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PCB板的沉鎳金原理概述與化學反應

時間:2016-10-18來源:PCB抄板公司

       在生產線路板時用的的化學金表面處理原理介紹與化學反應: 化學金板,也同時稱為:化金板,沉金板,共稱為:化學鎳金線路板.

沉鎳金工藝與熱風整平、有機保焊膜(OSP)等PCB表面處理工藝相比,化學鎳金鍍層可滿足更多種組裝要求,具有可焊接、可接觸導通、可打線、可散熱等功能,同時其板面平整、SMD焊盤平坦,適合于細密線路、細小焊盤的錫膏熔焊,能較好地用于COB及BGA的制作?;瘜W鎳金板可用于并能滿足到移動電話、尋呼機、計算機、筆記型電腦、IC卡、電子字典等諸多電子工業(yè)。而隨著這些行業(yè)持久、迅猛的發(fā)展,化學鎳金工藝亦將得到更多的應用與發(fā)展機會。

化學鎳金工藝,準確的說法應為化鎳浸金工藝(Electro-less Nickel and Immersion Gold Pro-cess,即ENIG),但現(xiàn)在在業(yè)界有多種叫法,除”化學鎳金”、”化鎳浸金”外,尚有”無電鎳金”、”沉鎳金”。國內PCB行業(yè)多用”沉鎳金”一詞來談論這一工藝,因而在本文中,我們也將用”沉鎳金”來表述化鎳浸金。

沉鎳金原理概述

沉鎳金工藝的原理,實際上反而從”化鎳浸金”一詞中能夠較容易地被我們所理解。即其中鎳層的生成是自催化型的氧化-還原反應,在鍍層的形成過程中,無需外加電流,只靠高溫(880C左右)槽液中還原劑的作用,即可在已活化的銅表面反應析出鎳鍍層,而金鍍層的生成,則是典型的置換反應。當PCB板進入金槽時,由于鎳的活性較金大,因而發(fā)生置換反應,鎳鍍層表面逐漸被金所覆蓋。

以下簡單介紹一個沉鎳金的反應過程:

1, 沉鎳的化學反應:

關于沉鎳的反應機理,曾有多篇文章提及。其過程基本上用一個反應式即可表達:

在上述各反應式中,可看到一個自催化氧化-還原反應的典型模式。

而在上述各反應中,需要注意的是反應⑤⑥,從中我們可看到有單體磷的生成,在沉鎳過程中,此單體磷亦會一并沉于鎳層中,因而,事實上的沉鎳層,是磷鎳構成。正常情況下,磷的含量應在8%-12%之間,磷含量的多少對PCB板的焊接性能極具影響。

由此,還會引出另外一個關于測量的問題,在目前的大多數(shù)PCB廠家及其客戶處,金、鎳層厚度的測定,普遍采用X-ray鍍層測厚儀,但當購買儀器時,儀器制造商所提供的鎳標準片均為純鎳片(除非特別指定),用這樣的標準片校核之后,再來測沉鎳金板,則所測得的鎳厚與實際鎳厚有一明顯偏差,一般的,實際厚度應為X-ray機測得厚度的1.15至1.20倍,我們曾多次通過金相切片的方式證實此點。

2, 沉金的化學反應

此置換反應的機理較簡單,用下式即可表述:

從這個反應式亦可大致想見沉鎳后的板在金缸中的反應情形:在鎳層表面逐漸被金所覆蓋的過程中(包括疏孔),上述反應會越來越慢直至終此。因而沉金層能夠做到的厚度是有限的,大致在0.15μm左右

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