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。

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。

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。

无钯化学镀制备导电Ni@Kevlar®复合织物及其电磁屏蔽性能

采用高性能Kevlar®织物作为基体,使用无刻蚀、无钯、无锡的“溶胀-银”方法进行活化,通过化学镀工艺制备Ni@Kevlar®织物。利用扫描电子显微镜(SEM)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)观察织物表面及纤维截面的微观形貌,探究不同时间下样品的质量增加率、增厚及面密度,并利用X射线光电子能谱仪(XPS)和广角X射线衍射仪(WXRD)测量表面成分及晶体结构,采用四探针测试仪和综合物理性能测量系统(PPMS)测量电、磁性能。结果表明,无刻蚀、无钯、无锡的“溶胀-银”活化处理能在织物表面产生大量的银催化靶点,经化学镀后可得到具有良好导电性和铁磁性的纯镍镀层。同轴法屏蔽效能测试结果表明,Ni@Kevlar®织物在低频波段(0.1 MHz~1.5 GHz)的屏蔽值最高达70 dB,能屏蔽99.99999%的电磁波,高频波段(2~18 GHz)达到25 dB,可满足生活生产的屏蔽需求。

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。

化学镀镍/金中铜镍分离的影响因子

讨论了铜镍分离的影响因子,通过交叉对比不同的微蚀、化金药水体系及硫酸来料的影响,对生产过程中所带来的污染源进行试验,最终确定生产过程中带入的污染源导致不同程度的分离问题。通过有效措施进行管控,杜绝了化金线的铜镍分离,并对化金线的铜镍分离问题提供了有效的改善方向。

铝材表面化学镀镍技术

在常规铝材化学镀镍工艺基础上,提出一种在酸性化学镀镍前增加一道碱性化学预镀镍工艺的铝材表面化学镀镍新技术.介绍了其预镀镍的工艺流程与操作要点.研制了一种中等浓度的含镍、铁的多元合金浸锌液,并通过正交实验得出了浸锌最佳方案,确定了碱性化学预镀镍的最佳配方:25 g/L硫酸镍,25 g/L次磷酸钠,30 g/L 柠檬酸三钠,10 g/L 焦磷酸钠,10～15 mL/L三乙醇胺,30 g/L氯化铵.弯曲试验表明,镀镍层与铝基体结合强度很高;镀镍层SEM照片显示,镀镍层晶粒尺寸大小均匀,各晶粒间结合紧密,孔隙率低,耐腐蚀能力强.

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。

铝表面前处理及化学沉积镍初期行为

利用开路电位-时间(EOCP-t)曲线,研究铝表面经浸镍和化学预镀镍前处理后,化学沉积镍的初期行为;通过扫描电子显微镜(SEM)观察铝表面经前处理后的表面形貌.结果表明:未经及经前处理的铝表面,化学沉积镍的初期行为都经历去氧化膜、活化、混合控制以及化学沉积过程.经过浸镍和化学预镀镍前处理后的铝表面附着细小的镍颗粒.依据EOCP-t和SEM的最佳实验结果,在含有络合剂和还原剂的碱性预镀镍溶液中,经二次化学预镀镍前处理,成功实现铝基底弱酸性化学镀镍.所获得的化学镀镍层与铝基底结合牢固,呈团颗粒状形貌和非晶态结构.

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。

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。

空心玻璃微珠表面化学镀镍活化新工艺

研究了在空心玻璃微珠表面化学镀镍磷合金的无钯活化新工艺。通过正交实验研究了镍盐水体系活化液的组成、活化的工艺条件,并通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散谱仪(EDS)对施镀前后的微珠形貌和成分进行了观察和测试。

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。

SiC_p/Al复合材料表面无钯活化化学镀镍的研究

采用特定的无钯直接活化法在S iCp/A l复合材料表面进行活化,获得了光亮、完整且结合强度良好的N i-P合金镀层.通过扫描电子显微镜和能谱等测试手段对镀层和活化前后的基体表面形貌、元素组成进行了研究,考察了活化时间、超声波、热处理温度和时间等因素对镀层质量、结合强度及沉积速度的影响,确定了在高体积分数的S iCp/A l复合材料上化学镀镍的最佳前处理工艺.研究表明:本文得到的最佳的无钯活化工艺过程为:直接用由N i(Ac)2(g)、NaH2PO2(g)、CH3CH2OH(mL)和H2O(mL)以1∶1∶15∶2比例组成的无钯活化液对基体进行活化,在超声波辅助下活化9 m in,然后在170℃下热处理20 m in;无钯活化后的基体表面覆盖了一层N i-P活化膜,该活化层对化学镀镍具有良好的催化效果.

空心玻璃微珠表面无钯活化化学镀镍工艺研究

空心玻璃微珠表面进行金属化处理后,可以作为复合导电填料用于制备电磁屏蔽材料或吸波材料。采用无钯活化工艺在空心玻璃微珠表面实施了化学镀镍磷合金,对影响镀速和镀液稳定性的因素进行了讨论,并利用环境扫描电子显微镜、X射线能量色散谱仪和X射线衍射对施镀前后空心玻璃微珠的表观形貌、成分和晶形变化进行了表征。结果表明,利用无钯活化法可以得到均匀的非晶态的镍磷合金镀层,镀层光亮、包覆完整。还对空心玻璃微珠表面化学镀镍活化机理进行了分析。

ZM6镁合金化学镀镍预处理工艺及镀层耐蚀性

采用浸锌预处理工艺,研究在碱式碳酸镍体系中ZM6镁合金表面化学镀镍层性能。用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X线衍射仪(XRD)研究浸锌层和镀镍层的形貌、成分及镀层结构,采用极化曲线测试镀层的耐蚀性。研究结果表明,浸锌溶液中加入Sn2+可在ZM6镁合金表面获得均匀致密的浸锌层,后续在碳酸镍体系中施镀1 h后所得非晶态Ni-P镀层均匀致密,无明显缺陷,厚度为8.74μm,磷质量分数达9.29%;在3.5%NaCl溶液中,镀层的自腐蚀电位为-0.609 V,腐蚀电流密度约为基体的1/10,耐腐蚀性能良好。

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。