【文章內(nèi)容簡介】 種鍍層均較薄，本身無法對基體起到良好的防腐效果，都應鍍有銅、鎳等中間鍍層，以改善其外觀及耐蝕性。鍍后往往還要涂油或上一層有機涂料來加以保護。（1）鎳—鋅合金（黑鎳）以鎳鋅合金為主的黑鎳中含鎳約40%60%，鋅20%30%，硫0%15%，有機物10%左右，典型的工藝配方如下表：NiZn合金黑色鍍層工藝組成（g/L）及工藝條件12NiSO47H2O90—12076—100ZnSO47H2O40—6040—50(NH4)2SO420—30NiSO4(NH4)2SO46H2O40—60NH4CNS25—3525—35H3BO325—3525—35PH5—6—溫度176。C30—3530—35DK（A/dm2）——在電鍍過程中，硫氰酸根離子中硫與鎳生成黑色的NiS。由于電流密度很低，所獲鍍層較脆，故不可能鍍得太厚，其鍍層光亮度，全靠底鍍層的光亮效果，底鍍層越亮，黑鎳層越顯黑，否則黑度下降。（2）鎳錫合金（珍珠黑鍍層）：NiSn鍍層由于其黑色外觀而常被稱為槍色鍍層或珍珠黑鍍層。鍍層中一般含Ni35%、Sn65%，有時適當加入Cu以增加鍍層硬度和改善外觀。黑色NiSn鍍層，主要是Ni和Sn在一定比例下加入發(fā)黑劑，含S、N化合物，如含硫氨基酸等。與黑色NiZn鍍層一樣，NiSn的黑色程度也往往取決于底鍍層的光亮效果，但一般來講，NiSn鍍層的黑度略差于NiZn鍍層。但這種色調(diào)十分莊重、典雅深受人們的喜愛，已廣泛用于日用五金、自行車、燈具、首飾等行業(yè)。珍珠黑電鍍工藝分有氰和無氰兩類。氰化物鍍液較穩(wěn)定，黑色較均勻；無氰鍍液的絡合劑如果選擇適當，也可獲得較好的效果。下表是兩種工藝配方的例子：組成（g/L）及工藝條件12SnCL22H2O5010NiCL26H2O25075NiSO47H2O20K4P2O7250蛋氨酸5開缸劑200ml/L調(diào)黑劑10～15ml/LPH～溫度176。C50～6550DK A/dm2～12NiZn與NiSn黑色鍍層均易變色，尤其是NiZn鍍層更易變色，電鍍表面失光、黑度不勻，嚴重影響外觀。由于這類鍍層在鍍后脫水之前，接觸電鍍車間的有害氣體，極易變色，所以鍍后一定要進行鈍化處理。以下鈍化液對NiZn與NiSn黑色鍍層防變色有較好效果。CrO3 3—5g/LpH 2—4室溫10—20秒鈍代處理只能在短時間或工序間防止變色，因這類鍍層薄而脆，不耐磨、不耐用，為了提高其實用效果和使用壽命，經(jīng)鈍化后的黑色鍍層一般都要涂覆一層保護涂料。OMI公司、新加坡獨資的臺州恩森公司推出的黑色SnNi合金、黑色SnCo合金、白色代鉻SnCr合金效果都較好，受到用戶青睞，典型的工藝流程如下：1) 無鎳流程前處理→流水清洗3→酸性光亮鍍銅→流水清洗3→白色銅錫代鎳→流水清洗3→ →流水清洗3→ →流水清洗3→烘干→包裝2）含鎳合金電鍍前處理→流水清洗3→酸性光亮鍍銅→流水清洗3→全光亮鍍鎳→流水清洗3→ →流水清洗3→ →流水清洗3→烘干→包裝3）雙色合金電鍍前處理→流水清洗3→酸性光亮鍍銅→流水清洗3→全光亮鍍鎳→流水清洗3→仿金電鍍→流水清洗3→涂漆保護→酸活化→流水清洗3→ →流水清洗3→退保護漆處理→流水清洗3→電泳漆或浸漆→烘干→包裝4 電子電鍍 PCB電鍍簡況，%，居世界第4位。在我國的PCB產(chǎn)值中，%。因此，廣東地區(qū)PCB電鍍是一個極大的產(chǎn)業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，廣東PCB廠家僅磷銅一種原料，年消耗量達10000噸左右。大型PCB企業(yè)年消耗磷銅400600噸，中型企業(yè)200300噸。廣東地區(qū)一年需要PCB酸銅光亮劑達1000多噸。僅磷銅和酸銅光亮劑年銷售產(chǎn)值達到45億元。PCB生產(chǎn)中涉及的表面處理工藝有脫脂、去孔內(nèi)壁沾污、活化處理、化學鍍銅、直接電鍍工藝、電鍍鉛錫合金、銅箔蝕刻、化學鍍鎳、金工藝等。因此需要大量的電鍍特殊化學品和普通的化學原材料，全部加起來達幾十億元人民幣。目前PCB行業(yè)使用的特殊化學品90%以上為國際大公司如著名的美國公司MacDermind，Shipley LeaRonal原德國公司Schering, schlotter等所壟斷，（現(xiàn)LeaRona為Shipley所兼并，Schering合并于Atotech,MacDermind兼并了英國Canning）。國內(nèi)僅少數(shù)幾家研究所和電鍍添加劑生產(chǎn)商的產(chǎn)品進入為數(shù)不多的小型PCB企業(yè)。一方面是因為PCB生產(chǎn)對所有原材料的要求十分嚴格，另一方面是因為PCB的生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，價值昂貴，出現(xiàn)質(zhì)量問題后經(jīng)濟責任重大。因此國內(nèi)從事表面處理的研究所和電鍍添加劑生產(chǎn)企業(yè)只有加大投入，引進專業(yè)高技術人才，添置專用儀器設備研究開發(fā)，才有可能進入PCB這個市場潛力巨大的行業(yè)。 傳統(tǒng)的PCB的電鍍印制線路板（指雙面和多層）能形成工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，是得益于PCK公司在1963年專利發(fā)表的化學鍍銅配方和Shipley公司于是1961年專利發(fā)表的膠體鈀配方。它們是使通孔鍍得以成為自動線運行的基礎，也是后來被廣泛接受的制作PCB的基礎工藝。進入90年代以來，傳統(tǒng)的以化學鍍銅為主體的孔化（PTH）工藝受到多方面的壓力和挑戰(zhàn)。下面是傳統(tǒng)的制作PCB的流程:《缺》化學鍍Cu溶液共同特點是：（1）都含有絡合劑或螯合劑，如酒石酸鉀鈉，EDTA以及EDTP；（2）化學鍍Cu的還原劑都采用甲醛；而穩(wěn)定劑又以氰化物為多。絡合劑EDTA或EDTP的存在給廢水處理帶來極大的困難，甲醛是眾所周知的致癌物，傳統(tǒng)的化學鍍銅的另一缺點是：副反應使化學鍍銅槽液維護和管理困難，從而導致化學鍍銅質(zhì)量問題?；瘜W鍍銅的成本往往由于未充分利用而相差很大。一個不連續(xù)生產(chǎn)的槽液的成本比一個連續(xù)生產(chǎn)的槽液高幾倍。因此，化學鍍銅工藝一直是困擾PCB制造者的問題。 直接電鍍技術出現(xiàn)和發(fā)展進入80年代后，歐美國家對環(huán)保制訂了更加嚴格的要求，特別是對有毒害的甲醛以及難處理的螯合劑的排放。迫使大多數(shù)溶液供應商尋找代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學鍍銅實現(xiàn)孔金屬化的新方法。直接電鍍技術及其產(chǎn)品經(jīng)過較長時間的試用，取得PCB生產(chǎn)廠家的認可，是在90年代中期。作為代替化學鍍銅的直接電鍍技術必須滿足以下條件：（1）在非導體包括環(huán)氧玻璃布、聚酰亞胺、聚四氟乙烯等孔壁基材上，通過特殊處理形成一層導電層，以實現(xiàn)金屬電鍍。同時還必須保證鍍層與基體具有良好的結(jié)合力。（2）形成導電層所用的化學藥水對環(huán)境污染小，易于進行“三廢”處理，不會再造成嚴重污染。（3）形成導電層的工藝流程越短越好，而且要求操作范圍應較寬，便于操作與維護。（4）能適應各種印制板的制作。如高板厚/孔徑比的印制板，盲孔印制板，特殊基材的印制板等。目前世界上直接電鍍技術的材料來分類可以歸納為三大類型：第一類是以膠體鈀工藝在非導體表面產(chǎn)生Pd導電金屬薄層的技術，第二類是以導電高分子材料為導電層的所謂MnO2接枝技術；第三類是以碳或石墨懸浮液涂布薄膜為基礎的直接電鍍技術。 印制板電鍍多種表面涂復工藝流程實例印制板在制作過程中，為了達到板面的要求，需選用多種表面涂覆工藝，如：孔金屬化、鍍銅、鍍鎳、鍍金、化學鍍鎳、化學鍍金、有機助焊保護膜以及電鍍錫基合金等。這些表面涂覆層的質(zhì)量直接影響到印制板的質(zhì)量，如：外觀、可焊性、耐蝕性、耐磨性等性能。印制板的表面涂復工藝作一個不完全總結(jié)：1）孔金屬化：可以選用化學沉銅工藝，也可以用直接鍍銅工藝?？捉饘倩院蟮挠≈瓢澹砻驽冇?～8μm的金屬銅。2）熱風整平或熱熔工藝：工藝流程如下：酸性除油→微蝕→活化→鍍銅→鍍錫鉛→去膜→蝕刻→退錫鉛→涂阻焊層→熱風整平或：酸性除油→微蝕→活化→鍍銅→鍍錫鉛→去膜→蝕刻→浸亮→熱熔。3）板面鍍金工藝：工藝流程如下：酸性除油→微蝕→活化→鍍銅→鍍鎳→鍍金→去膜→蝕刻4）插頭鍍金：工藝流程如下：酸性除油→微蝕→活化→鍍低應力鎳→預鍍金→鍍金5）有機助焊保護膜：工藝流程如下：酸性除油→微蝕→活化→浸有機助焊保護膜6）化學鍍鎳金：工藝流程如下：酸性除油→微蝕→預浸→鈀活化劑→后浸→化學鍍鎳→化學浸金→化學鍍厚金7）去沾污工藝：雙層板或多層板在孔金屬化之前，去除孔內(nèi)環(huán)氧樹脂沾污，保證孔金屬化質(zhì)量。其工藝流程是：溶脹→去膠渣→中和?？梢婋婂儭⒒瘜W鍍、置換鍍：鍍前、鍍后處理技術在電子電鍍行業(yè)十分活躍。 印制板電鍍技術的最新進展早期印刷線路板的最終表面精飾大都采用熱浸錫鉛合金焊料的熱風整平（HASL）工藝。由于熱浸的溫度高（約250℃），表面安裝的零件都必須具備耐高溫性能，而且熱浸后的焊料雖經(jīng)熱風整平，其表面仍然凹凸不平，不適合于表面貼裝（SMT）新工藝的實施，也不能用于鋁線鍵合（Aluminium Wire Bonding）。因此，近年來人們集中精力大力開發(fā)可在低溫操作，又能獲得表面十分平整的即可焊又可鍵合的新型替代HASL工藝，并取得了明顯的效果，正在生產(chǎn)上迅速推廣。目前可成功取代HASL工藝的新技術有：①　電鍍鎳/電鍍軟金，它主要用于金線鍵合（Gold Wire Bonding），但要求全線路要導通。②　化學鍍鎳/置換鍍金（EN/IG），也稱化學鍍鎳金，它適于焊接和鋁線鍵合，因全程采用化學鍍，線路不必事先導通即可施鍍。③　化學鍍鎳/化學鍍鈀/置換鍍金（EN/EP/IG），早期的目的是用廉價的鈀取代金，然而近年來鈀的價格遠超過金（約3倍），因此應用越來越少。④　化學鍍鎳/置換鍍金/化學鍍金，它適于焊接以及金線、鋁線的鍵合。⑤　有機焊接保護劑（Organic Solderability Preserative，OSP），它適于1至2次重熔（Reflow）的焊接，但不能用于鍵合。⑥　置換鍍錫（IT），它是新興的工藝，鍍層十分平整，厚度只有1μm，但焊接性能優(yōu)良，可通過去155℃烘烤4小時及3次重熔，可完全取代HASL，但不適于鍵合。⑦　置換鍍銀（IS），這是最新最好的工藝。鍍層十分平整，~，可通過155℃烘烤4小時及3次重熔，同時適于鋁線鍵合，是一種價廉物美的取代HASL及化學鍍鎳金（EN/IG）的新技術。它特別適于高密度細線（“＜”＝和細孔印制板，如BGA、COB板的應用。 電子元器件和接插件的電鍍 電子元器件和接插件電鍍簡況由于電腦、手機、電視等電子產(chǎn)品的飛速發(fā)展，促進了電子元器件的增長。各種表面處理先進工藝得到推廣和應用。20世紀80年代以來，電子產(chǎn)品的小型化、復雜化、輕量化、多功能、高可靠、長壽命促進了片式電子元器件（如，片式電阻、片式電容、片式電感等）的生產(chǎn)和發(fā)展，導致了第四代組裝技術即表面貼裝技術（SMT）的出現(xiàn)。僅以手機為例，2000年產(chǎn)量為1500萬部，按每部手機使用500個片式元器件計，需75億只（2000年世界片式元器件市場約7000億只，我國片式元器件約1000多億只）。廣東風華高新科技集團有限公司2002年實現(xiàn)銷售收入50億元，出口創(chuàng)匯3億美元，成為新型電子元器件科研、生產(chǎn)、出口基地。生產(chǎn)片式元器件（電阻、電容、電感）達600億只。我國接插件的基材有鐵（低檔），黃銅、磷銅、紫銅、鐵青銅等材料，廣泛應用酸性光亮易，如黃巖螢光化學有限公司生產(chǎn)的SS820一直應用到至今，亦有不少工廠使用新一代的如復旦大學的161鍍易工藝，南京大學研制的鍍Sn工藝。廣東的電子工廠應用ATotech的161工藝為多。最近很多電子工廠改為烷基磺酸鍍（光亮與亞光都有）。鍍都是氰化物厚工藝，用OMI的2厚和復旦大學的FB1，F(xiàn)B2最多。由于對品質(zhì)要求高，所有的鍍Sn，鍍Ag均施加后處理工藝，如Sn的保護，Ag的保護（防變色處理）。產(chǎn)品大多數(shù)是美國、德國、臺灣的產(chǎn)品。還有些接插件，電子零件要求鍍金，大多采用酸性Au工藝，厚度不等。有的電子電鍍工廠設備齊全，采用法國蔡偉元公司的專用滾鍍機，德國β射線測厚儀，可焊性測量裝置、鹽霧、濕熱箱、大功率脈沖電鍍電源，比從事普通電鍍的加工廠裝備強多了。這里要提到的電子元器件與接線端中電鍍發(fā)展用Real to Real的選擇性電鍍，僅浙江寧波就有25條電子電鍍自動線。我國深圳、東莞、上海郊區(qū)的松江、江蘇昆山、浙江寧波樂清等地電子電鍍十分發(fā)達。高速鍍SnPb、高速鍍Sn、厚金等工藝均獲得普遍應用，卷對卷的自動線多為臺灣、香港所造，添加劑大多數(shù)是使用進口的。 微電子元器件電鍍在片式元器件的生產(chǎn)工藝中，表面處理占有十分重要的地位。用于貼裝焊接在印刷電路板上的元器件的端電極需要用三層鍍技術來制作，其電鍍生產(chǎn)線（震動鍍）技術和電鍍原材料均從國外進口。其中最外層鉛錫合金電鍍工藝是采用低污染，低酸度的甲基磺酸體系，德國Schlotter公司是世界上著名的鍍Sn、SnPb公司，直到近年來才逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化。無引線片式電子元件（電容、電阻、電感）的生產(chǎn)中，最后一道工序是通過三層鍍制作元件的端電極。因此，三層鍍技術及鍍液材料的性能直接而又重要是影響元件的性能，如電性能、焊接性能等等。片式電子元件的三層鍍是制作電子元件端電極的重要工序。片式元件在貼片安裝后通過波峰焊將電子元件端電極與線路結(jié)合成一體。因此，三層鍍的好壞直接影響元件的性能。三層鍍的第一層由銀漿燒成制作，其作用是將元件疊層中的電極引出，制成端電極。第二層是在銀層上電鍍鎳，其作用是封閉銀層，保護銀層在以后的焊接等工序中不受影響。第三層是電鍍錫（鉛），其作用主要是保證元件的優(yōu)良焊接性能。因此，