表面處理工藝簡介(已改無錯字)
2023-03-03 09:26:19 本頁面
【正文】 學(xué)鍍鎳而言，在沉鎳過程中產(chǎn)生大量 H+，而 H+存在于阻焊層與銅的界面處，在高溫條件下（ 8090℃ ）， H+的大量產(chǎn)生會破壞阻焊層，嚴(yán)重時導(dǎo)致阻焊劑起泡 。 所以需要選擇操作溫度比較低，反應(yīng)速度適中的鍍液，盡量減少 H+的大量生成。 常見故障和糾正方法 故障 可能原因 糾正方法 漏鎳 ① Pd活化液污染 ②化學(xué)鎳溶液活性不夠 ③銅表面不潔 ④某些怪異部位漏銅 ①更換 Pd活化液 ②用廢板拖缸 ③加強除油和微蝕 ④可用針狀陰極選擇電鍍法彌補 滲鍍 ① Pd活化液活性太高 ②化學(xué)鎳活性太高 ③清洗不夠 ①用硫酸型 Pd活化液 ②降低 PH或降低反應(yīng)溫度 ③加強鍍前清洗，可用超聲波清洗 搭接 ① Pd活化液選擇不當(dāng) ②清洗不夠 ①選用離子 Pd活化液 ②加強鍍前清洗 概述 用于化學(xué)鍍金的工藝有兩種：化學(xué)鍍薄金和化學(xué)鍍厚金?；瘜W(xué)鍍鎳薄金工藝，即適用于錫焊，又是鋁基導(dǎo)線壓焊的理想表面，化學(xué)鍍鎳厚金工藝提供了金絲導(dǎo)線壓焊的理想表面。 化學(xué)鍍金機理 化學(xué)鍍薄金又稱為浸金、置換金。它直接沉積在化學(xué)鎳的基體上。其基理應(yīng)為置換反應(yīng)： Ni + 2Au（ CN） → 2Au+Ni 2++2CN Ni和 Au的電極電位相差極大， Ni可以置換出溶液中的金，當(dāng)鎳表面置換金后，由于金層多孔隙，其孔隙下的鎳仍可繼續(xù)置換，但反應(yīng)速度減慢直至鎳全部被覆蓋為止。因此這層金的厚度僅為 ，不可能再增厚。 化學(xué)鍍厚金是在化學(xué)浸金的鍍層上進行，鍍液中加入特殊的還原劑，使在置換與自催化作用下鍍金。鍍層厚度達 ，是金線壓焊的理想鍍層。有特殊要求也可鍍 2um。 化學(xué)鍍金 化學(xué)鍍 Pd是 PCB上理想的銅、鎳保護層，它即可焊接又可“邦定”（壓焊）。它可直接鍍在銅上，而且因為 Pd具有自催化能力，鍍層可以增厚。其厚度可達 ，它也可以鍍在化學(xué)鎳層上。 Pd層耐熱性高，穩(wěn)定，能經(jīng)受多次熱沖擊。在置換與自催化作用下鍍金。鍍層厚度達 ，是金線壓焊的理想鍍層。有特殊要求也可鍍 2um。 在組裝焊接時，對 Ni/Au鍍層，當(dāng)鍍金層與熔化焊料接觸后，金被熔與焊料中形成 AuSn4，當(dāng)焊料中重量比達 3%，焊料會發(fā)脆影響焊點的可靠性，但被熔的焊料不與Pd形成化合物， Pd漂浮在焊料表面，很穩(wěn)定。 隨著 IC集成度的提高和組裝技術(shù)的進步，化學(xué)鍍 Pd在芯片極組裝（ CSP）上將發(fā)揮更有效的作用。 化學(xué)鍍鈀 概述 PCB裸銅板化學(xué)鍍錫也是近年來受到普遍重視的可焊性鍍層。 化學(xué)鍍錫機理 銅基體上化學(xué)鍍錫從本質(zhì)上講是化學(xué)浸錫，是銅與溶液中的絡(luò)合錫離子發(fā)生置換反應(yīng)，生成錫鍍層，當(dāng)銅表面被錫完全覆蓋，反應(yīng)即停止。 普通酸性溶液中，銅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位 162。0Cu+/Cu=，錫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位162。0Sn2+/Sn=，故金屬銅不可能置換溶液中的錫離子而生成金屬錫。在有絡(luò)合物（例如硫脲）存在的情況下，硫脲與 Cu+生成穩(wěn)定的絡(luò)離子，從而改變了銅的電極電位，可以達到 ，使銅置換溶液中的錫離子稱為可能。 化學(xué)鍍錫 概述 化學(xué)鍍銀既可以焊接又可“邦定”（壓焊），因而受到普遍重視。 化學(xué)鍍錫機理 化學(xué)鍍銀層其本質(zhì)也是浸銀，銅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位 162。0Cu+/Cu=，銀的標(biāo)準(zhǔn)電極電位 162。0Ag+/Ag=，故而銅可以置換溶液中的銀離子而在銅表面生成沉積銀層： Ag+ + Cu → Cu+ + Ag 為控制反應(yīng)速度，溶液中的銀離子會以絡(luò)離子狀態(tài)存在，當(dāng)銅表面被完全覆蓋或溶液中 Cu達到一定濃度，反應(yīng)即告結(jié)束。 化學(xué)鍍銀 電鍍鎳金的優(yōu)缺點 雖然電鍍鎳金（軟金）能提供優(yōu)良的助焊、打金線結(jié)合的性能，但它有著三大不足之處，而每一不足之處都阻礙著它在領(lǐng)先領(lǐng)域中的應(yīng)用。 1）較厚的金層厚度要求使得生產(chǎn)成本上升。 2）在通常所用的厚的金層情況下，由于容易產(chǎn)生脆弱的錫金金屬合金化合物（ IMC），焊點之可靠性便下降。而為了增加焊點的可靠性，可在需要焊錫的地方使用不同的表面處理，然而會造成生產(chǎn)成本上升。 3）電鍍工藝要求使用導(dǎo)線連通每個線路，這樣就限制了封裝載板的最高線路密度。 因為這些限制，使用化學(xué)鍍的優(yōu)勢就表露出來?；瘜W(xué)薄金不具備提供高可靠性打金線結(jié)合的工藝條件，化學(xué)厚金具有和電鍍鎳金同樣高的生產(chǎn)成本，在制程方面也充滿了復(fù)雜性的挑戰(zhàn)。 各種表面處理技術(shù)比較 表面處理的比較 在現(xiàn)在的市場，適合用在線路板上細小引腳的 QFP/BGA裝置，主要有 5種無鉛表面處理： ? 化學(xué)浸錫（ Immersion TIN） ? 化學(xué)浸銀（ Immersion Silver） ? 有機焊錫保護劑（ OSP） ? 化學(xué)鍍鎳浸金（ ENIG） ? 化學(xué)鍍鎳鈀浸金（ ENEPIG） 在這 5種表面處理中，前四種都不能滿足無鉛組裝工藝的所有需求，尤其是考慮到多重再流焊能力、組裝前的耐儲時間及打線結(jié)合能力。 ENEPIG有優(yōu)良的耐儲時間，焊點可靠度，打線結(jié)合能力和能夠作為按鍵碰觸表面，而且在置換金的沉積反應(yīng)中，化學(xué)鍍鈀層會保護鎳層防止它被交置換金過度腐蝕。 下表為 5中表面處理方式的比較。 特性 OSP 化學(xué)鍍鎳浸金 化學(xué)鍍鎳鈀浸金 化學(xué)鍍銀 化學(xué)鍍錫 耐儲時間 （在控制條件下） ＜ 12月 ＞ 12月 ＞ 12月 ＜ 12月 36月 焊錫面之接觸 一定要避
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