持20s；
步骤5、化学镀镍：a.按硫酸镍浓度50g/L、氢氧化钠浓度60g/L、次亚磷酸钠浓度40g/L、醋酸钠浓度15g/L、乳酸浓度10g/L、苹果酸浓度6g/L和硫脲浓度3mg/L的比例配制水溶液，并用65g/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至4.8，得到化学镀镍液；b.将步骤4处理后得到的PCB板浸没于温度为88℃的上步配制的化学镀镍液中，保持20min，完成化学镀镍过程。
表1实施例1～6得到的化学镀镍层的分析结果
由实施例1～10可知，采用本发明所述方法可在不使用钯的前提下，实现PCB电路表面的活化，且制备得到的化学镀镍层具有无空隙率、无渗镀、含P量适中以及镍层生长快速等优点，充分满足了化学镀镍/置换镀金技术(ENIG)中对化学镀镍层的要求，适合大规模PCB工业生产。
采用《用胶带测量附着力的标准方法ASTM D 33359》的方法B(划方格法)测试实施例1～10镀层的结合力：在样品表面划相距1mm的纵横各11线形成10×10方格，然后用胶带粘住样品后迅速离开，切口边缘光滑无毛刺生成，且没有一个方格出现剥落，达到测试标准中的5B级，说明化学镍镀层与PCB基板结合力强。
Claims (8)
1.一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤：
步骤1、浸银溶液的配制：将质量浓度为0.01～10g/L的可溶性银盐加入去离子水中，配制得到浸银溶液；
步骤2、活化液的配制：按pH稳定剂浓度1～100g/L、还原剂浓度10～50g/L的比例，配制得到活化液；所述pH稳定剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、醋酸钠中的一种或几种，所述还原剂为甲醛、乙醛、乙醛酸、甲醇、维生素C、柠檬酸、葡萄糖中的一种或几种；
步骤3、PCB板的前处理；
步骤4、浸银活化：将步骤3前处理后的PCB板浸没于步骤1配制的浸银溶液中，保持10～120s，取出后用去离子水清洗，得到浸银的PCB板，然后浸银的PCB板浸没于步骤2配制的活化液中，保持10～80s；
步骤5：将步骤4处理后得到的PCB板在化学镀镍液中化学镀镍，完成活化PCB板电路表面化学镀镍的过程。
2.根据权利要求1所述的活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，其特征在于，所述可溶性银盐为硝酸银、醋酸银、硫酸银、氟化银、高氯酸银中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，其特征在于，步骤1所述浸银溶液中还加入质量浓度为0.1～10g/L的银稳定剂，所述银稳定剂为能与银或铜发生螯合反应的有机物或无机物，具体为氨水、EDTA、酒石酸钠钾、氰化钠、焦磷酸盐、乙二胺中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，其特征在于，步骤4中浸银溶液可加热至40～80℃，PCB板在浸银溶液中保持的时间为10～40s。
5.根据权利要求1所述的活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，其特征在于，步骤4中活化液可加热至40～80℃，PCB板在活化液中保持的时间为10～20s。
6.根据权利要求1所述的活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，其特征在于，步骤3所述PCB板前处理的具体过程为：a.按5～100mL/L酸性除油剂和5～100mL/L浓硫酸的比例，配制得到除油液；b.按浓硫酸10～100mL/L和过硫酸钠20～100g/L的比例，配制得到微蚀液；c.将印有铜电路的PCB板浸没于温度为30～70℃的除油液中保持15～60min，取出后用去离子水冲洗；d.将步骤c处理后得到的PCB板浸没于微蚀液中并保持0.2～3min，PCB板取出后用去离子水冲洗；e.将步骤d处理后得到的PCB板浸没于10g/L的NaOH或氨水溶液中并保持0.1～3min，取出后用去离水冲洗，完成PCB板前处理。
7.根据权利要求1所述的活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，其特征在于，步骤5所述化学镀镍的具体过程为：a.按镍源浓度5～50g/L、pH稳定剂浓度4～100g/L、还原剂浓度20～50g/L、络合剂浓度0.1～50g/L和稳定剂浓度0.01～10mg/L的比例，配制得到pH值为4～6的化学镀镍液；b.将步骤4处理后得到的PCB板浸没于温度为50～99℃的化学镀镍液中，保持5～40min，完成化学镀镍过程；其中，所述镍源为氯化镍、硫酸镍、次磷酸镍、甲基磺酸镍、醋酸镍、硝酸镍中的一种或几种；所述还原剂为次磷酸盐；所述pH稳定剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氯化铵中的一种或几种；所述络合剂为小分子羧酸、二酸、多酸阴离子或其他含有胺基的有机分子，具体为乳酸根、醋酸根、苹果酸根、丁酸根、丙酸根、乙二胺、EDTA、酒石酸钠钾；所述稳定剂为重金属离子或含硫化合物，重金属离子为铅离子、汞离子、镉离子、锑离子、铋离子中的一种或几种，含硫化合物为无机或有机硫化物，具体为硫化钠、硫脲、硫醇、硫醚中的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，其特征在于，步骤3中所述酸性除油剂为LP200。
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