Procesul de tratare a suprafeței PCB joacă un rol crucial în performanța și fiabilitatea produselor. Procesul de placare cu nichel/imersie cu aur fără electricitate a devenit soluția preferată pentru tratarea suprafeței PCB a multor produse electronice de ultimă generație, datorită conductivității sale bune, lipibilității excelente și rezistenței remarcabile la coroziune. Înproces ENIG, controlul grosimii straturilor de nichel și aur este elementul de bază pentru a asigura calitatea și performanța acoperirii, iar respectarea strictă a specificațiilor relevante de control al grosimii este de mare importanță.
1, Principiul procesului și poziționarea funcției de acoperire
Procesul ENIG este finalizat prin două etape: placare cu nichel fără electroși și placare cu aur prin imersie
Mecanismul de depunere a stratului de nichel: Folosind reacții autocatalitice pentru a forma un strat de nichel de 3-6 μm pe suprafața de cupru, servind ca o barieră de difuzie pentru a preveni fragilizarea îmbinării de lipit cauzată de interdifuzia cuprului staniu, oferind în același timp rezistență mecanică a suportului.
Acoperirea stratului de aur: prin reacția de deplasare, pe suprafața stratului de nichel se depune un strat subțire de aur de 0,05-0,1 μm, izolând stratul de nichel de contactul cu aerul și asigurând sudabilitatea pe termen lung și o conductivitate stabilă.
2, standard de bază pentru controlul grosimii stratului de nichel
(1) Pragul de grosime și analiza riscului
Domeniu de control ideal: 4-5 μ m
Risc limită inferioară (<3 μ m): diffusion barrier failure, solder joint cracking due to excessive generation of Cu Sn intermetallic compounds.
Upper limit risk (>6 μ m): Creșterea tensiunii de acoperire duce la riscul de exfoliere și crește costurile de producție.
(2) Influența conținutului de fosfor asupra performanței acoperirii
Strat mediu de nichel fosfor (6% -9%): cu cea mai bună performanță cuprinzătoare, structură cristalină fină și uniformă, echilibrând sudabilitatea și rezistența la coroziune și stabilitatea puternică a controlului grosimii.
High phosphorus nickel layer (>10%): rezistență excelentă la coroziune, dar umectabilitate slabă, necesitând un control precis al parametrilor precum temperatura soluției de placare (88 ± 2 grade) și valoarea pH-ului (4,8-5,0).
Strat de nichel cu fosfor scăzut (1% -5%): posedă proprietăți magnetice, dar rezistență slabă la coroziune, potrivit pentru scenarii funcționale specifice.
3, Puncte cheie pentru controlul grosimii stratului de aur
(1) Precizia grosimii și riscul de defecțiune
Domeniu de control țintă: 0,07 ± 0,01 μ m
Risc limită inferioară (<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): Formarea excesivă de compuși intermetalici Au Sn, fragilitatea crescută a îmbinărilor de lipit și costul crescut al consumului de metale prețioase.
(2) Schema tehnologiei de control al procesului
Procesul de imersie în aur cu puls: prin utilizarea semnalelor de puls segmentate pentru a regla viteza de depunere a ionilor de aur, combinată cu sistemul de monitorizare online EDX pentru calibrarea parametrilor-în timp real, stabilitatea grosimii este asigurată.
Optimizarea dinamică a parametrilor: setați timpul de imersare, frecvența impulsului și ciclul de funcționare pe baza caracteristicilor echipamentului, cum ar fi controlul cantității de depunere unică de aur la valoarea țintă prin ciclul pulsului.
4, Sistem de detectare a grosimii și control al calității
(1) Aplicarea tehnologiei de detectare multidimensională
Spectroscopie cu fluorescență cu raze X-: detecție rapidă ne{-distructivă, potrivită pentru monitorizarea-în timp real a grosimii-de acoperire cu suprafețe mari pe liniile de producție.
Analiza spectrului energetic al microscopului electronic cu scanare: o metodă de detectare a nivelului microscopic utilizată pentru a observa structura acoperirilor și pentru a măsura cu precizie grosimea, potrivită pentru verificarea-de înaltă calitate a produsului final.
Metoda coulombică: o-detecție de înaltă precizie bazată pe principiul dizolvării electrochimice. Deși este o detecție distructivă, este potrivită pentru cercetarea proceselor de laborator și prelevarea de probe.
(2) Măsuri complete de control al calității procesului
Mecanismul de eșantionare și testare: raportul de eșantionare al fiecărui lot de produse este mai mare sau egal cu 5%, iar frecvența de testare este crescută în timpul proceselor cheie, cum ar fi placarea cu nichel și imersarea în aur.
Sistemul de operare și întreținere a echipamentelor: calibrați regulat sistemul de control al temperaturii și dispozitivul de agitare al rezervorului de placare, monitorizați concentrația ionilor de nichel și aur din soluția de placare în timp real și completați consumabilele.
Procesul de gestionare a excepțiilor: Când grosimea depășește toleranța, ajustați parametrii procesului în consecință (cum ar fi prelungirea timpului de reacție dacă stratul de nichel este prea subțire și scurtarea timpului de imersie dacă stratul de aur este prea gros) și urmăriți și verificați produsele ulterioare.
Controlul grosimii stratului de aur de nichel în procesul ENIG este veriga centrală pentru a asigura performanța PCB. Prin clarificarea standardelor de grosime, optimizarea parametrilor procesului, integrarea tehnologiilor avansate de detectare și implementarea unui control strict al calității, riscurile precum eșecul de difuzie și fragilizarea îmbinărilor de lipit pot fi evitate în mod eficient, îmbunătățind fiabilitatea și consistența produselor electronice.