IPC-4552印刷电路板化镍沉金电镀规范印刷电路板化镍沉金电镀规范1.范围1.1范围 本规范规定了印刷电路板使用化镍沉金的表面加工方式的要求，本规范确定了基于性能标准的化镍沉金沉积厚度的要求，它适用于供应商，印制电路厂商，电子制造业服务商和原设备厂商。1.2 描述 化镍沉金是指化学腐蚀一层镍，再在镍层上面沉积一薄层金，它是一种多功能的表面加工方式，适用于焊接，铝线接合，压配合连接和作为接触表面。沉金保护下层的镍不被氧化，不钝化而缩短寿命。然而，这一层不是完全的不受损伤的，它不能通过多孔测试的要求。1.2.1 磷/硼内容 包含还原剂的磷或硼用来减少沉积过程中的化学镍层，磷或硼与镍沉积成一体，这些共同沉积元素的标准被控制在指定的处理界限内，磷或硼标准的变化如果超出指定的处理界限，可能会对成品的可焊性起相反的作用。1.3目标 本规范对化镍沉金的表面加工方式的具体要求（参见表3-1为这些要求的概要）。与其它的加工要求规范一样，它们将被IPC电镀处理委员会编入IPC4550，作为其中的一部分。这个和其它的可应用的规范不断的被审查，委员会将添加适当的改善，并对这些文档做必要的修订。表3-1 化镍沉金的要求测试测试方法要求章节分类1分类2分类3一般的目视目视3.1相同的电镀，镀金完全覆盖表面化学镍层厚度附录43.2.13到6m118.1到236.2in沉金厚度附录40最小值0.05m最小值1.97in多孔性N/A3.3N/A物理的粘合/Tape测试IPC-TM-650TM 2.4.13.4无明显焊盘脱落可焊性J-STD-0033.5满足种类3的可焊性要求，保存期为6个月化学的磷/硼内容ASTM B-733-97&ASTMB607-91(1998)1.2.1仅供参考；厂商由测试要求而定化学阻抗N/A3.7N/A电的高频信号损失3.8TBD接触电阻1.4.2TBD环境的清洁IPC-TM-650TM 2.3.253.6最大值1.56g/cm21.4 性能参数1.4.1可焊性 化镍沉金的主要功能是提供了一个可焊接的表面加工方式，它有较长的保存期限，适合于所有的表面贴装和通孔组装的应用。由于沉金层的最小厚度的限制，焊接结合处的金脆变的可能性是可以忽略的。1.4.2接触面 使用化镍沉金对于以下方面的应用要有充实的经验。1.4.2.1 膜片转换 化镍沉金实际上是膜片转换的标准。只有0.025m沉金厚度的化镍沉金表面加工方式适合于1.5百万次作用，而阻抗变化可以忽略。1.4.2.2 金属圆顶接触 委员会试图完成这部分，但是此时没有获得必需的数据，只要可能，这些数据应当提交到IPC 4-14电镀处理委员会，并考虑将其包含在本标准的修订本中。1.4.3 电磁干扰的屏蔽 化镍沉金是用来作为电磁干扰和印刷线路板的分界面的一种表面加工方式。1.4.4 传导的和各向异性的粘合剂的分界面 化镍沉金在理想情况下适合于作为各向异性的粘合剂应用的分界面（传导的粘合剂的使用作为一个可选择性的方法焊接）1.4.5 连接器 1.4.5.1 压配合 压配合要求要适合于GR-1217-CORE.过多的镍层厚度会导致压配合相关的插入强度。1.4.5.2 边缘Tab 化镍沉金的表面加工方式适用于插入安装的应用（5插入/收回）使用低插入强度或零插入强度的连接器。化镍沉金不适合于边缘连接器多次插入收回或高插入强度的应用。这种应用通常要求交替的金属加工，比如电解坚固的金。1.4.6 铝引线结合法 化镍沉金满足MIL-STD-883的要求，方法2001.7。影响性能的变量包括清洁度，原材料，金属丝的厚度和表面图形。化镍沉金不是表面平均，表面图形主要取决于下面铜层的情况。2.适用的文件2.1 IPCJ-STD-003 印制板的可焊性测试IPC-TM-650 测试方法指南2.3.2通过溶剂抽出物的电阻系数对可电离的表面污染物的探测和测量。2.4.1粘合，TAPE测试IPC-2221 印制板设计的一般标准IPC-6011 印制板一般性能规范IPC-6012 硬性印制板的质量和性能规范IPC-6013 软性印制板的质量和性能规范2.2 国际ASTMASTM B607-91(1998) 工程使用的自身催化镍硼涂覆的标准规范ASTM B733-97 自身催化镍磷涂覆于金属的标准规范2.3 防卫标准化程序MIL-STD-883,方法 2011.7 测试方法标准，微电路接合力（破坏性接合拉力测试）2.4 Telcordia技术，Inc.Telcordia GR-1217-CORE 用于通讯硬件的可分离的电子连接器的一般要求。2.5 国际标准化组织ISO-4527 自身催化的镍磷涂覆规范和测试方法.附件A:涂覆厚度的确定。附录D：涂覆成分的确定（镍和磷的内容）。3.要求3.1目视 化镍沉金的表面应当依据IPC-6010系列的目视检查部分检查，更明确的IPC-6012指定1.75X（大约3倍的屈光度）的放大。覆盖将完成，表面的加工方式为统一的镀金（图3-1）。所有产品的电镀表面没有外部裂化或镍足（图3-2），边缘后拉（图3-3）或漏镀（图3-4）。3.2 加工厚度 镍层和金层的厚度根据在PWB制作过程中化镍沉金的电镀步骤测量和校验。用于厚度确定的X-ray荧光方法的使用要与本文件附录4一致，使用为化镍沉金的测量配备有软硬件的X-ray荧光仪器。XRF测试方法是ISO-4527,自身催化的镍磷涂覆的规范和测试方法。3.2.1无电镀镍层厚度 无电镀镍层厚度为3到6m118.1到236.2in.3.2.2沉金的厚度 最小的沉金厚度为0.05m1.97in,平均数以下的第四个（标准偏差）。典型的范围是0.075到0.125m2.955到4.925in.较高的金层厚度通常要求扩充溶液的接触时间和增加溶液的温度，由于过分的腐蚀，这可能会增加内层镍组成完整性的风险。装置和测量方法对于精确度是至关重要的（参照附录四推荐的测量方法）。3.3多孔性 化镍沉金的沉金层不是完全密封的，它不能通过多孔性测试的要求（硝酸ASTM B 735）。3.4支撑力 对化镍沉金的成品板的支撑力测试的目的有两方面：第一方面是测试沉金层对镍层和镍层对下层金属的支撑力；第二方面是测试阻焊层对布线和金属箔的支撑力。这两种测试应当在板子上高密度的层进行，比如BGA的位置，细节距引脚图案之间的障碍或布线高密度的区域。胶带测试要与IPC-TM-650一致，测试方法2.4.1,使用一条压力敏感的胶带，表面或阻焊层没有明显的移动，与电镀点/图案或阻焊层粘附在胶带上显示的一样。如果悬于金属（长条）之下或阻焊层底切中断并粘附在胶带上，悬挂或长条是明显的，但并不是支撑失败。由于测试要求在高密度的区域，留在胶带上的残余物影响焊接的可能性是存在的，尤其如果用错了胶带。对可焊性零影响的确认必须通过区域测试的证明。3.5可焊性 厚度要求的规范包含于此将满足J-STD-003的种类3的被覆金属耐久力的要求，例如，保存期限要大于6个月。注释：蒸发老化的使用对于化镍沉金不是一个适用的加速老化的测试方法。3.6清洁 化镍沉金的特色之处在于比其他的表面加工方式清洁。这个程序将被安装，继续使用IPC-TM-650，测试方法2.3.25，通过溶剂抽出物的电阻系数探测和测量可电离的表面污染物，并且满足IPC-6010系列给出的值1.56g/cm2Nacl等价物。如果不能满足清洁规范，应当立即采取纠正措施。3.7化学阻抗 化镍沉金的化学阻抗测试是不可应用的。3.8高频信号损失 高频信号的应用由于增加了电阻抗可能会有信号损失。由于这些电性的差异，任何外层的边缘连接结构都要特殊的考虑。当化镍沉金应用所有铜的特征，这个影响会更普遍，比如在阻焊层前化镍沉金的应用。当仅仅焊盘（而不是引线）被电镀，这个影响会减小。4.品质保证规定 一般的品质保证规定在IPC-6011和各项规范中有详细说明。PWB无电镀镍/沉金关于资格，可接受性和品质一致的额外要求在这里详细说明。4.1资格 一个PWB产品的资格由使用者和厂商承认（参照IPC-6011）。PWB厂商化镍沉金的加工能力被评估。附录3描述的是一个PWB厂商化镍沉金加工方面推荐的赋予资格。4.1.1样品测试Coupons 用来PWB化镍沉金赋予资格的测试样品在IPC-2221（参见图表4-1）和各项规范中详细说明，对于有额外测试要求的样品列于表格4-1。4.2可接受性测试 样品计划和可接受性测试的频率除了可焊性和被覆金属厚度的检查与IPC-6011和各项规范一致。可焊性和化镍沉金加工厚度的样品计划将由使用者和厂商承认。4.3品质一致性测试 品质一致性测试将与检查一致在IPC-6011和各项规范中详细说明，同时规格厚度检查增加。厚度检查的频率是每批对等级1和2检查一次，等级3产品由使用者和厂商承认。表格4-1 资格测试Coupons测试类型1类型2，3，5类型4，6板子物理要求被覆金属厚度M2,M5M2,M5M2,M5附录1化学定义无电镀过程-这个化学过程通过氧化还原反应促进PWB表面金属的持续沉积，没有外电势的使用。还原剂比如钠次磷酸盐，把电子给溶液中的阳离子，从而还原金属并促进它在PWB催化金属表面的沉积。这个反映认为是自身催化的，因为它将继续电镀只要溶液中存在金属离子和还原剂，直到板子从电镀槽中移走。电镀沉积的厚度根据温度，化学参数和在电镀槽中消耗的时间而变化。沉积过程-这个化学过程使用化学置换反应使PWB暴露的金属表面沉积一层金属，在这个反应里，贱金属失去电子还原溶液中的金属阳离子，受电气化学的电位不同的驱使，溶液中的金属离子（例如，化镍沉金中的金离子）沉积在板子的表面，同时，将表面金属的离子（例如，化镍沉金中的镍离子）置换到溶液中。这个反应是自我催化的，因为一旦表面有电镀的金属，不需要再有电子来源，反应不会停止。附录2加工工序1 清洁-这一步的目的是清洁铜表面准备加工，清洗除去氧化物，除去污染物使表面变亮，确保铜的表面为均一的微腐蚀状态。要遵循卖主温度，停留时间，搅动和电解质化学物质的控制方面的规范。2 微腐蚀-这一步的目的是微腐蚀铜，产生一个能均一的促进并具有很好的沉积支撑的电镀的表面。可能会使用不同于蚀刻剂的种类（例如，过(二)硫酸钠，过氧化物/硫磺）。要遵循卖主温度，停留时间，搅动和电解质化学物质的控制方面的规范。3 催化剂-这一步的目的是沉积一种物质，它是化学镍电镀到铜表面的催化剂。催化剂降低镍沉积的活化能量，并使电镀在铜表面开始。催化剂的例子包括钯和钌。要遵循卖主温度，停留时间，搅动和电解质化学物质的控制方面的规范。4 无电镀镍-这个电解质的目的是沉积要求厚度的化学镍到催化的铜表面，镍的厚度要足够形成一个扩散势垒区用于铜的移动，并根据应用提供一个可焊接的表面。 镍电解质有一个相对高的沉积率，它的起作用的化学成分一定要补充并保持平衡一定的主要成分。化学镍电解质在高温时反应快，并且要增加接触时间以达到要求的沉积厚度。因此确保PWB的底层和阻焊层材料的兼容性是很重要的。要遵循卖主温度，停留时间，搅动电解质负