化鎳浸金焊接黑墊之探究與改善下篇-資料下載頁
2025-01-16 09:06本頁面
【正文】 墊的特殊商用金層；右為100% 置換的一般商用浸金製程。，除比較其鎳面是否有黑墊黑點等目視缺點外，並利用ESCA（Electron Spectroscopy for Chemical Analysis）去分析鎳層瘤狀結(jié)晶，偵測其界隙中是否藏有深深刺入的微量黃金。一般ENIG均難逃此一靈敏檢驗，而TSB71卻無跡可尋。：左為置換與還原合併之金層其底鎳十分完好；右為一般浸金層，甚底鎳已出現(xiàn)黑點黑線了。（Flip Chip）式高階載板（如P4之CPU）的量產(chǎn)中使用，下游客戶所關(guān)心的植球剪力（Ball Shear）測值，均遠優(yōu)於一般置換型的浸金層。甚至還將兩類試樣分別在1N的鹽酸浸泡6小時，再於其惡劣老化之後進行Dage測儀的推球剪力試驗，所得結(jié)果不但優(yōu)劣立判而且數(shù)據(jù)相差很大。 試驗機推球試驗之現(xiàn)場實物圖 ，左下為試驗之規(guī)格。右為新型半置換半還原之浸金與傳統(tǒng)浸金金，兩種浸酸後推再球所得數(shù)據(jù)的優(yōu) 劣對比。，將相同的化鎳層各自浸入鍍金，發(fā)現(xiàn)TSB71在複合型金水中的溶鎳量遠低於置換型之金液，此亦證明後者攻擊鎳層的程度遠超過前者。 ，兩種金水中在溶鎳量上的比較，輕咬的鎳當(dāng)然黑墊機會也會少。右為比較各種可焊皮膜老化後焊接品質(zhì)的散錫能力試驗儀器?！吧㈠a能力”（Solder Spreading）來比較兩者之焊錫性，亦可明顯看出TSB71之底鎳層，在未遭蹂躪下的優(yōu)異焊錫性。上村亦曾利用本試驗比對ENIG與浸錫或浸銀等製程，在各種老化條件下評判其焊錫性，發(fā)現(xiàn)此二新製程目前都還不是ENIG的對手。五、全文總結(jié)論1. ENIG中金層的用途只是在保護鎳層免於生鏽而已，並未參到銲點結(jié)構(gòu)中去。金層愈厚則界面品質(zhì)愈差，而銲點也愈形脆弱。千萬勿再自作聰明以為金層愈厚愈好，“鹹鴨蛋是鹹鴨子生的”這種老師傅型自以為是的歪理，實在不敢恭維！BGA元件載板的電鍍鎳金層，全係外加電流所沉積，從無置換反應(yīng)，當(dāng)然也就不會有鎳面發(fā)黑的道理。組裝板上的QFP或BGA等焊墊若其金層太厚時，則其底鎳必已遭金水之強攻，黑墊極有可能發(fā)生。2. 有關(guān)SMT表面焊裝的板類，不宜再繼續(xù)早年通孔插裝年代的“烤板政策”，認為板子要先烘烤其焊錫性才會良好，此種想法並不正確。須知愈烤則IMC愈厚而焊錫性也將愈糟，桿麵扙吹火豈有通氣之理？其實當(dāng)年P(guān)TH板類的焊前先烤只是想要趕走孔壁破洞的吸濕而免於吹孔（Blow Hole）而已。然則孔壁的Void不從鑽孔與鍍孔上去根本改善，反倒是到了焊接的臨頭才來亂烤一通。這又豈是智者之所為？須知“錯誤的政策比貪污還可怕”，不管是如何的忙，基本知識總還是要吸收一點吧！3. 天下烏鴉一般黑，ENIG的黑墊問題堪稱自古至今無人得免，差別只在災(zāi)情大小而已。雖經(jīng)眾多賢者們的長期努力，但真正成因則至今未明。下游資淺用戶所常唸的緊箍咒“別家都很好就是你不行”！這種程咬金三釜頭的老套，用久了不但會破綻穿綁，更曝露了自我的低能與無知。業(yè)者避禍求福的可行辦法只有減少鎳槽的壽命至4MTO，並加強金槽管理與減少污染之嚴(yán)格把關(guān)，或根本改用半置換半還原另類鍍金之上策，以求高枕無憂一勞永逸。4. 各種可能取代ENIG的其他製程，目前長期量產(chǎn)的經(jīng)驗均尚不足，一時還不致威脅到ENIG。其中含有機物的浸銀層不耐老化，且製程穩(wěn)定度尚差，二次焊接也幾乎全軍覆沒！加以成本不低，故大規(guī)模流行的機會不大。至於浸錫則因配方中難以取代的硫 （Thiourea），會傷害板感光型的綠漆，而衍生極多的後患，造成板面離子污染度的大增，而讓下游客戶們擔(dān)心受怕難以認同。且其量產(chǎn)管理經(jīng)驗尚缺，意外經(jīng)過高溫或長期不良儲存者，表面的薄錫一旦與底銅轉(zhuǎn)化為IMC層，則對後續(xù)焊錫性將造成永久性的傷害。更改配方談何容易，想必白錫還需一段很長的改善時間，才可能成為一方之霸。
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