化鎳浸金焊接黑墊之探究與改善下篇-資料下載頁(yè)
2025-01-16 09:06本頁(yè)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(diǎn)等目視缺點(diǎn)外，並利用ESCA（Electron Spectroscopy for Chemical Analysis）去分析鎳層瘤狀結(jié)晶，偵測(cè)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(yàn)，而TSB71卻無(wú)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(diǎn)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(cè)值，均遠(yuǎn)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(shí)，再於其惡劣老化之後進(jìn)行Dage測(cè)儀的推球剪力試驗(yàn)，所得結(jié)果不但優(yōu)劣立判而且數(shù)據(jù)相差很大。 試驗(yàn)機(jī)推球試驗(yàn)之現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物圖 ，左下為試驗(yàn)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(duì)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(yuǎn)低於置換型之金液，此亦證明後者攻擊鎳層的程度遠(yuǎn)超過(guò)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(jī)會(huì)也會(huì)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(yàn)儀器?！吧㈠a能力”（Solder Spreading）來(lái)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(yàn)比對(duì)ENIG與浸錫或浸銀等製程，在各種老化條件下評(píng)判其焊錫性，發(fā)現(xiàn)此二新製程目前都還不是ENIG的對(duì)手。五、全文總結(jié)論1. ENIG中金層的用途只是在保護(hù)鎳層免於生鏽而已，並未參到銲點(diǎn)結(jié)構(gòu)中去。金層愈厚則界面品質(zhì)愈差，而銲點(diǎn)也愈形脆弱。千萬(wàn)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(shí)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(wú)置換反應(yīng)，當(dāng)然也就不會(huì)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(shí)，則其底鎳必已遭金水之強(qiáng)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(rèn)為板子要先烘烤其焊錫性才會(huì)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(shí)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(lái)亂烤一通。這又豈是智者之所為？須知“錯(cuò)誤的政策比貪污還可怕”，不管是如何的忙，基本知識(shí)總還是要吸收一點(diǎn)吧！3. 天下烏鴉一般黑，ENIG的黑墊問(wèn)題堪稱自古至今無(wú)人得免，差別只在災(zāi)情大小而已。雖經(jīng)眾多賢者們的長(zhǎng)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(huì)破綻穿綁，更曝露了自我的低能與無(wú)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(qiáng)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(wú)憂一勞永逸。4. 各種可能取代ENIG的其他製程，目前長(zhǎng)期量產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)均尚不足，一時(shí)還不致威脅到ENIG。其中含有機(jī)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(méi)！加以成本不低，故大規(guī)模流行的機(jī)會(huì)不大。至於浸錫則因配方中難以取代的硫 （Thiourea），會(huì)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(rèn)同。且其量產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)尚缺，意外經(jīng)過(guò)高溫或長(zhǎng)期不良儲(chǔ)存者，表面的薄錫一旦與底銅轉(zhuǎn)化為IMC層，則對(duì)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(zhǎng)的改善時(shí)間，才可能成為一方之霸。
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