Proces povrchovej úpravy PCB hrá kľúčovú úlohu vo výkone a spoľahlivosti produktov. Proces bezprúdového niklovania/ponorenia zlata sa stal preferovaným riešením povrchovej úpravy PCB mnohých špičkových{1}} elektronických produktov vďaka svojej dobrej vodivosti, vynikajúcej spájkovateľnosti a vynikajúcej odolnosti voči korózii. VENIG procesKontrola hrúbky vrstiev niklu a zlata je základným prvkom na zabezpečenie kvality a výkonu povlaku a prísne dodržiavanie príslušných špecifikácií kontroly hrúbky má veľký význam.
1, princíp procesu a umiestnenie funkcie povlaku
Proces ENIG je dokončený v dvoch krokoch: bezprúdové niklovanie a ponorné zlatenie
Mechanizmus nanášania vrstvy niklu: Využitie samokatalytických reakcií na vytvorenie 3-6 μm niklovej vrstvy na povrchu medi, ktorá slúži ako difúzna bariéra na zabránenie krehnutia spájkovaného spoja spôsobeného interdifúziou medeného cínu a zároveň poskytuje mechanickú pevnosť podpory.
Pokrytie zlatou vrstvou: Posunutím sa na povrch niklovej vrstvy nanesie tenká vrstva zlata 0,05-0,1 μm, ktorá izoluje vrstvu niklu od kontaktu so vzduchom a zaisťuje dlhodobú zvárateľnosť a stabilnú vodivosť.
2, Základný štandard pre kontrolu hrúbky niklovej vrstvy
(1) Prah hrúbky a analýza rizika
Ideálny rozsah regulácie: 4-5 μm
Riziko dolnej 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): Nárast napätia povlaku vedie k riziku odlupovania a zvyšuje výrobné náklady.
(2) Vplyv obsahu fosforu na výkon povlaku
Stredná vrstva fosforového niklu (6% -9%): s najlepším komplexným výkonom, jemnou a rovnomernou kryštálovou štruktúrou, vyváženou zvárateľnosťou a odolnosťou proti korózii a silnou stabilitou kontroly hrúbky.
High phosphorus nickel layer (>10%): Vynikajúca odolnosť proti korózii, ale slabá zmáčavosť, vyžadujúca presnú kontrolu parametrov, ako je teplota pokovovacieho roztoku (88 ± 2 stupne) a hodnota pH (4,8-5,0).
Nízka vrstva fosforu a niklu (1% -5%): má magnetické vlastnosti, ale slabú odolnosť proti korózii, vhodná pre špecifické funkčné scenáre.
3, Kľúčové body pre kontrolu hrúbky vrstvy zlata
(1) Presnosť hrúbky a riziko zlyhania
Rozsah kontroly cieľa: 0,07 ± 0,01 μm
Riziko dolnej 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 μm): Nadmerná tvorba intermetalických zlúčenín Au Sn, zvýšená krehkosť spájkovaných spojov a zvýšené náklady na spotrebu drahých kovov.
(2) Schéma technológie riadenia procesov
Proces pulzného ponorenia do zlata: Pomocou segmentovaných pulzných signálov na reguláciu rýchlosti ukladania iónov zlata v kombinácii s online monitorovacím systémom EDX na kalibráciu parametrov v reálnom čase- je zabezpečená stabilita hrúbky.
Dynamická optimalizácia parametrov: Nastavte čas ponorenia, frekvenciu impulzov a pracovný cyklus na základe charakteristík zariadenia, ako je napríklad riadenie množstva jedného ukladania zlata na cieľovú hodnotu prostredníctvom cyklu impulzov.
4, Systém detekcie hrúbky a kontrola kvality
(1) Aplikácia technológie viacrozmernej detekcie
X-fluorescenčná spektroskopia: ne-deštruktívna rýchla detekcia, vhodná na-monitorovanie veľkých-hrúbok povlaku v reálnom čase na výrobných linkách.
Analýza energetického spektra pomocou rastrovacieho elektrónového mikroskopu: metóda detekcie mikroskopickej úrovne používaná na pozorovanie štruktúry povlakov a presné meranie hrúbky, vhodná na overenie kvality-kvalitných produktov.
Coulombická metóda: vysoko presná{0}}detekcia založená na princípe elektrochemického rozpúšťania. Hoci ide o deštruktívnu detekciu, je vhodná na výskum laboratórnych procesov a odber vzoriek.
(2) Opatrenia na kontrolu kvality celého procesu
Mechanizmus odberu vzoriek a testovania: Vzorkovací pomer každej šarže produktov je väčší alebo rovný 5 % a frekvencia testovania sa zvyšuje počas kľúčových procesov, ako je pokovovanie niklom a ponorenie do zlata.
Systém prevádzky a údržby zariadenia: Pravidelne kalibrujte systém regulácie teploty a miešacie zariadenie pokovovacej nádrže, monitorujte koncentráciu iónov niklu a iónov zlata v pokovovacom roztoku v reálnom čase a dopĺňajte spotrebný materiál.
Proces spracovania výnimiek: Keď hrúbka prekročí toleranciu, upravte podľa toho parametre procesu (ako je predĺženie reakčného času, ak je vrstva niklu príliš tenká, a skrátenie času ponorenia, ak je vrstva zlata príliš hrubá) a sledujte a overujte následné produkty.
Riadenie hrúbky vrstvy niklu a zlata v procese ENIG je základným článkom na zabezpečenie výkonu PCB. Objasnením noriem hrúbky, optimalizáciou parametrov procesu, integráciou pokročilých detekčných technológií a zavedením prísnej kontroly kvality možno účinne zabrániť rizikám, ako je zlyhanie difúzie a krehnutie spájkovaného spoja, čím sa zlepší spoľahlivosť a konzistencia elektronických produktov.