Проблемы паяемости ENIG

Проблемы паяемости ENIG

(мнения экспертов)

Проблема паяемости ENIG

Морфология поверхности различных площадок с ENIG

Вопрос: Мы столкнулись с проблемами пайки на партии печатных плат с покрытием химическим никелем и иммерсионным золотом. Толщина никеля, измеренная рентгенофлуоресцентным методом, составила около 10 мкм. Спецификация требует 3.3 мкм никеля и 0.08−0.13 мкм золота. Предполагается беспористое золото. Есть ли какое-либо объяснение почему наблюдаются проблемы смачивания? Фиксируемый профиль выстраивается должным образом. Мы используем бессвинцовый припой SAC 305.

Г-н Роберт Лаззара, президент компании «CircuitConnect, Inc

«Толщина никеля, измеренная рентгенофлуоресцентным методом, составила около 10 мкм». Это — впечатляющая толщина для химического никеля. Вы уверены, что это — химический, а не — электролитический никель? Припой SAC 305 предпочитает химический больше, электролитический.

Г-н Вальтер Пьеровски, инженер-технолог компании «EsterlineInterfaceTechnologies»

Моя первая реакция на какие-либо загрязнения на печатной плате. У меня были ранее проблемы, когда плёночные загрязнения (возможно силикон из пакетов) вызывали проблемы смачивания. Очистка вручную устраняла эту проблему.

Были ли проблемы с толстым никелем в других партиях? Есть какие-либо иные отличия в партиях?

Также, когда Вы говорите, что фиксируемый профиль выстраивается должным образом, проверяли ли профиль с MOLE или Datapaq? Печи на сегодня более хорошие, но всегда стоит проверять профиль на регулярной основе.

Г-н Ричард Стэдэм, инновационный инженер-учёный компании «GeneralDynamics»

Упомянутая спецификация — 3.3 мкм никеля и 0.08−0.13 мкм золота — входит в описание химического никелирования и иммерсионного золочения (или ENIG), приведённые в стандарте IPC 4552. Но, у Вас — не ENIG, у Вас что-то ещё в целом, и мне трудно даже предсказать, что случится, если паять к 3.3 мкм никеля.

Г-н Юмат Тусан, управляющий по прикладным технологиям компании «ZestronAmerica»

Промышленный стандарт для ENIG и общая практика

По стандарту IPC-4552 должно быть 0.025−0.127 мкм иммерсионного золота, нанесённого по химическому никелю толщиной 3.05−6.10 мкм.

Толщина никеля

Состояние 1. Толщина никеля менее диапазона (толщина меньше, чем 3.05−6.10 мкм) может привести к отслаиванию золота и проблемам паяемости.

Состояние 2. Толщина никеля выше диапазона (толщина больше, чем 3.05−6.10 мкм) может привести к растрескиванию никеля и повреждению паянного соединения.

Толщина иммерсионного золота

Иммерсионное золото здесь служит предотвращению окисления никеля. Золото, поглощённое паянным соединением, не приносит никакой пользы. У иммерсионного золота пористая поверхность.

Состояние 1. Толщина золота менее диапазона (толщина меньше, чем 0.025−0.127 мкм) может привести к недостаточной стойкости никеля к окислению.

Состояние 2. Толщина золота выше диапазона (толщина более, чем 0.025−0.127 мкм) может привести к воздействию на сам никель. Никель может корродировать, приводя к чёрным площадкам, если воздействие достаточно сильное. Чем толще золочение, тем больше риск чёрных площадок.

Возможный путь появления разноцветной поверхности ENIG:

  1. Производственные недоработки, связанные со старением электролита. Поверхность становится волнообразной для монтажа компонентов. Этот путь относится больше к некачественной металлизации.

  2. Золочение может быть недостаточно толстым. Окислительно-восстановительная реакция в воде может привести к нежелательному увеличению толщины окисла никеля.

  3. Выдержка плат после промывки в отдельно стоящем сушильном шкафу может вызвать, достаточно легко, окисление поверхности ENIG.

  4. Если золочение слишком тонкое или неоднородное, то возможная диффузия воды или химикатов к поверхности никеля ведёт к окислению.

  5. Низкое содержание фосфора в слое никеля. Фосфор в никеле предотвращает коррозию. Промывка может ускорить коррозию никеля. В таком случае, нужно провести стандартную оценку на низкое содержание фосфора или на черноту площадок.

  6. Слой ENIG иногда реагирует с хлоридами (из флюса) в составах с повышенным содержанием очистителя, приводя к окислению, например, реакция окисления в виде чёрной площадки.

Устранение неполадок поверхности ENIG

1. Проведите стандартную оценку поверхности ENIG для определения низкое или высокое содержание фосфора:

А) в слое никеля;

Б) между золотом и никелем.

Высокое содержание фосфора ведёт к оксиду никеля.

2. Проконтролируйте образование окисла никеля на каждом слое ENIG, используя:

А) Оже-электронную спектроскопию и посмотрите на поведение азота и кислорода;

Б) Просвечивающую электронную микроскопию и посмотрите на слои окислов азота или вторичную, ионную, масс-спектроскопию для поведения азота;

В) Последовательный электрохимический анализ восстановления для оценки присутствия окислов и интерметаллического слоя.

3. Посмотрите на улучшение результата при обработке с кислородной или водородной плазмой. Если кислородная — лучше, то причина относится к органическим загрязнениям. Если помогает водородная, то проблема — больше в реакции окисления.

***********************

Компания «БалтМедиа Партнёр» помогает производителям электроники внедрению и освоению на российском рынке эффективной техники и технологи ведущих разработчиков, поставляя, помогая и консультируя по составам обработки: обезжиривание, декапирование, травление, активирование, химическая металлизация и электролитическое меднение, финишные покрытия, подготовка и нанесение защитные покрытий.

По возможному сотрудничеству следует использовать следующий контакт:

Санкт-Петербург, Таллинское ш., д.206

Электронная почта: office@bmptek.ru

Тел. +7 (921) 895−14−22

Управляющий проекта — Алексей Леонов

Подпишитесь на рассылку