PCB技術 - ENIG表面処理PCBパッドの2つの潜在的な問題?

スマートフォンの普及,電子製品のミニチュアリゼーション,ススススリードフリープロセスに対するEUの要求により,ニッケル浸スススニッケル浸ススススマートフォンの表面処理プロセス (ENIG) の表面処理プロセスは,他の表面処理プロセスよりもシンプルまた,優れた繰り返し性,良い平らさ,薄い足の部品に適し,長期保存し,酸化しやすくない.したがって,ますます多くの電子製品が,PCB表面処理としてENIGを選択しています.

したがって,多くの人がPCBボードにENIG(ニッケル浸PCBPCBボード)表面処理を使用するときに部品が落ち込まれたり,PCPCBPCBボードの表面処理を使用するとき,最初に思い浮かぶ問題は,通常"ブラックニッケル"とも呼ばれる"ブラックパしかし、「ブラック・ニッケル」や「ブラック・パッド」の意味を本当に理解している人はほとんどいないようなので、この記事では、エニグの「ブラック・ニッケル」や「ブラック・パッド」を作業熊の理解の視点から議論しようとしています。

ENIGの「黒ニッケル」には基本的に2つの主要成分があります。「リン」と「酸化ニッケル」です。

「リン」は、無電ニッケル ・ ・ ・ ・ 「Phosphorus」は無電ニッケル ・ ・ニッケル ・ 「Phosphorus」から生まれています。その後の「金」と化学ニッケルの交換プロセスでは、「リン」が反応しないため、金層とニッケル層の間に残り、P豊富なものを形成します。層、そして最終的に溶接強度の脆弱化の結果を形成します。

「酸化ニッケル」は基本的に複雑な化学式NixOy（xとyは数）で構成されています。基本的な理由は,ニッケル表面がニッケル表面上の浸泡金取り替え反応 (金属ニッケルはニッケルイオンになります) の間に過度な酸化反応を経験し,非常に大きな"金"原子 (金原子半径144pm) の不規則な沉積は,粗く,その基基基本的な理由は,広い意味で"金"層が完全に覆われることができないことを意味する,粗く,基本的な理由は,基本的な理由です.底部の"ニッケル"層に滞在することにより,ニッケル層は酸化を続けるために空気に曝露することができ,ニッケルニニニニニッケル下下下に"金"層の下に下にニッケルニッケルニッケル下に下に下に下に下に下に下に

SAC 305、SAC 3005、SnBi、SnBiAgなどのほとんどの半田は、基本的にはスズ（Sn）に基づいているため、回路基板がリフロー炉で加熱されると、SnとENIGのニッケル（Ni）がNi 3 Sn 4 IMC（一般的な化合物）を形成します。ニッケル層が酸化されると、理想的なIMCを形成することが困難になる。それがほとんど形成できなくても、IMCは間欠的で不均一である。これにより、レンガの壁やセメントでコーティングされたレンガのように溶接強度が低下します。壁とレンガの壁の間のセメントはIMCのようだ。セメントを塗っていないところがあると、壁の強度が弱くなります。これも同じ原因です。

実際,回路板の表面処理には"ニッケル浸泡パラディウムゴールド((ENEPIG)"も含まれており,この種の表面処理は"ブラックニッケル/ブラックパッド"生成の問題を効果的に抑制することができますが,そのコストは比較的高価であるため,現在はハイエンドボード,CSPまたはBGA産業にのみ採用されています.

ENIGパッドの2つの潜在的な問題とその予防

ENIGの基本的な流れ

PCB基板ENIGの表面処理の最大の利点の1つは、基板の製造プロセスが簡単であることである。原則として、2種類の化学薬剤（ニッケルめっきと酸性金水）だけで完成できますが、もちろん、他の薬剤も必要です。ENIG表面処理プロセスは一般的に、まず銅製パッド上にニッケルめっきを行い、時間と温度を制御することによってニッケル層の厚さを制御する、その後、堆積したばかりの新鮮なニッケル活性を用いてニッケルパッドを酸性金水に浸漬した。化学置換反応は、金を溶液からパッド表面に置換し、表面のニッケルの一部を金水に溶解させる。交換された「金」は徐々にニッケル層を覆い、ニッケル層が完全に覆われるまで、交換反応は自動的に停止し、パッド表面の汚れを洗浄して完成する。この場合、めっき層は通常0.05 um（2 u”）程度かそれ以上しかないため、ENIGプロセスは非常に制御しやすく、コストは相対的に低い（ニッケルと金めっきに比べて）。

黒ニッケルの形成及びその危害

ニッケル層の品質は主にニッケルめっき液の配合と化学堆積過程における温度制御に依存し、もちろん酸性金水処理技術とも一定の関係がある。ニッケルの化学めっきプロセスは、パッド表面における次亜リン酸塩とニッケル塩の自己触媒反応によりめっき層を得ることである。めっき層は一定量の「リン（P）」を含有する。多くの研究によると、めっき層中のリン（P）は正常であり、割合は7%〜10%でなければならない。めっき液の配合物がすぐに保持できないか、温度が制御不能である場合、リン含有量はこの正常範囲から逸脱する。リン含有量が低い場合、コーティングは非常に容易に形成される。リン含有量が高い場合、形成されるコーティングの硬度は顕著に増加し、これはその溶接可能性を低下させ、信頼できる溶接点の形成に深刻な影響を与える。ニッケルめっき層中のリン含有量が低く、化学置換反応による金めっき処理が適切でない場合、大量に割れた金めっき層を得ると、その後の洗浄過程で酸性金水を除去することが避けられず、空気中に暴露することになる。ニッケルめっき層の腐食が加速し、最終的にはブラックニッケル、いわゆるブラックパッドが形成される。

リン豊富層の形成と害

ENIGの表面処理された溶溶接パッド,溶接プロセスでは,溶接ペーストとの実際の合金はENIGの"ニッケル"であり,その典型的な金属間化合物(IMC)合金はNi3Sn4であり,ニッケル溶接のリンは金属化に参加しないが,ニッケル層では,リンは一定の比率を占め,均等に分布しています.このように,ニッケルが合金に参加した後,現地の余分なこのは合金層の端にこのこのこのこのようにこのこのように,このこのように,このこのこのように,このこのこのように,このこのこのようにこのように,ニッケルが合金層のこの合金層の端にこのこのこのこのこのこのようなり,このこのこのこのリン豊富な層が厚すぎると,その強さは大幅に減少します.溶接接合体が外部の圧力によって影響を受けた場合,最初に最も弱いリンクから破壊されなければならず,溶溶溶接体が最初に破壊される最も弱いリンクであるかもしれません.ポイントの信頼性は明らかに影響を受けなければならない。

ブラックニッケルおよびブブラックリン豊富層の防止および制御

ブラックニッケルの形成とリン豊富な層の出現は強い隠しを持っていますが,一般的な手段で検出し,防止することは困難かもしれません.しかし、原因を理解すると、効果的な予防と制御方法を見つけることができます。

黒ニッケルの形成について、製造段階の主な目的はめっき液を保持し、プロセス温度を制御し、めっき層中のニッケルとリンの割合を最適な状態にすることである。酸性金水も良好な手入れが必要であり、腐食性が強すぎる場合は速やかに調整しなければならない。

ユーザーのために、

1.走査電子顕微鏡（SEM）を用いて顕微鏡下でパッドの表面処理状況を観察し、主にメッキ層に亀裂があるかどうかを検査し、EDSを用いてニッケルメッキ層中のリンの割合が正常範囲内にあるかどうかを分析する、

2.Secondly、手で溶接される典型的な溶接パッドを選択し、溶接関節のプッシュ・プル強度を測定することができます。プッシュ・プル強度が異常に小さいことが判明された場合、黒ニッケルが存在するかもしれません。

3.最後の方法は、ENIGサンプルの酸性ガス腐食試験を行うことです。ENIGサンプルの表面に粉末または変色が見つかる場合、それはパッド上の金コーティングが破裂し、黒ニッケルの可能性を意味します。

これらの方法のうち,最も便利で最も速い方法は,シンプルで実装しやすい第2方法であるべきです.これらの方法により,ENIG回路板が使用される前に問題を発見することができ,信頼性の問題を持つ大量の回路板部品の生産を避け,損失を最小限に抑えることができます.

リン豊富な層の生産のために,ニッケルニニニニッケル