Research Progress in Solderable Black Pad of Electroless Nickel/Immersion Gold

Electroless nickel/immersion gold (ENIG) technology is widely used as one of the surface final finish for electronics packaging substrate and printed circuit board (PCB), providing a protective, conductive and solderable surface. However, there is a solder joint interfacial brittle fracture (or solderability failure) of using the ENIG coating. The characteristics and the application of ENIG technology were narrated in this paper. The research progress on the solderability failure of ENIG was introduced. The mechanism of 'black pad' and the possible measure of eliminating or alleviating the 'black pad' were also introduced. The development direction and market prospects of ENIG were prospected.

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。

化学镀镍/钯/金工艺中连接盘设计对金厚影响的研究

通过设计几种常见的连接盘,在化学镀镍/钯/金(置换金体系)后量测连接盘的金层厚度,以研究连接盘对置换金厚的影响。对实验结果进行分析,发现在相同的加工条件下,连接盘的沉金厚度有随着连接盘面积增大而减小的趋势;当连接盘面积小于一定量时,阻焊限定(SMD)连接盘的金厚较相同大小的非阻焊限定(NSMD)连接盘的金厚降低;对于设计大小相同的连接盘,连接盘的金厚与其连接的沉金连接盘或铜面的面积大小呈负相关。

化镍浸金焊盘的金/镍互溶失效分析

化镍浸金(ENIG)工艺由于其良好的平整性、焊接性、导电性、键合性,以及金(Au)本身稳定性好、不易被氧化的特点而被广泛地应用于PCB表面处理中。但由于ENIG工艺复杂,对PCB板厂的要求高,管控不当就会出现各种质量问题,其中金层不溶、缩锡就是常见的问题之一。某PCB中ENIG焊盘金/镍互溶导致焊接过程中上锡不良,具体表现为金不溶、缩锡问题,利用光学显微镜、场发射电子扫描显微镜分析、X射线能谱分析、微切片技术、离子研磨技术和俄歇电子能谱等分析技术手段来进行分析论证,结合化镍浸金机理分析PCB中ENIG焊盘金/镍互溶的失效机理,并给出了预防控制建议,对于提高焊盘质量与可靠性具有重要的意义。

一种活化添加剂对化学镀镍层结合力的影响

在印制电路板(PCB)化学镀镍/金(ENIG)工艺中,活化对焊盘的渗镀、漏镀影响十分重要,然而活化对化学镀镍与基底铜结合力的影响易被忽视。通过对一种活化添加剂进行研究,发现其在活化过程中易吸附在基底表面,夹杂在基底铜与化学镀镍层之间,并且加速了基底铜表面小尺寸空洞的形成,最终导致镀层的结合力降低。

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。

中粗化微蚀药水引起化学镀镍/金不良的探讨

中粗化微蚀药水可以增加铜面粗糙度,改善阻焊油墨等在铜面的附着力。但在使用中发现,某款中粗化微蚀药水后直接印刷阻焊油墨,存在化镍金沉积不良问题。通过讨论中粗化微蚀药水引起化镍金沉积不良问题的机理,并经过测试验证,确定了化镍金沉积不良问题的改善方案。

一种新的PCB无氰化学沉金工艺

介绍了一种新的不含游离氰的无氰化学沉金工艺,并从工艺特点、沉金效果、产品品质和环保处理等方面将该无氰沉金工艺与传统的有氰化学沉金工艺进行了对比分析,分析表明:该无氰沉金工艺的金缸溶液寿命更长,沉积均匀性更好,沉积速率可控,有利于控制金厚和降低镀金的材料成本;产品的品质有保障,过程更环保,可望替代传统的有氰工艺。

P对Au／Ni／Cu焊盘与SnAgCu焊点焊接界面可靠性的影响

采用回流焊工艺在ENIG镀层印制电路板上组装289I/Os无铅Sn-3.0Ag-0.5Cu球栅阵列封装器件,对封装后的电路板进行随机振动可靠性试验,采用X-Ray、SEM和EDX等测试确定焊点在随机振动试验过程中的失效机制,探讨焊点沿界面失效与镀层内P元素的分布和含量的关系。在振动试验中失效和未失效的BGA焊点与镀层界面表现出类似的微观形貌,Ni层因被氧化腐蚀而在焊点截面形貌上出现"缺齿"痕迹,而在表面形貌图上此呈现黑色的氧化腐蚀裂纹。P在镀层表面的聚集对Ni的氧化腐蚀有促进作用,同时P的聚集也明显降低焊点结合界面的机械强度。Ni层的氧化和Ni层表面P元素的聚集是引发焊点沿焊点/镀层结合界面开裂的主要原因。

聚乙烯亚胺对置换镀金过程中镍基体腐蚀的影响

通过XRF、SEM、XPS、开路电位、极化曲线、电化学阻抗谱及红外漫反射等方法,分析了聚乙烯亚胺对置换镀金过程中镍基体腐蚀的影响原因。结果表明:聚乙烯亚胺降低了置换镀金初始时沉积速率,而对长时间施镀镀速的影响较小;聚乙烯亚胺降低了金层Ni、O元素的含量;该添加剂能够在镍、金表面吸附,而且优先在金表面吸附,并加速了镍表面氧化物的溶解速率。聚乙烯亚胺使化学镀镍层表面活性趋于一致,减轻了镍基体的过度腐蚀现象。

化学镀镍金及其温度的影响

介绍了化学镀镍金工艺流程和工艺控制,探讨了温度对镀层沉积速率、渗金漏镀、镀层厚度的影响。提出选用高精度、高灵敏度、温度场更均匀的恒温控制设备可以显著提高化学镀镍金的品质。

印刷线路板中的选择性化学镍金技术

介绍了选择性化学镀镍、浸金工艺的原理、流程和操作参数。该技术用于印刷线路板表面精饰,镀层平整、电阻小、锡焊性好、耐磨性强。

印制电路板用化学镀金工艺的研究进展

化学镀金作为印制电路板表面处理工艺,能够提供可焊性、延展性和抗腐蚀性等良好的镀金层,因而被广泛关注和研究。综述了印刷电路板(PCB)上化学镀金的研究进展,介绍了化学镀金原理和化学镀金液组成,叙述了无氰镀金体系的发展,同时从PCB镍金和镍钯金工艺的角度,分析了镀镍层、镀钯层和镀金层之间的相互影响,并对置换镀金和还原镀金进行了讨论,指出后者在生产效率和镀层质量上具有较大优势,并将逐渐取代置换镀金工艺。

无氰置换镀金工艺的研究

探讨了工艺参数对无氰置换镀金液稳定性及镀层性能的影响;采用正交试验优化工艺,得到了镀液稳定性好、镀层性能良好的中性无氰置换镀金工艺。此工艺含有能够减缓镀金初始时沉积速率,又能降低对镍层腐蚀的添加剂。

浸渍镀仿金工艺

采用硫酸铜、硫酸亚锡为主盐的置换反应浸镀法在钢铁件表面制得金黄色铜锡合金层。通过添加含氟系阴离子及羧基系阴离子的络合剂 ,控制铜、锡离子的置换反应速度 ,获得 1 5%～ 39%铜含量的合金镀层 ,外观呈 1 8～ 2 2K金色 ,膜层结合力好 。

前处理工艺对印刷线路板表面化学镀镍/置换镀金层性能的影响

分析了酸洗、微刻蚀及活化等前处理工艺对印刷线路板(PCB)表面化学镀镍/置换镀金层性能的影响。结果表明:各前处理工序对PCB表面性能具有较大影响,在此基础上得到了优化后的前处理工艺。

工艺参数对印刷线路板表面化学镀镍/置换镀金层性能的影响

分析了工艺参数(如温度、pH值、沉积时间等)的变化时印刷线路板(PCB)表面化学镀镍/置换镀金层性能的影响。结果表明:工艺参数对镀层性能具有较大影响。在此基础上优化了化学镀镍/置换镀金工艺,获得了性能良好的镍/金镀层。

化学镀镍浸金金厚不均探究

分析了化学镀镍浸金过程中金层厚度不均的现象及其产生的原因。试验发现,面积不同的铜面发生电气互联时容易造成金厚不均的现象,而无电气互联情况时,金厚均匀性比较好。导致金厚不均的原因有两种情况,一种是电势影响,二是双极性效应。

亚硫酸盐体系置换镀金的性能表征及工艺优化

针对亚硫酸盐体系镀金液的稳定性和镀层均匀性问题,制定了测试评估方法及工艺改进方案。提出了高温稳定性测试、Ni^(2+)耐受能力测试和还原剂稳定性测试3种方法来评价镀金液稳定性。镀层均匀性则通过测厚仪多点测厚,计算总体相对标准偏差(RSD)进行表征。通过单因素试验对配位剂组成和工艺条件进行了优化,得到置换镀金的最佳镀液组成和工艺条件为:Na_3Au(SO_3)_25 mmol/L,Na_2SO_3 0.3 mol/L,三乙醇胺0.1 mol/L,Na_2S_2O_3 5 mmol/L,Na_2HPO_4 0.2 mol/L,pH 6.5,温度60°C,搅拌速率1 m/min。优化后的镀液稳定,施镀10 min所得镀层的平均厚度约为0.05μm,RSD小于10%,表面粗糙度为20.8 nm左右,满足化学镀镍/置换镀金(ENIG)工艺的要求。