Fabricación de PCB de precisión, PCB de alta frecuencia, PCB multicapa y montaje de PCB.
Es la fábrica de servicios personalizados más confiable de PCB y PCBA.
Con la popularización de los teléfonos inteligentes, la miniaturización de los productos electrónicos y los requisitos de la UE para los procesos sin plomo, el proceso de tratamiento de superficie de la inmersión de níquel (enig) es más simple y barato que otros procesos de tratamiento de superficie. Además, tiene una excelente repetibilidad, una buena planitud, es adecuado para componentes de pies delgados, se almacena durante mucho tiempo y no es fácil de oxidar. Por lo tanto, cada vez más productos electrónicos eligen enig como su tratamiento de superficie de pcb.
Por lo tanto, cuando muchas personas usan el tratamiento de superficie enig (inmersión de níquel en oro) en placas de PC para encontrar que las piezas caen o tienen poca soldabilidad, el primer problema que piensan suele ser el "níquel negro", también conocido como "almohadilla negra". Sin embargo, parece que pocas personas realmente entienden el significado de "níquel negro" o "almohadilla negra", por lo que este artículo intenta discutir el "níquel negro" o "junta negra" de enig desde la perspectiva de la comprensión del oso de trabajo.
El "níquel negro" de enig tiene básicamente dos componentes principales: "fósforo" y "óxido de níquel".
El "fósforo" proviene de la capa de níquel sin electrodomésticos. En el posterior proceso de reemplazo de "oro" y níquel químico, debido a que "fósforo" no reacciona, se queda entre la capa de oro y la capa de níquel, formando un rico fósforo. Capa, que finalmente forma el efecto de la fragilidad en la resistencia a la soldadura.
El "óxido de níquel" está compuesto básicamente por una fórmula química compleja, nixoy (x e y son números). La razón fundamental es que la superficie del níquel ha experimentado una reacción de oxidación excesiva durante la reacción de reemplazo por inmersión en oro (el níquel metálico se convierte en iones de níquel), que es una "oxidación" en sentido amplio, y la deposición irregular de átomos de "oro" muy grandes (radio atómico de oro 144pm) conduce a la formación de una disposición de granos ásperos, sueltos y multiporos, lo que significa que la capa de "oro" no puede estar completamente cubierta. La capa de "níquel" que permanece en la parte inferior hace que la capa de níquel esté expuesta al aire para seguir oxidando, por lo que el óxido de níquel se forma gradualmente bajo la capa de "oro", lo que finalmente dificulta la soldadura.
Debido a que la mayoría de las soldadura, como sac305, sac305, snbi, snbiag, etc., se basan básicamente en estaño (sn), el níquel (ni) de SN y enig forma ni3sn4 IMC (compuesto común) cuando la placa de circuito se calienta por un horno de soldadura de retorno. Si la capa de níquel se oxida, será difícil formar el IMC ideal. Incluso si apenas se forma, el IMC es intermitente y desigual. Esto provocará una menor resistencia a la soldadura, al igual que paredes de ladrillo o ladrillos recubiertos de cemento. El cemento entre las paredes y las paredes de ladrillo es como el imc. Si algunos lugares no están recubiertos de cemento, la resistencia de las paredes se vuelve frágil. Es la misma razón.
De hecho, el tratamiento de superficie de las placas de circuito también tiene "níquel - paladio sumergido (enepig)", un tratamiento de superficie que puede frenar eficazmente los problemas generados por las "almohadillas negras de níquel / negro", pero debido a su coste relativamente caro, actualmente solo es adoptado por las industrias de placas de alta gama, CSP o bga.
Dos problemas potenciales de las almohadillas enig y su prevención
Procesos básicos de enig
Una de las mayores ventajas del tratamiento de superficie de enig de la placa de circuito impreso es que el proceso de fabricación de la placa de circuito es simple. En principio, solo se pueden completar dos productos químicos (níquel químico y agua dorada ácida) y, por supuesto, se necesitan otros. El proceso de tratamiento de superficie de enig generalmente consiste en el recubrimiento químico de níquel en la almohadilla de cobre primero, controlando el espesor de la capa de níquel controlando el tiempo y la temperatura; Luego, la almohadilla de níquel se sumerge en agua de oro ácido con la actividad de níquel fresco recién depositada. La reacción de reemplazo químico reemplaza el oro de la solución a la superficie de la almohadilla, y parte del níquel de la superficie se disuelve en agua de oro. El "oro" reemplazado cubrirá gradualmente la capa de níquel hasta que la capa de níquel esté completamente cubierta, la reacción de reemplazo se detendrá automáticamente y se puede completar después de limpiar la suciedad de la superficie de la almohadilla. En este momento, la capa dorada suele ser de solo unos 0,05 um (2u ") o más delgada, por lo que el proceso enig es muy fácil de controlar y el costo es relativamente bajo (en comparación con el níquel y el oro).
La formación del níquel negro y sus peligros
La calidad de la capa de níquel depende principalmente de la fórmula del baño de níquel y el control de temperatura durante el proceso de deposición química, y por supuesto también tiene algo que ver con el proceso de tratamiento del agua de oro ácido. El proceso de recubrimiento químico de níquel consiste en obtener el recubrimiento a través de una reacción autocatalítica de hipofosfato y sal de níquel en la superficie de la almohadilla. El recubrimiento contendrá una cierta cantidad de "fósforo (p)". Muchos estudios han demostrado que el fósforo (p) en el recubrimiento es normal y la proporción debe oscilar entre el 7% y el 10%. Si la fórmula del baño no se puede mantener de inmediato o la temperatura está fuera de control, el contenido de fósforo se desviará del rango normal. Cuando el contenido de fósforo es bajo, el recubrimiento se formará muy fácilmente. cuando el contenido de fósforo es alto, la dureza del recubrimiento formado aumentará significativamente, lo que reducirá su soldabilidad y afectará seriamente la formación de puntos de soldadura confiables. Si el contenido de fósforo en la capa de níquel es bajo y la reacción de reemplazo químico es inadecuada, si se obtiene una gran cantidad de capa de oro agrietada, es inevitable que el agua dorada ácida sea difícil de eliminar durante el proceso de limpieza posterior, lo que conduce a la exposición al aire. La corrosión de la capa de níquel se acelera y finalmente se forma níquel negro, la llamada almohadilla negra.
Formación de capas ricas en fósforo y sus peligros
La almohadilla tratada en la superficie de enig, durante el proceso de soldadura, la aleación que realmente se une a la pasta de soldadura es el "níquel" en enig, cuya aleación típica de compuesto intermetálico (imc) es ni3sn4, y el fósforo en el níquel no participa en la metalización, pero en la capa de níquel, el fósforo ocupa un cierto porcentaje y se distribuye uniformemente. De esta manera, después de que el níquel participa en la aleación, el exceso local de fósforo se enriquece y se concentra en el borde de la capa de aleación, formando una capa rica en fósforo. Si la capa rica en fósforo es demasiado gruesa, su resistencia se reducirá considerablemente. Cuando la soldadura se ve afectada por el estrés externo, primero debe comenzar a destruirse desde el eslabón más débil, y la capa rica en fósforo puede ser el eslabón más débil que se destruye primero. La fiabilidad de estos puntos definitivamente se verá afectada significativamente.
Prevención y control de la capa rica en fósforo de níquel negro
Aunque la formación de níquel negro y la aparición de capas ricas en fósforo tienen una fuerte ocultación, puede ser difícil de detectar y prevenir por medios Generales. Pero cuando entendemos las razones, podemos encontrar métodos efectivos de prevención y control.
Para la formación de níquel negro, el objetivo principal de la fase de fabricación es mantener el baño y controlar la temperatura del proceso para que la proporción de níquel y fósforo en el recubrimiento esté en su mejor Estado. El agua dorada ácida también necesita un buen mantenimiento, y debe ajustarse a tiempo cuando la corrosividad es demasiado Fuerte.
Para los usuarios,
1. el mejor método es observar el tratamiento de la superficie de la almohadilla bajo el microscopio utilizando la microscopía electrónica de barrido (sem), principalmente para comprobar si hay grietas en la capa dorada y analizar si la proporción de fósforo en la capa de níquel está dentro del rango normal utilizando eds;
2. en segundo lugar, puede elegir una almohadilla típica para la Soldadura manual y medir la resistencia de empuje y tracción de la soldadura. Cuando se encuentra una resistencia anormal a la tracción, puede haber níquel negro;
3. el último método es realizar una prueba de corrosión por gas ácido en una muestra de enig. Si se encuentra polvo o decoloración en la superficie de la muestra de enig, significa que el recubrimiento de oro en la almohadilla está roto, lo que significa que es posible que aparezca níquel Negro.
De estos métodos, el método más conveniente y rápido debe ser el segundo método, que es simple y fácil de usar. Con estos métodos, los problemas se pueden detectar temprano antes de usar la placa de circuito enig, evitando la producción de un gran número de componentes de la placa de circuito con problemas de fiabilidad, minimizando así la pérdida.
Para la producción de capas ricas en fósforo, cuando la proporción de fósforo y níquel en la capa de níquel es adecuada, se trata principalmente de controlar el proceso de soldadura, controlar el tiempo y la temperatura de soldadura, y controlar el espesor del compuesto intermetálico en la mejor de 1 - 2 micras (um), cuando se produce un compuesto intermetálico demasiado grueso (imc), La capa rica en fósforo demasiado gruesa inevitablemente se enriquecerá.
