Proces povrchové úpravy desek plošných spojů hraje zásadní roli ve výkonu a spolehlivosti produktů. Proces bezproudového niklování/ponoření zlata se stal preferovaným řešením pro povrchovou úpravu PCB mnoha špičkových{1}} elektronických produktů díky své dobré vodivosti, vynikající pájitelnosti a vynikající odolnosti proti korozi. VENIG procesKontrola tloušťky vrstev niklu a zlata je základním prvkem pro zajištění kvality a výkonu povlaku a přísné dodržování příslušných specifikací kontroly tloušťky je velmi důležité.
1, Princip procesu a polohování funkce povlaku
Proces ENIG je dokončen ve dvou krocích: bezproudové niklování a ponorné zlacení
Mechanismus nanášení vrstvy niklu: Využití autokatalytických reakcí k vytvoření 3-6 μm vrstvy niklu na povrchu mědi, která slouží jako difúzní bariéra, aby se zabránilo křehnutí pájeného spoje způsobenému interdifúzí mědi a cínu, a zároveň poskytuje mechanickou pevnost podpory.
Krytí vrstvou zlata: Přemístěním se na povrch vrstvy niklu nanese tenká vrstva zlata 0,05-0,1 μm, která izoluje vrstvu niklu od kontaktu se vzduchem a zajišťuje dlouhodobou svařitelnost a stabilní vodivost.
2, Základní standard pro kontrolu tloušťky vrstvy niklu
(1) Práh tloušťky a analýza rizik
Ideální regulační rozsah: 4-5 μm
Riziko spodní hranice (<3 μ m): diffusion barrier failure, solder joint cracking due to excessive generation of Cu Sn intermetallic compounds.
Upper limit risk (>6 μ m): Nárůst napětí povlaku vede k riziku odlupování a zvyšuje výrobní náklady.
(2) Vliv obsahu fosforu na výkon povlaku
Střední vrstva fosforu a niklu (6% -9%): s nejlepším komplexním výkonem, jemnou a rovnoměrnou krystalovou strukturou, vyváženou svařitelností a odolností proti korozi a silnou stabilitou kontroly tloušťky.
High phosphorus nickel layer (>10%): Vynikající odolnost proti korozi, ale špatná smáčivost, vyžadující přesnou kontrolu parametrů, jako je teplota pokovovacího roztoku (88 ± 2 stupně) a hodnota pH (4,8-5,0).
Nízká vrstva fosforu a niklu (1% -5%): má magnetické vlastnosti, ale slabou odolnost proti korozi, vhodná pro specifické funkční scénáře.
3, Klíčové body pro kontrolu tloušťky zlaté vrstvy
(1) Přesnost tloušťky a riziko selhání
Rozsah kontroly cíle: 0,07 ± 0,01 μm
Riziko spodní hranice (<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 μ m): Nadměrná tvorba intermetalických sloučenin Au Sn, zvýšená křehkost pájených spojů a zvýšené náklady na spotřebu drahých kovů.
(2) Schéma technologie řízení procesu
Proces pulsního ponoření do zlata: Použitím segmentovaných pulzních signálů k regulaci rychlosti depozice iontů zlata v kombinaci s online monitorovacím systémem EDX pro kalibraci parametrů v reálném čase- je zajištěna stabilita tloušťky.
Dynamická optimalizace parametrů: Nastavte dobu ponoření, frekvenci pulsů a pracovní cyklus na základě charakteristik zařízení, jako je řízení jednoho množství nanášení zlata na cílovou hodnotu prostřednictvím cyklu pulsů.
4, Systém detekce tloušťky a kontrola kvality
(1) Aplikace vícerozměrné detekční technologie
X-fluorescenční spektroskopie: ne-destruktivní rychlá detekce, vhodná pro-monitorování velkoplošných-potahů v reálném čase na výrobních linkách.
Analýza energetického spektra rastrovacím elektronovým mikroskopem: mikroskopická metoda detekce úrovně používaná k pozorování struktury povlaků a přesnému měření tloušťky, vhodná pro ověření kvality-výrobků nejvyšší kvality.
Coulombická metoda: vysoce přesná -detekce založená na principu elektrochemického rozpouštění. Přestože se jedná o destruktivní detekci, je vhodná pro laboratorní výzkum procesů a odběr vzorků.
(2) Opatření pro úplnou kontrolu kvality procesu
Mechanismus vzorkování a testování: Vzorkovací poměr každé šarže produktů je větší nebo roven 5 % a frekvence testování se zvyšuje během klíčových procesů, jako je niklování a ponoření do zlata.
Systém provozu a údržby zařízení: Pravidelně kalibrujte systém regulace teploty a míchací zařízení pokovovací nádrže, sledujte koncentraci niklových iontů a iontů zlata v pokovovacím roztoku v reálném čase a doplňujte spotřební materiál.
Proces zpracování výjimek: Když tloušťka překročí toleranci, upravte odpovídajícím způsobem parametry procesu (jako je prodloužení reakční doby, pokud je vrstva niklu příliš tenká, a zkrácení doby ponoření, pokud je vrstva zlata příliš silná) a sledujte a ověřujte následné produkty.
Řízení tloušťky nikl zlaté vrstvy v procesu ENIG je základním článkem pro zajištění výkonu PCB. Vyjasněním standardů tloušťky, optimalizací parametrů procesu, integrací pokročilých detekčních technologií a zavedením přísné kontroly kvality lze účinně předejít rizikům, jako je selhání difúze a křehnutí pájeného spoje, a zlepšit tak spolehlivost a konzistenci elektronických produktů.