Процес обробки поверхні друкованої плати відіграє вирішальну роль у продуктивності та надійності продукції. Процес безгальванічного нікелювання/занурення в золото став кращим рішенням для обробки поверхні друкованої плати багатьох-електронних продуктів високого класу завдяки його високій провідності, відмінній паяльності та видатній стійкості до корозії. впроцес ENIG, контроль товщини шарів нікелю та золота є ключовим елементом для забезпечення якості та ефективності покриття, і суворе дотримання відповідних специфікацій контролю товщини має велике значення.
1, Принцип процесу та положення функції покриття
Процес ENIG завершується двома етапами: безелектрологічне нікелювання та занурювальне золоте покриття
Механізм осадження шару нікелю: використання самокаталітичних реакцій для формування шару нікелю товщиною 3-6 мкм на поверхні міді, який служить дифузійним бар’єром для запобігання крихкості паяного з’єднання, спричиненого взаємною дифузією міді та олова, одночасно забезпечуючи міцність механічної підтримки.
Покриття шару золота: за допомогою реакції витіснення тонкий шар золота товщиною 0,05-0,1 мкм наноситься на поверхню шару нікелю, ізолюючи шар нікелю від контакту з повітрям і забезпечуючи тривалу зварюваність і стабільну електропровідність.
2, основний стандарт для контролю товщини шару нікелю
(1) Поріг товщини та аналіз ризику
Ідеальний діапазон контролю: 4-5 мкм
Нижня межа ризику (<3 μ m): diffusion barrier failure, solder joint cracking due to excessive generation of Cu Sn intermetallic compounds.
Upper limit risk (>6 мкм): стрибок напруги покриття призводить до ризику відшарування та збільшує витрати на виробництво.
(2) Вплив вмісту фосфору на характеристики покриття
Шар нікелю із середнім вмістом фосфору (6% -9%): з найкращою всебічною продуктивністю, тонкою та однорідною кристалічною структурою, збалансованою зварюваністю та стійкістю до корозії, а також сильною стабільністю контролю товщини.
High phosphorus nickel layer (>10%): чудова стійкість до корозії, але погана змочуваність, що вимагає точного контролю таких параметрів, як температура розчину для покриття (88 ± 2 градуси) і значення pH (4,8-5,0).
Нікелевий шар з низьким вмістом фосфору (1%-5%): володіє магнітними властивостями, але слабкою стійкістю до корозії, підходить для певних функціональних сценаріїв.
3. Ключові моменти для контролю товщини золотого шару
(1) Точність товщини та ризик відмови
Дальність контролю цілі: 0,07 ± 0,01 мкм
Нижня межа ризику (<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 мкм): Надмірне утворення інтерметалічних сполук Au Sn, підвищена крихкість паяних з’єднань і збільшення вартості споживання дорогоцінного металу.
(2) Схема технології керування процесом
Імпульсний процес занурення золота: завдяки використанню сегментованих імпульсних сигналів для регулювання швидкості осадження іонів золота в поєднанні з онлайн-системою моніторингу EDX для-калібрування параметрів у реальному часі забезпечується стабільність товщини.
Динамічна оптимізація параметрів: встановіть час занурення, частоту імпульсів і робочий цикл на основі характеристик обладнання, наприклад, контролюйте одиночну кількість осадження золота до цільового значення за допомогою циклу імпульсів.
4, система виявлення товщини та контроль якості
(1) Застосування технології багатовимірного виявлення
Рентген-флуоресцентна спектроскопія:-неруйнівне швидке виявлення, підходить для-моніторингу в реальному часі-товщини покриття великої{3}}площі на виробничих лініях.
Аналіз енергетичного спектру за допомогою скануючого електронного мікроскопа: мікроскопічний метод визначення рівня, який використовується для спостереження за структурою покриттів і точного вимірювання товщини, придатний для -перевірки високоякісної продукції.
Кулонівський метод: високо{0}}точне виявлення, засноване на принципі електрохімічного розчинення. Незважаючи на те, що це деструктивне виявлення, воно підходить для лабораторних досліджень процесів і відбору проб.
(2) Повний контроль якості процесу
Механізм відбору проб і випробувань: коефіцієнт відбору проб кожної партії продукції більше або дорівнює 5%, а частота випробувань збільшується під час ключових процесів, таких як нікелювання та занурення в золото.
Система експлуатації та технічного обслуговування обладнання: регулярно калібруйте систему контролю температури та пристрій для перемішування резервуара для нанесення покриття, контролюйте концентрацію іонів нікелю та іонів золота в розчині для нанесення покриття в режимі реального часу та поповнюйте витратні матеріали.
Процес обробки винятків: якщо товщина перевищує допуск, відповідно відрегулюйте параметри процесу (наприклад, подовжте час реакції, якщо шар нікелю занадто тонкий, і скоротіть час занурення, якщо шар золота занадто товстий), а також відстежуйте та перевіряйте наступні продукти.
Контроль товщини шару нікель-золота в процесі ENIG є основною ланкою для забезпечення продуктивності друкованої плати. Уточнюючи стандарти товщини, оптимізуючи параметри процесу, інтегруючи передові технології виявлення та впроваджуючи суворий контроль якості, можна ефективно уникнути таких ризиків, як порушення дифузії та крихкість паяних з’єднань, підвищуючи надійність і постійність електронних виробів.