基于有机基板的化学镍钯浸金工艺应用与测评

有机基板被广泛应用于电子封装领域,常见的表面处理工艺包括电镀镍金、化学镍金、浸锡、浸银等工艺。在众多表面处理工艺中,化学镍钯浸金工艺因其具有较好的综合性能展现出显著优势。化学镍钯浸金工艺是在化学镍金工艺的基础上增加化镀钯处理,采用该工艺先对基板表面进行化镀镍处理,再进行化镀钯处理,最后完成化学浸金处理。钯镀层可以防止金在沉积过程中腐蚀镍镀层以及阻挡镍向金属间化合物(IMC)层扩散。利用X-Ray、电子扫描显微镜(SEM)、聚焦离子束(FIB)等图像分析方法,对比了不同厂商的化学镍钯浸金镀层的厚度、微观形貌及质量,结果表明,平整且致密的钯镀层可以有效避免镍腐蚀现象。

化学镀镍镀钯浸金表面处理常见品质缺陷及解决方案

在各种表面处理技术中,化学镀镍镀钯浸金(ENEPIG)因具有良好的综合性能,被认为是PCB最理想的表面处理技术,但在实际工艺中容易出现漏镀,渗镀,金面异色,金面腐蚀等品质缺陷问题,影响产品可靠性。文章介绍了镍钯金表面处理技术中常出现的几种品质缺陷,并通过对其进行原因分析。

化学镀镍镀钯浸金表面处理工艺概述及发展前景分析

随着电子封装系统集成度逐渐升高及组装工艺多样化的发展趋势,适应无铅焊料的化学镀镍镀钯浸金(ENEPIG)表面处理工艺恰好能够满足封装基板上不同类型的元件和不同组装工艺的要求,因此ENEPIG正成为一种适用于IC封装基板和精细线路PCB的表面处理工艺。ENEPIG工艺具有增加布线密度、减小元件尺寸、装配及封装的可靠性高、成本较低等优点,近年来受到广泛关注。文章基于对化学镍钯金反应机理的简介,结合对镀层基本性能及可靠性方面的分析,综述了ENEPIG表面处理工艺的优势并探讨了其发展前景。

铜电镀方式对镍钯金表面打线键合性能的影响

铜电镀方式不同,基铜衍射峰强度、晶面取向也会存在差异。在化学镀镍钯金时,不同铜电镀方式会影响金镀层的性能,从而对印制电路板(PCB)键合性能产生影响。通过研究垂直连续电镀、水平直流电镀和水平脉冲电镀3种电镀方式,分析不同电镀方式的基铜衍射峰强度、晶面取向、金面粗糙度、表面能对键合性能的影响。结果表明:基铜采用垂直连续电镀,铜镀层朝(111)晶面择优取向;金面粗糙度Ra为0.227μm、Rz为2.046μm;表面自由能为42.864 mN/m;金线拉力测试达到9.17 g,优于水平直流电镀与水平脉冲电镀。

化学镍/化学钯/浸金的表面涂覆层的可焊性和可靠性

概述了化学镍/化学钯/浸金(ENEPIG)表面涂(镀)覆层的优点。它比化学镍/浸金(ENIG)有更好的可焊接性和焊接可靠性。化学镍/化学钯/浸金表面涂(镀)覆层应该是有发展前景的。

化学镀镍/化学镀钯/浸金表面涂覆层的再提出

文章概述了化学镀镍/化学镀钯/浸金表面涂(镀)覆层的特性。不仅它能够满足各种各样的类型元件和安装工艺的要求,而且也能满足高密度的IC基板封装的要求。因而,化学镀镍/化学镀钯/浸金表面镀层是一种"万能"的镀层,具有最广泛的应用前景。

化学镀镍钯金LTCC基板工艺研究

为降低LTCC基板加工材料成本,在全银基板上化学镀镍钯金(ENEPIG)方案具有明显的成本优势和工艺优点。本文从银导体烧结形貌出发,对比了不同阻焊材料的抗酸碱腐蚀性,分析了内层银导体厚度对基板平面度的影响。针对化学镀存在的金层渗镀和漏镀、陶瓷腐蚀、镀层剥离、金层发白和色斑等问题,从机理上分析了问题产生的原因,提出了有针对性的解决办法。

Sn95Sb5焊料与ENIG/ENEPIG镀层焊点界面可靠性研究

研究了Sn95Sb5焊料在化学镍金(ENIG)镀层、化学镍钯浸金(ENEPIG)镀层表面形成的焊点界面微观组织形貌与剪切强度。使用Sn95Sb5焊料在FR4印制板上焊接0805片式电容,焊点在高温时效测试和温度循环过程中均表现出较高的剪切强度,焊点界面连续且完整,剪切强度下降的最大幅度不超过19.2%。Sn95Sb5焊料在ENIG镀层表面形成的焊点(Sn95Sb5/ENIG焊点)强度更高。Sn95Sb5焊料在ENEPIG镀层表面形成的焊点(Sn95Sb5/ENEPIG焊点)界面反应更为复杂,在焊点界面附近可观察到条块状的(Pd,Ni,Au) Sn4。Sn95Sb5/ENEPIG焊点界面的金属间化合物层平均厚度约为Sn95Sb5/ENIG焊点界面的2倍。

基于ENEPIG镀层的无压纳米银膏烧结失效分析

总结了在化学镍钯浸金(ENEPIG)镀层上采用纳米银膏进行无压烧结时出现的失效模式。通过分析烧结镀层的微观形貌及力学性能,确认界面污染、烧结不充分及镀层缺陷是导致烧结失效的主要原因。应特别关注镍原子向镀层表面扩散导致的烧结失效风险。为保证烧结质量的稳定性和可靠性,需要充分重视界面的洁净度,对芯片、基板的存储条件和存储寿命实施严格管控,还需要优化烧结曲线,充分考虑溶剂释出所需时间、烧结峰值温度及其停留时间、降温速率等因素。研究结果为纳米银膏的无压烧结研究提供了新的理论参考。

以钯作扩散阻挡层——一种多功能线路板表面处理方法

电子工业不断的小型化,数种不同互联技术于线路板上电子零件连接及电接点被应用范畴不断增加。基于此用途,线路板组装垫位需被一层最后表面处理保护,如这最后表面处理层可用于不同互联技术,可被称为多功能表面层。钯是一个良好的镍扩散阻挡层,故此层膜能抵受如焊接及键接之严酷老化测试条件。其两大优点为具有良好热超声波键接性及于无铅焊料之非常优良焊接性。从预镀导线架过往多年经验已知即使很薄贵金属钯层及金层已可有保证可靠的金线键接性。从这一知识,沉镍浸钯浸金层膜系统(ENIPIG)被研发出来。此崭新表面处理ENIPIG三种金属镀液需互相配合才能于线路板工艺上达成理想多功能层膜。因着其薄贵金属层膜,相对于其他表面处理,可节省颇大的成本。

阻挡层的表面镀覆将走上主导地位

文章概要地评述了PCB表面涂覆层的发展过程,指出PCB表面涂覆层已走向具有"阻挡层"主导的年代。传统没有阻挡层的表面涂覆层会形成金属间互化物(IMC)或者扩散层等缺点,削弱连接盘的结合力而影响可靠性。采用有"阻挡层"结构可避免金属间形成互化物和互相扩散,可稳定或提高焊接的结合力。化学镀镍浸金存在着明显的缺点,将被具有致密结构的阻挡层的化学镀镍浸钯浸金或化学镀镍-钯合金所取代。

ENEPIG在倒装芯片用陶瓷外壳中的应用可行性

目前倒装芯片用陶瓷外壳的表面处理工艺以化学镀镍/浸金(ENIG)为主,而ENIG带来的黑盘现象使封装产品面临润湿不良和焊接强度不足等一系列问题。化学镀镍/化学镀钯/浸金(ENEPIG)是ENIG的一种改进方案,可有效避免黑盘现象。对分别采用ENIG和ENEPIG镀层的陶瓷外壳样品在外观、微观形貌以及焊接强度等方面进行了对比,采用ENEPIG镀层样品的表现优于采用ENIG镀层的样品。对采用ENEPIG镀层的外壳样品进行了芯片贴装,并进行了热冲击、温度循环等一系列试验,试验合格率100%,说明该方案可以满足器件级鉴定检验要求。验证结果表明,ENEPIG在高密度陶瓷封装领域具有良好的应用前景。

ENEPIG表面涂覆工艺的可靠性实验分析

在ENEPIG表面涂覆工艺中引入了化学镀钯层,从反应原理上杜绝了镀镍层的氧化,但其实际应用的工艺条件及参数是否具备了可量产的条件,需要用一系列可靠性实验进行验证,以减小量产后的风险系数。提出了一揽子实验方案,包括实验项目、方法、试验所需的仪器设备、评估要求、试验结果及分析等,特别是采用透射电镜对ENEPIG涂覆层与SAC305形成的界面合金共化物进行了剖析,从而验证了所应用的ENEPIG制作工艺成熟可靠,是全能型的表面涂覆工艺,特别适用于金线键合和表面贴装混合组装板等要求高连接可靠性的产品上。

PCB技术的革新与进步

文章概述了近几年来在PCB工业中生产技术的革新与进步情况,特别是直流电镀(镀层均匀性、填孔镀等)、表面涂(镀)覆(化学镀镍/钯浸金和直接浸金等)技术的革新与进步,推动了PCB工艺技术的发展。

IC封装载板的新型表面涂饰层——ENEPIG

文章介绍一种新型的化学镀镍化学镀钯与浸金表面涂饰层,克服了化学镀镍浸金涂层的缺点,更加适合于IC封装载板上应用。

光通讯模块电路板精细键合盘制作技术

电路板上的键合盘的宽度，通常需要是所用的键合线宽的2～3倍，当盘间距很小，但键合线宽相对犬时，PCB力口工过程中就很容易出现盘宽度不够而键合不上线的问题，尤其是当流程中有树脂塞孔时，这种矛盾就显得更加突出。文章分析了此种电路板的制作原理，对键合盘控制，表面处理后短路问题的改善方法，做出了详细的论述。

电路板ENEPIG表面涂覆工艺实验

在ENEPIG表面涂覆新工艺中引入了化学镀钯层,从反应原理上杜绝了镀镍层的氧化,在化学镀金过程中阻挡了镀镍层与浸金溶液的接触、镍的扩散和迁移,从而有效地抑制镍表层的氧化,防止"黑垫"缺陷产生。给出了该工艺量产的流程及参数控制,运用SEM和EDS对产品进行了微观形貌及扩散性分析。结果发现,钯层是非结晶状的皮膜,具有很好的镀层厚度均一性,并且在金表面没有发现镍的扩散。从而成功地实现了ENEPIG电路板的量产,替代了ENIG工艺。

表面处理工艺的新发展

文章简述了当下流行的有机涂覆(OSP)、化学镀镍浸金(ENIG)、化学镀镍镀钯浸金(ENEPIG)等表面处理技术的发展现状;并对浸银(IAg)、浸锡(ISn)和直接浸金(DIG)以及自组装单分子(SAM)等新工艺进行了简单讨论,并提出了一些降低工艺成本,改进技术,提高工艺可靠性的方法。