این مقاله به طور عمده به تجزیه و تحلیل دو فرآیند رایج در مورد استفاده می‌پردازد PCB فرآیند تصفیه سطح: مراحل و ویژگی های فرآیند نیکل شیمیایی طلا و OSP.

1. طلای نیکل شیمیایی

1.1 مراحل اساسی

چربی زدایی → شستشو با آب → خنثی سازی → شستشو با آب → میکرو اچینگ → شستشو با آب → پیش خیساندن → فعال سازی پالادیوم → شستشوی آب با دمیدن و هم زدن → شستشوی آب گرم → نیکل الکترولس → شستشو با آب گرم → طلای الکترولس → شستشوی آب بازیافتی → شستشوی آب پس از تصفیه → خشك كردن

1.2 نیکل الکترولس

الف. به طور کلی، نیکل الکترولس به دو نوع “جابجایی” و “خود کاتالیز شده” تقسیم می شود. فرمول های زیادی وجود دارد، اما مهم نیست که کدام یک، کیفیت پوشش در دمای بالا بهتر است.

ب- کلرید نیکل (کلرید نیکل) به طور کلی به عنوان نمک نیکل استفاده می شود

ج. عوامل کاهنده معمولاً مورد استفاده هیپوفسفیت / فرمالدئید / هیدرازین / بوروهیدرید / آمین بوران هستند.

د. سیترات رایج ترین عامل کیلیت است.

ه- pH محلول حمام باید تنظیم و کنترل شود. به طور سنتی، آمونیاک (آمونیاک) استفاده می شود، اما فرمول هایی نیز وجود دارد که از تری اتانول آمونیاک (تری اتانول آمین) استفاده می کنند. علاوه بر pH قابل تنظیم و پایداری آمونیاک در دماهای بالا، با سیترات سدیم نیز ترکیب می شود و کل فلز نیکل را تشکیل می دهد. عامل کیلیت، به طوری که نیکل را می توان به آرامی و به طور موثر بر روی قطعات آبکاری شده رسوب داد.

و- استفاده از هیپوفسفیت سدیم علاوه بر کاهش مشکلات آلودگی، بر کیفیت پوشش نیز تأثیر زیادی دارد.

ز. این یکی از فرمول های مخازن نیکل شیمیایی است.

تجزیه و تحلیل مشخصه فرمولاسیون:

الف) تأثیر مقدار PH: زمانی که PH کمتر از 8 باشد، کدورت رخ می دهد، و زمانی که PH بالاتر از 10 باشد، تجزیه رخ می دهد. تأثیر آشکاری بر محتوای فسفر، سرعت رسوب و محتوای فسفر ندارد.

ب- تأثیر دما: دما تأثیر زیادی بر میزان بارندگی دارد، واکنش در زیر 70 درجه سانتیگراد کند است و سرعت بالای 95 درجه سانتیگراد سریع است و قابل کنترل نیست. 90 درجه سانتیگراد بهترین است.

ج- در غلظت ترکیب، محتوای سیترات سدیم زیاد است، غلظت عامل کیلیت افزایش می یابد، سرعت رسوب کاهش می یابد و محتوای فسفر با غلظت عامل کیلیت افزایش می یابد. محتوای فسفر سیستم تری اتانول آمین حتی می تواند تا 15.5٪ باشد.

د. با افزایش غلظت عامل کاهنده سدیم دی هیدروژن هیپوفسفیت، میزان رسوب افزایش می یابد، اما محلول حمام زمانی که از 0.37M تجاوز کند تجزیه می شود، بنابراین غلظت نباید خیلی زیاد باشد، خیلی زیاد مضر است. هیچ رابطه واضحی بین محتوای فسفر و عامل کاهنده وجود ندارد، بنابراین به طور کلی کنترل غلظت در حدود 0.1M مناسب است.

E. غلظت تری اتانول آمین بر محتوای فسفر پوشش و سرعت رسوب تأثیر می گذارد. هر چه غلظت بالاتر باشد، میزان فسفر کمتر و رسوب کندتر است، بنابراین بهتر است غلظت آن در حدود 0.15M حفظ شود. علاوه بر تنظیم PH، می توان از آن به عنوان شلات کننده فلز نیز استفاده کرد.

F. از بحث، مشخص شده است که غلظت سیترات سدیم را می توان به طور موثر تنظیم کرد تا به طور موثر محتوای فسفر پوشش را تغییر دهد.

ح- عوامل کاهنده عمومی به دو دسته تقسیم می شوند:

سطح مس عمدتاً سطحی غیرفعال است تا بتواند الکتریسیته منفی برای دستیابی به هدف “آبکاری باز” تولید کند. سطح مس اولین روش پالادیوم الکترولس را اتخاذ می کند. بنابراین، یوتکتوز فسفر در واکنش وجود دارد و محتوای فسفر 4-12٪ شایع است. بنابراین، وقتی مقدار نیکل زیاد باشد، پوشش خاصیت ارتجاعی و مغناطیس خود را از دست می دهد و براقیت شکننده افزایش می یابد که برای جلوگیری از زنگ زدگی خوب و برای اتصال سیم و جوش بد است.

1.3 بدون برق طلا

الف) طلای بدون الکترود به دو دسته «طلای جابه‌جایی» و «طلای بدون برق» تقسیم می‌شود. اولی به اصطلاح “طلای غوطه وری” (lmmersion Gold plaTing) است. لایه آبکاری نازک است و سطح زیرین کاملاً آبکاری شده و متوقف می شود. دومی عامل کاهنده را برای تامین الکترون می پذیرد تا لایه آبکاری بتواند به ضخیم شدن نیکل الکترولس ادامه دهد.

ب- فرمول مشخصه واکنش کاهشی عبارت است از: نیمه واکنش کاهش: Au e- فرمول نیمه واکنش اکسیداسیون Au0: Reda Ox e- فرمول واکنش کامل: Au Red aAu0 Ox.

ج- فرمول آبکاری طلای الکترولس علاوه بر تامین کمپلکس های منبع طلا و عوامل کاهنده باید در ترکیب با عوامل کیلیت، تثبیت کننده ها، بافرها و عوامل تورم نیز استفاده شود تا موثر باشد.

د- برخی گزارش های تحقیقاتی نشان می دهد که کارایی و کیفیت طلای شیمیایی بهبود یافته است. انتخاب عوامل کاهنده کلید است. از فرمالدئید اولیه تا ترکیبات بوروهیدرید اخیر، بوروهیدرید پتاسیم رایج ترین اثر را دارد. اگر در ترکیب با سایر عوامل کاهنده استفاده شود موثرتر است.

ه- سرعت رسوب پوشش با افزایش هیدروکسید پتاسیم و غلظت عامل کاهنده و دمای حمام افزایش می یابد اما با افزایش غلظت سیانید پتاسیم کاهش می یابد.

F. دمای عملیاتی فرآیندهای تجاری عمدتاً در حدود 90 درجه سانتیگراد است که آزمایش بزرگی برای پایداری مواد است.

ز. اگر رشد جانبی روی بستر مدار نازک رخ دهد، ممکن است باعث ایجاد خطر اتصال کوتاه شود.

H. طلای نازک مستعد تخلخل است و به راحتی تشکیل می شود خوردگی سلول گالوانیکی K. مشکل تخلخل لایه نازک طلا را می توان با غیرفعال کردن پس از پردازش حاوی فسفر حل کرد.