Проблемы паяемости ENIG
Проблемы паяемости ENIG
(мнения экспертов)
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
«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.
Моя первая реакция
Были ли проблемы с толстым никелем в других партиях? Есть
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.
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
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:
-
Производственные недоработки, связанные со старением электролита. Поверхность становится волнообразной для монтажа компонентов. Этот путь относится больше к некачественной металлизации.
-
Золочение может быть недостаточно толстым.
Окислительно-восстановительная реакция в воде может привести к нежелательному увеличению толщины окисла никеля. -
Выдержка плат после промывки в отдельно стоящем сушильном шкафу может вызвать, достаточно легко, окисление поверхности ENIG.
-
Если золочение слишком тонкое или неоднородное, то возможная диффузия воды или химикатов к поверхности никеля ведёт к окислению.
-
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.
-
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)
Б) Просвечивающую электронную микроскопию и посмотрите на слои окислов азота или вторичную, ионную,
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:
Электронная почта: office@bmptek.ru
Тел. +7 (921) 895−14−22
Управляющий проекта — Алексей Леонов