Proses rawatan permukaan pcb memainkan peranan penting dalam prestasi dan kebolehpercayaan produk. Proses penyaduran/emas rendaman nikel tanpa elektro telah menjadi penyelesaian pilihan untuk rawatan permukaan PCB bagi banyak-produk elektronik mewah kerana kekonduksian yang baik, kebolehmaterian yang sangat baik dan rintangan kakisan yang cemerlang. Dalamproses ENIG, kawalan ketebalan lapisan nikel dan emas adalah elemen teras untuk memastikan kualiti dan prestasi salutan, dan dengan ketat mengikut spesifikasi kawalan ketebalan yang berkaitan adalah sangat penting.
1, Prinsip proses dan kedudukan fungsi salutan
Proses ENIG diselesaikan melalui dua langkah: penyaduran nikel tanpa elektro dan penyaduran emas rendaman
Mekanisme pemendapan lapisan nikel: Menggunakan tindak balas pemangkin sendiri untuk membentuk lapisan nikel 3-6 μm pada permukaan kuprum, berfungsi sebagai penghalang resapan untuk mengelakkan kemerosotan sendi pateri yang disebabkan oleh interdifusi timah kuprum, sambil memberikan kekuatan sokongan mekanikal.
Liputan lapisan emas: Melalui tindak balas anjakan, lapisan emas nipis 0.05-0.1 μm dimendapkan pada permukaan lapisan nikel, mengasingkan lapisan nikel daripada sentuhan udara dan memastikan kebolehkimpalan jangka panjang dan kekonduksian yang stabil.
2, Standard teras untuk kawalan ketebalan lapisan nikel
(1) Ambang ketebalan dan analisis risiko
Julat kawalan ideal: 4-5 μ m
Risiko had rendah (<3 μ m): diffusion barrier failure, solder joint cracking due to excessive generation of Cu Sn intermetallic compounds.
Upper limit risk (>6 μ m): Lonjakan tekanan salutan membawa kepada risiko pengelupasan dan meningkatkan kos pengeluaran.
(2) Pengaruh Kandungan Fosforus Terhadap Prestasi Salutan
Lapisan nikel fosforus sederhana (6% -9%): dengan prestasi komprehensif terbaik, struktur kristal halus dan seragam, mengimbangi kebolehkimpalan dan rintangan kakisan, dan kestabilan kawalan ketebalan yang kuat.
High phosphorus nickel layer (>10%): Rintangan kakisan yang sangat baik tetapi kebolehbasahan yang lemah, memerlukan kawalan tepat parameter seperti suhu larutan penyaduran (88 ± 2 darjah ) dan nilai pH (4.8-5.0).
Lapisan nikel fosforus rendah (1% -5%): mempunyai sifat magnetik tetapi rintangan kakisan yang lemah, sesuai untuk senario fungsi tertentu.
3, Perkara utama untuk mengawal ketebalan lapisan emas
(1) Ketepatan ketebalan dan risiko kegagalan
Julat kawalan sasaran: 0.07 ± 0.01 μ m
Risiko had rendah (<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): Pembentukan berlebihan sebatian antara logam Au Sn, peningkatan kerapuhan sambungan pateri, dan peningkatan kos penggunaan logam berharga.
(2) Skim teknologi kawalan proses
Proses emas rendaman nadi: Dengan menggunakan isyarat nadi bersegmen untuk mengawal kadar pemendapan ion emas, digabungkan dengan sistem pemantauan dalam talian EDX untuk penentukuran parameter masa sebenar-, kestabilan ketebalan dipastikan.
Pengoptimuman dinamik parameter: Tetapkan masa rendaman, kekerapan nadi dan kitaran tugas berdasarkan ciri peralatan, seperti mengawal jumlah pemendapan emas tunggal kepada nilai sasaran melalui kitaran nadi.
4, Sistem pengesanan ketebalan dan kawalan kualiti
(1) Aplikasi teknologi pengesanan pelbagai dimensi
Spektroskopi pendarfluor sinar-X:-pengesanan pantas yang tidak merosakkan, sesuai untuk pemantauan masa-sebenar bagi-ketebalan salutan kawasan besar pada barisan pengeluaran.
Mengimbas analisis spektrum tenaga mikroskop elektron: kaedah pengesanan tahap mikroskopik yang digunakan untuk memerhati struktur salutan dan mengukur ketebalan dengan tepat, sesuai untuk-pengesahan kualiti produk akhir tinggi.
Kaedah Coulombik: pengesanan berketepatan tinggi-berdasarkan prinsip pembubaran elektrokimia. Walaupun ia adalah pengesanan yang merosakkan, ia sesuai untuk penyelidikan dan persampelan proses makmal.
(2) Langkah-langkah kawalan kualiti proses penuh
Mekanisme pensampelan dan ujian: Nisbah pensampelan bagi setiap kelompok produk adalah Lebih daripada atau sama dengan 5%, dan kekerapan ujian meningkat semasa proses utama seperti penyaduran nikel dan rendaman dalam emas.
Sistem operasi dan penyelenggaraan peralatan: Tentukan sistem kawalan suhu dan alat pengacau tangki penyaduran secara kerap, pantau kepekatan ion nikel dan ion emas dalam larutan penyaduran dalam masa nyata, dan tambahkan bahan guna habis.
Proses pengendalian pengecualian: Apabila ketebalan melebihi toleransi, laraskan parameter proses dengan sewajarnya (seperti melanjutkan masa tindak balas jika lapisan nikel terlalu nipis, dan memendekkan masa rendaman jika lapisan emas terlalu tebal), dan menjejaki dan mengesahkan produk seterusnya.
Kawalan ketebalan lapisan emas nikel dalam proses ENIG adalah pautan teras untuk memastikan prestasi PCB. Dengan menjelaskan piawaian ketebalan, mengoptimumkan parameter proses, menyepadukan teknologi pengesanan termaju, dan melaksanakan kawalan kualiti yang ketat, risiko seperti kegagalan resapan dan kemerosotan sendi pateri boleh dielakkan dengan berkesan, meningkatkan kebolehpercayaan dan konsistensi produk elektronik.