Процесът на повърхностна обработка на печатни платки играе решаваща роля за производителността и надеждността на продуктите. Процесът на безелектрическо никелиране/потапяне в злато се превърна в предпочитано решение за обработка на повърхността на печатни платки на много-електронни продукти от висок клас поради добрата си проводимост, отлична възможност за запояване и изключителна устойчивост на корозия. ВENIG процес, контролът на дебелината на слоевете никел и злато е основният елемент за осигуряване на качеството и ефективността на покритието и стриктното спазване на съответните спецификации за контрол на дебелината е от голямо значение.
1, Принцип на процеса и позициониране на функцията на покритието
Процесът на ENIG се извършва в две стъпки: безелектроникелиране и златно покритие чрез потапяне
Механизъм за отлагане на никелов слой: Използване на самокаталитични реакции за образуване на 3-6 μm никелов слой върху медната повърхност, служещ като дифузионна бариера за предотвратяване на крехкостта на спойката, причинена от интердифузия на меден калай, като същевременно осигурява механична опорна якост.
Покритие на златния слой: Чрез реакция на изместване тънък златен слой от 0,05-0,1 μm се отлага върху повърхността на никеловия слой, изолирайки никеловия слой от контакт с въздух и осигурявайки дълготрайна заваряемост и стабилна проводимост.
2, Основен стандарт за контрол на дебелината на никеловия слой
(1) Праг на дебелината и анализ на риска
Идеален контролен диапазон: 4-5 μm
Долна граница на риска (<3 μ m): diffusion barrier failure, solder joint cracking due to excessive generation of Cu Sn intermetallic compounds.
Upper limit risk (>6 μm): Увеличаването на напрежението на покритието води до риск от отлепване и увеличава производствените разходи.
(2) Влиянието на съдържанието на фосфор върху ефективността на покритието
Слой от среден фосфорен никел (6% -9%): с най-добра цялостна производителност, фина и равномерна кристална структура, балансирана заваряемост и устойчивост на корозия и силна стабилност при контрол на дебелината.
High phosphorus nickel layer (>10%): Отлична устойчивост на корозия, но слаба омокряемост, изискваща прецизен контрол на параметри като температура на разтвора за покритие (88 ± 2 градуса) и pH стойност (4,8-5,0).
Никелов слой с ниско съдържание на фосфор (1% -5%): притежаващ магнитни свойства, но слаба устойчивост на корозия, подходящ за специфични функционални сценарии.
3, Ключови точки за контролиране на дебелината на златния слой
(1) Точност на дебелината и риск от повреда
Обхват на контрол на целта: 0,07 ± 0,01 μm
Долна граница на риска (<0.05 μ m): The oxidation rate of the nickel layer is accelerated, and the wettability decreases during welding, causing false welding problems.
Upper limit risk (>0,12 μm): Прекомерно образуване на Au Sn интерметални съединения, повишена крехкост на спойките и повишена цена на потреблението на благороден метал.
(2) Технологична схема за контрол на процеса
Процес на импулсно потапяне на злато: Чрез използване на сегментирани импулсни сигнали за регулиране на скоростта на отлагане на златни йони, съчетано с EDX онлайн система за наблюдение за-калибриране на параметрите в реално време, се гарантира стабилност на дебелината.
Динамична оптимизация на параметъра: Задайте времето на потапяне, честотата на импулса и работния цикъл въз основа на характеристиките на оборудването, като например контролиране на единичното количество злато за отлагане до целевата стойност чрез импулсния цикъл.
4, Система за откриване на дебелина и контрол на качеството
(1) Приложение на многоизмерна технология за откриване
Рентгенова-флуоресцентна спектроскопия: не-деструктивно бързо откриване, подходящо за-мониторинг в реално време на-дебелина на покритието на големи-площи на производствени линии.
Анализ на енергийния спектър със сканиращ електронен микроскоп: микроскопичен метод за откриване на ниво, използван за наблюдение на структурата на покритията и точно измерване на дебелината, подходящ за-проверка на качеството на продукта от висок клас.
Кулонов метод: високо{0}}прецизно откриване, базирано на принципа на електрохимичното разтваряне. Въпреки че е разрушително откриване, то е подходящо за лабораторни изследвания и вземане на проби.
(2) Пълни мерки за контрол на качеството на процеса
Механизъм за вземане на проби и тестване: Съотношението на вземане на проби от всяка партида продукти е по-голямо или равно на 5%, а честотата на тестване се увеличава по време на ключови процеси като никелиране и потапяне в злато.
Система за работа и поддръжка на оборудването: Редовно калибрирайте системата за контрол на температурата и устройството за разбъркване на резервоара за покритие, наблюдавайте концентрацията на никелови йони и златни йони в разтвора за покритие в реално време и попълвайте консумативите.
Процес на обработка на изключения: Когато дебелината надвишава толеранса, коригирайте съответно параметрите на процеса (като например удължаване на времето за реакция, ако никеловият слой е твърде тънък, и съкращаване на времето за потапяне, ако златният слой е твърде дебел) и проследете и проверете следващите продукти.
Контролът на дебелината на слоя никел злато в процеса ENIG е основната връзка за осигуряване на производителност на печатни платки. Чрез изясняване на стандартите за дебелина, оптимизиране на параметрите на процеса, интегриране на усъвършенствани технологии за откриване и прилагане на строг контрол на качеството, рискове като дифузионна повреда и крехкост на спойката могат да бъдат ефективно избегнати, подобрявайки надеждността и последователността на електронните продукти.