印制电路板(PCB)终饰工艺是其制造流程中最后的表面处理步骤,不仅为线路表面提供保护层,更是保证印刷电路板在装配和使用中能够有效连接的关键技术。本文以PCB终饰工艺为研究背景,针对化学镀镍/置换镀金(ENIG)工艺存在的缺陷,开发钯催化化学镀金方法,并将该工艺用于PCB终饰,作为化学镀镍/化学镀钯/置换镀金(ENEPIG)工艺的组成部分。传统的ENIG工艺过程中,金的沉积是通过镍金置换反应来进行,由于Ni-P表面的胞状结构以及氰根离子的渗透作用,使表面电荷分布不均匀,在置换反应过程中造成局部位置的严重腐蚀。这种出现Ni-P层过腐蚀的ENIG镀层在焊接过程中容易出现“黑盘”问题。本研究以亚硫酸体系镀金溶液在ENIG工艺中的应用为切入点,通过镀液稳定性和镀层均匀性的表征,对配位剂组成和工艺条件进行了优化。优化后的镀液稳定,在Ni-P表面施镀10 min,所得镀层厚度为0.05μm,相对标准偏差(RSD)值小于10%,镀层表面粗糙度为20.8 nm。通过对金层在Ni-P表面的沉积过程及镀层形貌的表征和分析,建立金层在Ni-P表面的生长模型,发现亚硫酸体系镀金液在Ni-P表面镀金过程依然是置换反应,无“基体催化”效果,不能够解决PCB“黑盘”问题。此外,在使用亚硫酸-硫代硫酸盐的体系在Ni-P表面镀金过程中,发现镀层中有杂质S存在。通过实验证明了S杂质主要存在于Ni-P表面,在镀金过程中随着Au层厚度的增加,S杂质含量逐渐降低。在上述研究的基础上,通过在ENIG工艺中加入钯层解决Ni-P腐蚀问题。首先对置换镀钯、次磷酸镀钯以及甲酸镀钯的工艺过程及镀层形貌进行表征,发现这几种常用镀钯工艺存在不同的缺陷:置换镀层存在孔隙、次磷酸钠镀钯层以胞状结构存在、甲酸镀钯层由晶体颗粒组成,这几种镀钯层并不适合作为Ni-P表面的阻挡层。另外,使用甲酸盐作为还原剂在Ni-P表面镀钯的过程是“两段式”反应,通过实验证明了这个过程中首先进行的是Ni和Pd2+的置换反应,然后在Pd上进行自催化沉积过程。本文在明确了镀钯层形貌与组成之间的关系后,设计制备以Na H2PO2和HCOONa复配的双还原剂新型镀钯技术,获得通过调整Na H2PO2的量来控制Pd-P层中磷含量的方法。工艺优化后制备镀层磷含量能够低于1 wt%,经过SEM和AFM测试,证实了该工艺得到的低磷Pd-P镀层具有平整光洁的表面。在Ni-P表面镀覆了低磷Pd-P层之后,其“胞状”结构被掩盖,镀层耐蚀性能显著提高。在制备合适的Pd-P镀层之后,将亚硫酸镀金体系用于Pd-P镀层表面镀金,组成整个ENEPIG工艺过程。通过对反应过程电位变化、镀液金属离子浓度变化以及镀层生长速率的测试分析,证明了金在Pd-P镀层表面的沉积反应类型为基体催化化学镀金,无钯金置换反应发生。在镀覆了薄层Pd-P的Ni-P表面,金的沉积反应包括镍金置换沉积和基体催化化学沉积。提高Pd-P层厚度能够降低置换反应比例,当镀覆Pd-P层厚度为0.1μm时,镀金过程对Ni-P的置换比例为34.2%。在Ni-P层和金层中间加入Pd-P层,能够抑制“黑盘”产生的原因包括:减少了沉积金层过程中镀金液对Ni的置换侵蚀;对Ni-P“胞状”结构之间的缝隙进行覆盖填充,使其在沉积Au层过程中不发生严重的局部腐蚀;使ENEPIG工艺表面无富磷层、无S杂质,有利于提高焊接牢度。最后对ENEPIG镀层耐蚀性、可焊性及焊接牢度进行表征,验证了本文研制的ENEPIG工艺具有良好的实用性。