网站寄语：化学镀镍和化学镀金出现渗镀的问题，是在化学镀过程中比较常见的问题，那么针对这些化学镀渗镀问题该怎么解决呢？我们不妨来看看今日分享的文章。以下通过了具体的实验分析给出了解决方案。原标题：化学镀镍/金的渗镀原因及解决方案
在化学镀镍/金(electrolessNickel/immersionGold，ENIG)制程中产生渗镀是一种常见现象，一般可通过调整ENIG的各项参数得到解决或改善。本公司出现的渗镀现象与以往有所不同，调整ENIG各项参数后，改善不明显。IC连接盘边缘的渗镀现象如图1所示。
图1 IC连接盘边缘渗镀现象
过程分析及实验方案
解决渗镀的常规方法一般是调整活化或镍缸，调整活化参数后的渗镀情况如表1所示。
表1 调整活化参数后渗镀
由表1可知，调整活化浓度时间及温度、调整镍缸的温度浓度负载及pH值等后，改善效果均不明显。从“人机物法环”5个方面逐一进行排查，排除了沉镍金工序本身的问题，因此怀疑是否来料有异常，使用放大镜观察确认，未发现有残铜或蚀刻不尽的现象。又因为本批次渗镀不良板主要集中在多层板，随后锁定铜箔及半固化材料(prepreg,PP),通过对不同批次的PP及铜箔与其他厂家进行交叉验证，发现有部分批次的铜箔出现渗镀情况，如表2所示。
由表2可知，渗镀原因与PP关联较低，问题可能出现在5月份批次的铜箔中。铜箔导致渗镀问题及产生机理、不同批次的铜箔主要差异，可从以下几个方面进行分析：①板面是否残留其他杂质;②铜箔毛面粗糙度是否异常;③铜箔毛面的铜牙是否有异常。
关于第①点，本文对蚀刻后ENIGd的前与后板子进行了扫描电镜/能谱仪(scanningelectronicmicroscopy/energydispersivespectrometer,SEM/EDS)分析，发现在基材区有微量铜元素存在，这种铜元素并非由蚀刻不尽产生，重新再过一次蚀刻依然会有渗镀现象，初步判断可能是铜牙或铜粉陷在基材中无法去除。
关于第②及第③点，使用粗糙度测试仪，测试铜箔毛面及蚀刻后基材表面的粗糙度，如表3所示。
表3 不同铜箔粗糙度
由表3可知，18μm渗镀与未渗镀的粗糙度数值差异不大;35μm及50μm粗糙度均大于18μm,但均无渗镀现象，说明铜箔粗糙度与沉金渗镀关联性较小。
对比渗镀及未渗镀的切片，未渗镀的板子铜牙长度最深为4.05μm,渗镀的板子铜牙长度最深为5.37μm;另外在高倍显微镜下，发现有6~10μm的蜂窝状空洞，说明渗镀的板子比未渗镀的板子空洞更加密集。
综上所述，此次渗镀的原因可能为铜箔毛面处理不良，导致基材区残留铜元素，铜牙较深及空洞较密集的部分易产生渗镀。
高倍显微镜下的基材区蜂窝状空洞如图2所示。部分不规则的空洞深陷在基材区，药水渗进去后不易清洗，可能产生残留，造成渗镀。
图2 基材区的蜂窝状空洞
药水残留造成的渗镀，以2种方案进行验证：
(1)如果是ENIG过程中产生药水残留导致渗镀，则加强水洗，特别是活化后的水洗。但通过调整活化后酸洗及水洗时间，以及调整酸洗浓度后，效果均不明显，渗镀依然较为严重。
(2)如果是ENIG前药水残留产生的渗镀，为排除阻焊工序的影响，从蚀刻后取板直接清洗做ENIG,再通过以下步骤加以验证：①过除油及水平微蚀;②通过离子测试机清洗;③过退膜(3~5%NaOH)处理1~2min。其中①和②几乎无效，③效果最好，ENIG后无渗镀现象。
以上测试在阻焊返工板中及负片流程中也得到验证，板经阻焊返洗(碱液)后，ENIG再未出现渗镀现象。将③方案应用到实际生产中，多层板在蚀刻后先经过退膜处理1~2min,然后再做阻焊，即可杜绝渗镀现象。另外，经NaOH处理后，渗镀问题同样得到改善，验证过程如下：板子过NaOH浸泡前后，对比基材表面EDS/SEM的变化，发现表面铜元素消失或含量下降。由此可以判断经过NaOH处理可以起到咬蚀及清洗作用。
结语
本次出现沉镍金渗镀问题，原因主要为铜箔毛面出现异常。通过NaOH清洗，咬蚀基材，可去除陷在PP中的铜粉或铜粒；另外，也可在一定程度上改善或整平部分蜂窝状的空洞，减少药水的残留。使用NaOH清洗的方法也为解决沉镍金渗镀问题提供了与以往不同的思路，除了使用碱洗，还可使用其他方法处理，如等离子清洗等。
同时要求铜箔供应商整改，管控铜箔粗糙度及铜牙的稳定性。截至目前，新批次的铜箔无须经NaOH处理，并再未出现渗镀现象。
PS：本篇文章：原标题：化学镀镍/金的渗镀原因及解决方案，转载自作者：陈红华，来源：《印制电路信息》，为解决化学镀镍，化学镀金的渗镀，通过使用NaOH清洗的方法也为解决沉镍金渗镀问题，提供了与以往不同的思路。
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