本發明涉及集成電路技術領域，尤其涉及一種鋁基材印制線路板化學鎳鈀金工藝。

背景技術：

印制電路板（pcb線路板），又稱印刷電路板，是電子元器件電氣連接的提供者。印制電路板從單層發展到雙面板、多層板和撓性板，并不斷地向高精度、高密度和高可靠性方向發展。不斷縮小體積、減少成本、提高性能，使得印制電路板在未來電子產品的發展過程中，仍然保持強大的生命力。未來印制電路板生產制造技術發展趨勢是在性能上向高密度、高精度、細孔徑、細導線、小間距、高可靠、多層化、高速傳輸、輕量、薄型方向發展。

傳統的印制線路板大多是以銅為基材，但近年來鋁基材的印制線路板也越來越多，不論是銅基材還是鋁基材，均不能作為印制線路板的最終材料，以鋁基材為例，鋁基材不能作為焊接，綁定的基底，并且其耐磨性差，所以一般鋁基材需要進行化學鎳金，或者化學鎳鈀金工藝處理，為其提供耐磨性，綁定功能，焊接功能等。

鋁基材一般在空氣中表面極易鈍化，不能直接進行化學鍍鎳，否則會產生露鍍，結合力差等風險，鋁基材利用二次堿性鋅置換的方式進行化學鍍鎳是目前在鋁基材的機構件較為成熟的工藝。兩次鋅置換后的鋁合金進行化學鍍鎳時，鋅層會和鎳發生置換，鋅離子進入鍍液，鎳離子成為鎳原子形成催化核心，化學鍍鎳反應得以順利進行。兩次鋅置換的目的是，第一次的置換上的鋅層不夠致密，可能會出現結合力較差，兩次鋅置換后的化學鎳層結合力相對較好。

但是傳統的鋁基材的鋅置換為強堿性溶液，一般的堿當量在2.0以上，對鋁基材本身攻擊大，對線路上的覆蓋膜攻擊大，并且鋅置換層粗糙疏松，容易造成鍍鎳槽壽命短的情況，并且堿性鋅置換工藝的二次浸鋅操作時間僅有15-35秒，操作窗口窄，管控不方便等缺點，不適合精密的印制線路板領域。

所以在印制線路板或者更加精密的鋁基材應用領域，開發一種對鋁基材攻擊小，不對其表面的有機覆蓋膜攻擊的，操作窗口較寬的鋅置換迫在眉睫。

技術實現要素：

針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供一種鋁基材印制線路板化學鎳鈀金工藝，該工藝對鋁基材攻擊小，不會對其表面的有機覆蓋膜進行攻擊，而且操作窗口較寬。

為實現上述目的，本發明提供一種鋁基材印制線路板化學鎳鈀金工藝，包括以下步驟：

步驟1，清潔：將產品浸泡在清潔劑中，利用清潔劑功能除產品表面殘留的污漬；

步驟2，硝酸洗：將產品浸泡在20-76%硝酸中，鈍化鋁基材表面；

步驟3，一次酸性鋅置換：將產品浸泡在鋅置換酸性溶液中，溶液中的鋅離子被還原成鋅金屬后在鋁基材表面形成一層鋅層；

步驟4，硝酸退鋅：將產品在20-76%濃度硝酸浸泡，去除第一次相對疏松的鋅置換層；

步驟5，二次酸性鋅置換：將產品浸泡在鋅置換溶液中，鋅離子和基材的鋁離子發生置換反應，第二次鋅置換會使鋁基材表面形成一層致密的鋅鎳層；

步驟6，化學鍍鎳：將鋅置換后的鋁合金浸入化學鍍鎳溶液中，表面鎳和鋅再發生置換，沉積的鎳作為催化活心使化學鍍鎳可以持續進行；

步驟7，化學鍍鈀：表面鎳和鈀再發生置換，沉積的鈀作為催化活心使化學鍍鈀可以持續進行；

步驟8，化學鍍金：少量金離子和表面的鈀或者更深層的鎳發生置換，形成一層金層。

其中，每個步驟后均有2-3道水洗。

其中，所述的一次酸性鋅置換的浸鋅液和二次酸性鋅置換的浸鋅液為同一配方，該浸鋅液按照濃度包括硫酸鋅30-50g/l、硫酸鎳20-50g/l、乙酸銨10-30g/l、dtpmp10-30g/l；其中一次酸性鋅置換的浸鋅液浸泡時間為1-2min，二次酸性鋅置換的浸鋅液浸泡時間為3-5min；一次酸性置換的浸鋅液浸泡溫度和二次酸性置換的浸鋅液浸泡溫度為20-30℃。

其中，所述化學鍍鎳的鍍鎳溶液按照濃度包括硫酸鎳20-30g/l、檸檬酸10-20g/l、次亞磷酸鈉20-30g/l、乳酸10-20g/l、丁二酸10-20g/l、硫脲1-3mg/l，將上述的各組分混合后ph值用氨水調至4.3-5.0，且調制溫度在70-90℃之間及時間在5-25min之間。

其中，所述化學鍍鈀的鍍鈀溶液按照濃度包括硫酸鈀2-3g/l、檸檬酸10-20g/l和次亞磷酸鈉2-5g/l；上述組分混合后采用氨水調節ph值至4-6，且調制溫度為70-90℃及時間為5-15min。

其中，所述化學鍍金的鍍金溶液按照濃度包括亞硫酸金1-2g/l、檸檬酸10-20g/l和次亞磷酸鈉1-3g/l，上述組分采用氨水調節ph值至4-6，調制溫度為70-90℃及時間為5-15min。

本發明的有益效果是：與現有技術相比，本發明提供的鋁基材印制線路板化學鎳鈀金工藝，具有如下優勢：該工藝中采用一次酸性鋅置換和二次酸性鋅置換，使用的酸性浸鋅液相對于傳統的堿性浸鋅液來說，其酸堿環境溫和，對鋁的攻擊較小，在鋅置換的時候反應速度相對緩慢，鋅層比較致密，該發明中含有硫酸鎳和硫酸鋅，在酸性環境下都可以溶于水，在鋅置換的同時也有著鎳置換，鎳的存在本身就為化學鍍鎳提供了催化活性中心，降低了鋅進入化學鍍鎳液的數量，提高了化學鍍鎳鍍液的壽命。同時，酸性浸鋅液中dtpmp的存在，可以降低鎳的氧化電位，使鎳和鋅同時緩慢的沉積，同時對基材的攻擊降低，時間延長，更容易操作。因此本發明對鋁基材攻擊小，不會對其表面的有機覆蓋膜進行攻擊，而且操作窗口較寬。

附圖說明

圖1為本發明的鋁基材印制線路板化學鎳鈀金工藝的流程圖；

圖2為本發明使用兩次酸性鋅置換工藝與傳統的堿性鋅置換工藝的優點對比圖；

圖3為本發明實施例的鋁基材酸性浸鋅圖；

圖4為本發明的傳統鋁基材堿性浸鋅圖；

圖5為傳統鋁基材堿性浸鋅后化學鎳鈀金后的鍍層sem；

圖6為本發明具體實施例一得到的鍍層形貌圖；

圖7為本發明具體實施例一得到的性能測試圖；

圖8為本發明具體實施例二得到的鍍層形貌圖；

圖9為本發明具體實施例二得到的性能測試圖。

具體實施方式

為了更清楚地表述本發明，下面結合附圖對本發明作進一步地描述。

請參閱圖1，本發明的鋁基材印制線路板化學鎳鈀金工藝，包括以下步驟：

步驟s1，清潔：將產品浸泡在清潔劑中，利用清潔劑功能除產品表面殘留的污漬；該清潔劑為市售清潔劑，硝酸均為市售產品；

步驟s2，硝酸洗：將產品浸泡在20-76%硝酸中，鈍化鋁基材表面；

步驟s3，一次酸性鋅置換：將產品浸泡在鋅置換酸性溶液中，溶液中的鋅離子被還原成鋅金屬后在鋁基材表面形成一層鋅層；具體為：將產品浸泡在鋅置換溶液中，鋅的電位比鋁高，所以鋅離子會和基材的鋁離子發生置換反應，基材表面少量的鋁離子浸入溶液，而溶液中的鋅離子被還原成鋅金屬，經過該過程后可在鋁基材表面形成一層鋅層；

步驟s4，硝酸退鋅：將產品在20-76%濃度硝酸浸泡，去除第一次相對疏松的鋅置換層；

步驟s5，二次酸性鋅置換：將產品浸泡在鋅置換溶液中，鋅離子和基材的鋁離子發生置換反應，第二次鋅置換會使鋁基材表面形成一層致密的鋅鎳層；

步驟s6，化學鍍鎳：將鋅置換后的鋁合金浸入化學鍍鎳溶液中，表面鎳和鋅再發生置換，沉積的鎳作為催化活心使化學鍍鎳可以持續進行；

步驟s7，化學鍍鈀：表面鎳和鈀再發生置換，沉積的鈀作為催化活心使化學鍍鈀可以持續進行；

步驟s8，化學鍍金：少量金離子和表面的鈀或者更深層的鎳發生置換，形成一層金層。上述的每個步驟后均有2-3道水洗。本發明所使用的清潔劑，硝酸均可由市售購得。

在本實施例中，所述的一次酸性鋅置換的浸鋅液和二次酸性鋅置換的浸鋅液為同一配方，該浸鋅液按照濃度包括硫酸鋅30-50g/l、硫酸鎳20-50g/l、乙酸銨10-30g/l、dtpmp（二乙烯三胺五甲叉膦酸）10-30g/l；其中一次酸性鋅置換的浸鋅液浸泡時間為1-2min，二次酸性鋅置換的浸鋅液浸泡時間為3-5min；一次酸性置換的浸鋅液浸泡溫度和二次酸性置換的浸鋅液浸泡溫度為20-30℃。

本發明提供的鋁基材印制線路板化學鎳鈀金工藝，具有如下優勢：

鋁作為一種兩性金屬，其能受到酸堿的腐蝕，傳統的堿性浸鋅液一般氫氧化鈉含量在80g/l以上，超強的堿性環境對鋁的腐蝕速度很快，導致鋁非常容易失去電子形成鋁離子，而鋅離子相對更容易得到電子形成鋅金屬，如此以來鋅的置換速度大大加快，所以行業內的堿性鋅置換時間都是控制在1min以內，否則鋅層疏松導致鍍層結合力變差；如果降低氫氧化鈉濃度，鋅離子又無法溶解于強堿性溶液中。

而本發明中使用的酸性浸鋅液相對于傳統的堿性浸鋅液來說，其酸堿環境溫和，對鋁的攻擊較小，在鋅置換的時候反應速度相對緩慢，鋅層比較致密，該發明中含有硫酸鎳和硫酸鋅，在酸性環境下都可以溶于水，在鋅置換的同時也有著鎳置換，鎳的存在本身就為化學鍍鎳提供了催化活性中心，降低了鋅進入化學鍍鎳液的數量，提高了化學鍍鎳鍍液的壽命。dtpmp的存在，可以降低鎳的氧化電位，使鎳和鋅同時緩慢的沉積，同時對基材的攻擊降低，時間延長，更容易操作，另外乙酸銨的存在可以穩定溶液的ph值。

在本實施例中，所述化學鍍鎳的鍍鎳溶液按照濃度包括硫酸鎳20-30g/l、檸檬酸10-20g/l、次亞磷酸鈉20-30g/l、乳酸10-20g/l、丁二酸10-20g/l、硫脲1-3mg/l，將上述的各組分混合后ph值用氨水調至4.3-5.0，且調制溫度在70-90℃之間及時間在5-25min之間。

在本實施例中，所述化學鍍鈀的鍍鈀溶液按照濃度包括硫酸鈀2-3g/l、檸檬酸10-20g/l和次亞磷酸鈉2-5g/l；上述組分混合后采用氨水調節ph值至4-6，且調制溫度為70-90℃及時間為5-15min。

在本實施例中，所述化學鍍金的鍍金溶液按照濃度包括亞硫酸金1-2g/l、檸檬酸10-20g/l和次亞磷酸鈉1-3g/l，上述組分采用氨水調節ph值至4-6，調制溫度為70-90℃及時間為5-15min。

以下通過具體實施例對本發明做進一步的闡述：

實施例一：以下按照工藝步驟舉例：

1>清潔：市售藥水

2>兩道水洗

3>50%硝酸浸泡：20℃，1min

4>兩道水洗

5>一次酸性浸鋅：硫酸鋅30g/l、硫酸鎳50g/l，乙酸銨30g/l，dtpmp（二乙烯三胺五甲叉膦酸）10g/l；30℃，ph值5.5，1min；

6>兩道水洗

7>50%硝酸浸泡：20℃，1min

8>二次酸性浸鋅：硫酸鋅30g/l、硫酸鎳50g/l，乙酸銨30g/l，dtpmp（二乙烯三胺五甲叉膦酸）10g/l；30℃，ph值5.5，5min。

9>兩道水洗

10>化學鍍鎳：硫酸鎳25g/l、檸檬酸20g/l、次亞磷酸鈉20g/l、乳酸20g/l，丁二酸10g/l、硫脲1mg/l，ph值用氨水調至4.5，溫度89℃，25min。

11>兩道水洗

12>化學鍍鈀：硫酸鈀3g/l、檸檬酸20g/l、次亞磷酸鈉2g/l、氨水調節ph值至4.6，溫度70℃，5min。

11>兩道水洗

13>化學鍍金：亞硫酸金1g/l、檸檬酸20g/l、次亞磷酸鈉1g/l、氨水調節ph值至4-6，，溫度80℃，6min。

以上可以完成鋁基材的化學鍍鎳鈀金工藝，得到的鍍層形貌和性能測試如圖6-7，圖6為鍍層形貌圖，圖7為性能測試圖。

實例二：以下按照工藝步驟舉例：

1>清潔：市售藥水

2>兩道水洗

3>50%硝酸浸泡：20℃，30s

4>兩道水洗

5>一次酸性浸鋅：硫酸鋅45g/l、硫酸鎳30g/l，乙酸銨10g/l，dtpmp（二乙烯三胺五甲叉膦酸）20g/l；25℃，ph值5.2，2min；

6>兩道水洗

7>50%硝酸浸泡：20℃，1min

8>二次酸性浸鋅：硫酸鋅45g/l、硫酸鎳30g/l，乙酸銨10g/l，dtpmp（二乙烯三胺五甲叉膦酸）20g/l；25℃，ph值5.2，3min；

9>兩道水洗

10>化學鍍鎳：硫酸鎳20g/l、檸檬酸20g/l、次亞磷酸鈉30g/l、乳酸15g/l，丁二酸15g/l、硫脲3mg/l，ph值用氨水調至4.5，溫度70℃，25min。

11>兩道水洗

12>化學鍍鈀：硫酸鈀1g/l、檸檬酸15g/l、次亞磷酸鈉3g/l、氨水調節ph值至4.8，溫度85℃，15min。

11>兩道水洗

13>化學鍍金：亞硫酸金1g/l、檸檬酸20g/l、次亞磷酸鈉1g/l、氨水調節ph值至4.6，，溫度90℃，9min。

以上可以完成鋁基材的化學鍍鎳鈀金工藝，得到的鍍層形貌和性能測試如圖8-9，圖8為鍍層形貌圖，圖9為性能測試圖。

經過以上兩個實施例，從分析鍍層sem觀察看，sem是指形貌；相對于傳統堿性鋅置換后的sem，如圖2、6、8，該發明內容的鎳面平整，無粗糙感；從綁定后推線測試圖7和9可以看出，綁定點并無脫落，而是由線路處斷裂，說明綁定線與基材的結合力要大于線材本身強度，符合行業的標準。

另外，從圖3和4對比可以看出，酸性鋅置換后，鋅層明顯均勻、結晶致密。從圖2的對比圖可以得到以下結果：

1）本發明酸性鋅置換的ph值在4.5-5.5之間，傳統技術堿性鋅置換的堿當量在2.0n以上，對比得到的結果為：酸性鋅置換酸堿性柔和，不會攻擊鋁、油墨等其他基材。

2）本發明酸性鋅置換的兩次鋅置換對基材腐蝕小于或等于0.25um，傳統技術堿性鋅置換的兩次鋅置換對基材腐蝕大于或等于0.4um，對比得到的結果為：酸性鋅置換對基材腐蝕較小。

3）本發明酸性鋅置換的浸鋅時間的一次置換時間為1-2min，二次置換時間為2.5-4.5min；傳統技術堿性鋅置換的一次置換時間為25-45s，二次置換時間為15-25s，對比得到的結果是：由于酸性干置換的時間比較長，因此酸性浸鋅容易操作。

4）本發明酸性鋅置換的第二次上鋅量為2-4mg/dm²，傳統技術堿性鋅置換的第二次上鋅量為6-8mg/dm²，對比得到的結果是：酸性鋅置換上鋅量少，對鎳缸污染小。

5）本發明酸性鋅置換的鋅置換后表面狀態如圖3所示，傳統技術堿性鋅置換的鋅置換后表面狀態如圖4所示，對比得到的結果為：酸性鋅置換后，鋅層明顯均勻、結晶致密。

6）本發明酸性鋅置換的化學鎳壽命周期為4-6mto，傳統技術堿性鋅置換的化學鎳壽命周期為3-4mto，對比得到的結果為：使用酸性鋅置換的鍍液壽命較長。

以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但是本發明并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發明的保護范圍。