摘要｜本文旨在為業界介紹一種可節省鎳、金用量的電鎳、金線路板的制作方法，該方法包括在覆銅板上鉆孔、沉銅及鍍銅，利用該方法生產可減少鎳、金的受鍍面積達70~80%，因而可節約貴金屬鎳和金，并有效降低企業的生產成本。該工藝方法生產的產品經國家級檢測機構(廣州五所)檢測各項指標都符合要求，并于2009年9月通過了由深圳市科技局組織的權威專家組的科技成果鑒定，若全行業推行此工藝方法每年將產生綜合經濟效益100億元。

　　一、前言

　　正如人們所知，印制線路板(PCB)幾乎應用于我們所能見到的所有電子設備中，它是通過在絕緣基材上設置電子元器件之間電氣連接的導電圖形而形成，其制造工藝較為復雜。在要求較高的印制線路板上都要在其導電圖形的銅箔表面鍍鎳和金，以防止銅的遷移和氧化，并提高導電和抗氧化性能。傳統印制線路板的電鎳、電金工藝中，其電鎳、電金的范圍包括全部導電圖形，而實際上，在印制線路板上的導電圖形的銅箔的易氧化部位并非所有圖形，而是主要在焊接及金屬孔部位，即通常所稱的焊盤部位。由于在傳統電鎳、電金工藝中，在所有導電圖形上均需鍍上鎳和金，因此需消耗大量的鎳和金，而鎳和金又為貴金屬，在不需要電鎳、電金的部位鍍鎳和金不僅反映了傳統工藝的重大缺陷，而且直接導致了貴金屬的浪費，并大大增加了企業的生產成本。

　　我司發明并獲得國家級專利的可節省鎳、金用量的電鎳、金線路板的制作方法，即旨在解決上述問題，提供一種有選擇地電鎳、電金，以減少鎳、金的受鍍面積及鎳、金用量，因而可有效節約貴金屬，并減少企業生產成本。

　　二、電鍍鎳金線路板省鎳金工藝方法的實施步驟

　　該方法包括在覆銅板上鉆孔、沉銅及鍍銅，現以雙面板為例，對其實施步驟加以說明：

　　首先在經裁切及烤板的覆銅板上按客戶要求編制的程序鉆孔，然后對鉆孔進行沉銅及鍍銅處理，以使覆銅板兩面的電路導通，上述步驟同常規工藝。而本工藝的要點在于，通過線路板上形成二次線路，實現對線路圖形進行有選擇地電鎳、電金。

　　A、在鍍銅后的線路板上貼一層干模，所述干膜為水溶性干膜，它是一種感旋光性聚合物，可商購獲得。貼膜后將制作的正片貼到干膜上，該正片為僅有用戶要求的線路板圖形的所有需焊接部位及金屬孔的焊盤及金屬孔焊盤的感光正片。貼有正片的線路板經曝光和顯影處理后形成一次線路，顯露出線路圖形的所有需焊接部位及金屬孔的銅面，該一次線路如圖1A、圖1B，其中，圖1A為頂層線路，圖1B為底層線路，由圖中可見，所有需焊接部位及金屬孔僅占整個線路圖形的20~40%左右。

　　B、對線路圖形進行檢查后，在所有需焊接部位及金屬孔的銅面上電鍍鎳、金，其中，鍍鎳是作為金層與銅層之間的屏障，防止銅的遷移。鎳液則是鎳含量高而鍍層應力極低的氨基磺酸鎳(Nickel Sulfamate Ni(NiH2SO3)2)。鍍金用的金為金鹽(Potassium Gold Cyanide金氰化鉀，簡稱PGC)。電鍍鎳、金后用NaOH或KOH溶液退膜，將不需要焊接部位的覆蓋膜退除。由于電鍍鎳、金的受鍍面積減少了40~60%左右，因此大大減少了鎳和金的用量。

　　C、在退膜后的線路板上全覆蓋濕膜，該濕膜為液態感光油墨。然后將制作的負片貼到濕膜上，該負片為含有所有用戶線路圖形的感光負片。貼有負片的線路板經曝光和顯影后形成形成二次線路，顯露出所有非線路圖形部分的銅面，該二次線路如圖2A、圖2B所示，其中圖2A為頂層線路，圖2B為底層線路。

　　D、對線路圖形進行檢查后用常規時刻方法蝕刻，把將非線路部分即非導體部分的銅溶蝕掉，而保留線路部分，然后進行退膜和蝕檢；

　　E、未來消除銅面氧化，并對線路進行微蝕，以有效保證阻焊油墨與板面及金屬面的結合，本方法設置了去氧化步驟，即對蝕檢后的線路板在制作阻焊前進行去氧化處理，以去除銅面的氧化物，具體地說，去氧化處理是用雙氧水、冰醋酸與清水的混合液進行處理。混合液中，雙氧水的體積百分比含量為0.1~0.3%，冰醋酸的體積百分比含量為4~5%，余量為清水。處理時，將線路板浸入雙氧水與清水的混合液中，線路板不能露出液面，浸泡約10~30秒鐘后取出。

　　F、去氧化處理后，經常規的阻焊、曝光、顯影、印制元件符號及形狀加工等步驟后制成僅在需焊接部位及金屬孔部位電鎳、金的線路板。

　　需說明的是，步驟A中所述正片是僅含有所有需焊接部位及金屬孔的焊盤及金屬孔焊盤的感光正片；步驟C中所述負片是含有所有用戶線路板圖形的感光負片；步驟E中，所述去氧化處理是線路板浸入含體積百分比0.1~0.3%的雙氧水，4~5%的冰醋酸與清水的混合液中，浸泡約10~30秒鐘。

　　三、電鍍鎳金線路板省鎳金工藝的經濟效益分析

　　（1）、本工藝自我公司研發成功以來，已在我公司穩定推行一年多，期間產生了明顯的經濟效益，由于本工藝核心創新點是利用有選擇性的電鍍鎳金，極大的縮小了電鍍鎳金的面積，從而達到節約成本的目的，提高了我公司產品的市場競爭力，具體效益分析如下：

　　傳統電鎳金工藝，生產物耗成本如下：(受電面積比率為CS：70%、SS：70%，電鎳15分鐘、電流密度18-20ASF、電金25秒。單價為市場參考價)。

　　由上述數據可得出：每千尺成本為11848.3元，折合每平方米成本為127.5元，同時按理論上電鍍面積比例單面每減少10%成本將會減少大約：9.10元/㎡。

　　1、我司部分產品省鎳金工藝與傳統工藝電鍍面積及減少電鍍成本比較如下：

　　由上表中可看出兩種工藝相比較，省鎳金工藝中的電鍍面積僅占傳統電鍍鎳金的20%-35%，減少的面積占原面積比例高達：65%-80%，電鍍鎳金節約的成本在70-98元/㎡。

　　2、當然由于兩種工藝在具體工藝流程上的差異，有些工序比傳統工藝多了一些，額外增加了一些成本：

　　A：工藝比較：

　　a、省鎳金工藝：銅板→絲印制作一次線路→線路檢查→電鍍鎳金→一次退膜→絲印制作二次線路→二次線路檢查→蝕刻→二次退膜→蝕檢

　　b、傳統工藝：銅板→絲印制作線路→線路檢查→電鍍鎳金→退膜→蝕刻→蝕檢

　　由此可看出，省鎳金工藝比傳統工藝相比增加了：二次線路制作及檢查、二次退膜、因此而增加了成本如下

　　B、線路制作物料消耗及人力成本：（單價為市場參考價）

　　C、退膜物料消耗（單價為市場參考價）

　　由上可計算出增加的成本為每千尺1342.5元，折合為14.4元/㎡。

　　3、電鍍鎳金節約的成本在70~98元/㎡、扣除增加的成本為14.4元/㎡，省鎳金工藝在生產成本上最終可節約的總制作成本在每平方米55~85元之間，卻當減少的面積占原面積比例越大效果越明顯，如下表所示：

　　（2）、傳統化鎳金工藝的板采用本工藝方法生產也可完全滿足客戶的品質要求，同時也可極大的節約成本，產生明顯的經濟效益，提高公司產品的市場競爭力，具體效益分析如下：

　　1、工藝比較：

　　a、省鎳金工藝：銅板→絲印制作一次線路→線路檢查→電鍍銅鎳金→一次退膜→絲印制作二次線路→二次線路檢查→蝕刻→二次退膜→蝕檢→防焊→印字符→后工序

　　b、傳統化鎳金工藝：銅板→絲印制作線路→線路檢查→電鍍銅錫→退膜→蝕刻→退錫→蝕檢→防焊→印字符→化鎳金→后工序

　　由此可看出，傳統化鎳金工藝比省鎳金工藝相比增加了：電銅錫、退錫、化鎳金, 增加了:二次線路制作及檢查、二次退墨。

　　2、傳統化鎳金工藝中的電銅錫及退錫中生產物耗成本如下：〈受電面積比率為CS：50%、SS：50%電銅45分鐘、電流密度18-20ASF,電錫10分鐘、電流密度12-14ASF。單價為市場參考價〉

由上述數據可得出：每千尺成本為4464.05元，折合每平方米成本為48元。

　?。?）、省鎳金工藝比傳統化鎳金工藝多:二次線路制作及檢查、二次退墨,額外增加的成本如下：

　　線路制作、退墨物料消耗及人力成本：（單價為市場參考價）

　　增加的成本為每千尺1342.5元，折合為10.6元/㎡。

　?。?）、省鎳金工藝中的電銅鎳金與傳統化鎳金工藝中的化鎳金對比電銅鎳與化鎳所用的成本相當,但由于化學金與電鍍金在物理特性上的差別(化學金金層柔軟而硬度及覆蓋性差,電鍍金硬度及覆蓋性強)使的化金的厚度常規要求在1-2微英寸才可滿足客戶生產要求,但電鍍金的厚度常規要求在0.3-0.8微英寸就可滿足客戶生產要求 ,所以電鍍金在成本上要節約僅占化學金的40%以下(化學金所用金的成本為50-65元/㎡)既30元/㎡以上.新工藝總成本節約(48.0+30-10.6)既67.4元/㎡ 　　

　　 四、總結

　　電鍍鎳金線路板因其優良的焊接及電氣性能和特有的耐磨特性被廣泛應用于電子行業，現代電子行業的更新換代周期越來越短，因而大量的貴重金屬鎳和金被消耗和浪費。同時電鍍鎳金線路板制造中貴重金屬的節約控制問題長期以來都是印制線路板行業同仁努力去解決的問題，但效果卻都不明顯。一方面，生產需要大量的貴重金屬鎳和金，另一方面，貴重金屬又極其稀有并具有高昂的市場價格，這就迫切需要一種能明顯節約貴重金屬同時又能不影響鎳金線路板品質的新工藝。基于以上考慮，我司開展研發并發明了此工藝。

　　此工藝填補了行業空白，它的問世是一次突破，采用此工藝無需對原有機器設備及作業現場進行任何改變也無需增加其他原材料，既能達到大量節約貴重金屬鎳、金的效果，同時，還可達到降低環境污染促進清潔生產的目的，體現線路板企業的社會責任，為企業樹立良好的社會形象做出貢獻，特在此作簡要介紹，希望于同行有所幫助。

　　文章摘自《印制電路資訊》09年11月第6期