Pembuatan PCB Ketepatan, PCB Frekuensi Tinggi, PCB Berkelajuan Tinggi, PCB Berbilang Lapisan dan Pemasangan PCB.
Kilang perkhidmatan tersuai PCB & PCBA yang paling boleh dipercayai.
Dengan popularisasi telefon pintar, miniaturisasi produk elektronik dan keperluan EU untuk proses bebas plumbum, proses rawatan permukaan emas perendaman nikel (ENIG) lebih mudah dan lebih murah daripada proses rawatan permukaan lain. Di samping itu, ia juga mempunyai keupayaan berulang yang sangat baik, rata yang baik, sesuai untuk bahagian kaki nipis, penyimpanan jangka panjang dan tidak mudah untuk mengoksidasi. Oleh itu, semakin banyak produk elektronik memilih ENIG sebagai rawatan permukaan PCB mereka.
Oleh itu, apabila ramai orang mendapati bahagian-bahagian yang jatuh atau solderability yang buruk apabila menggunakan rawatan permukaan ENIG (nikel emas perendaman) pada papan pcb, masalah pertama yang datang ke fikiran biasanya "nikel hitam" juga dikenali sebagai "pad hitam". Walau bagaimanapun, nampaknya sedikit orang yang benar-benar memahami apa yang dimaksudkan dengan "nikel hitam" atau "pad hitam", jadi artikel ini cuba membincangkan "nikel hitam" atau "pad hitam" ENIG dari perspektif pemahaman beruang kerja.
"Nikel hitam" ENIG pada asasnya mempunyai dua komponen utama: "fosfor" dan "nikel oksida".
"Phosphorus" berasal dari lapisan plating nikel tanpa elektron. Dalam proses penggantian seterusnya "emas" dan nikel kimia, kerana "fosfor" tidak bertindak balas, ia akan kekal di antara lapisan emas dan lapisan nikel untuk membentuk kaya P. Lapisan, dan akhirnya membentuk hasil kerahasan pada kekuatan kimpalan.
"Oksida nikel" pada dasarnya terdiri dari formula kimia kompleks NixOy (x dan y adalah nombor). Alasan utama ialah permukaan nikel mengalami reaksi oksidasi yang berlebihan semasa reaksi penggantian emas menyelam di permukaan nikel (nikel metalik menjadi ion nikel) Ia adalah "oksidasi" dalam jangka luas), dan depositi yang tidak betul-betul atom "emas" yang sangat besar (radius atom emas 144 pm) mengakibatkan bentuk pengaturan biji kristal kasar, longgar dan porous, yang bermakna lapisan "emas" tidak boleh ditutup sepenuhnya. Tetap di lapisan bawah "nikel" membolehkan lapisan nikel dikekspos kepada udara untuk terus oksidasinya, jadi kering nikel secara perlahan-lahan membentuk di bawah lapisan "emas", yang akhirnya menghalangi penywelding.
Kerana kebanyakan solder, seperti SAC305, SAC3005, SnBi, SnBiAg, dan lain-lain, pada asasnya berasaskan timah (Sn), apabila papan litar dipanaskan oleh relau aliran semula, nikel (Ni) Sn dan ENIG akan membentuk Ni3Sn4 IMC (sebatian biasa). Jika lapisan nikel dioksida, ia akan sukar untuk membentuk IMC yang ideal. Walaupun ia hampir tidak boleh dibentuk, IMC adalah berkala dan tidak merata. Ini akan menyebabkan kekuatan kimpalan berkurang, seperti dinding bata atau bata yang disalutkan dengan simen. Semen antara dinding dan dinding bata adalah seperti IMC. Jika beberapa tempat tidak disalutkan dengan simen, kekuatan dinding akan menjadi rapuh. Ini sebab yang sama.
Sebenarnya, perawatan permukaan papan sirkuit juga mempunyai "emas palladium terjun nikel ((ENEPIG)"), dan jenis perawatan permukaan ini dapat menekan secara efektif masalah generasi "nikel hitam/pad hitam", tetapi kerana biayanya adalah relatif mahal, ia kini hanya diterima oleh papan tinggi, CSP atau industri BGA.
Dua masalah potensi pads ENIG dan pencegahan mereka
Proses asas ENIG
Salah satu kelebihan terbesar rawatan permukaan ENIG papan litar PCB adalah proses pembuatan mudah papan litar. Pada prinsipnya, hanya dua ramuan kimia (plating nikel tanpa elektron dan air emas asid) boleh digunakan untuk melengkapkan, sudah tentu, ramuan lain diperlukan. Proses rawatan permukaan ENIG biasanya pertama-tama membuat deposit nikel kimia pada pad tembaga, dan mengawal ketebalan lapisan nikel dengan mengawal masa dan suhu; kemudian gunakan aktiviti nikel segar yang baru sahaja disimpan untuk membenamkan pad nikel dalam air emas berasid. Tindakbalas perpindahan kimia menggantikan emas dari larutan ke permukaan pad, dan sebahagian daripada nikel di permukaan larut ke dalam air emas. "Emas" yang digantikan akan secara beransur-ansur meliputi lapisan nikel sehingga lapisan nikel diliputi sepenuhnya, tindak balas penggantian akan berhenti secara automatik, dan proses ini boleh selesai selepas membersihkan kotoran di permukaan pad. Pada masa ini, lapisan berlapis emas biasanya hanya kira-kira 0.05um (2u ") atau lebih tipis, jadi proses ENIG sangat mudah dikawal dan agak murah (berbanding dengan nikel dan emas berlapis elektro).
Bentuk dan kerosakan nikel hitam
Kualiti lapisan nikel terutamanya bergantung kepada formula penyelesaian penyaputan nikel dan kawalan suhu semasa penyimpanan kimia, dan sudah tentu ia juga mempunyai hubungan tertentu dengan proses rawatan air emas asid. Proses penyaputan nikel tanpa elektron adalah untuk mendapatkan lapisan penyaputan melalui tindak balas autokatalitik hipofosfit dan garam nikel di permukaan pad. Lapisan pelapis akan mengandungi sejumlah tertentu "fosfor (P)". Banyak kajian telah menunjukkan bahawa fosfor (P) dalam lapisan pelapisan adalah normal. nisbah harus antara 7% dan 10%. Jika rumusan larutan pelapisan tidak dapat dikekalkan dengan segera atau suhu tidak kawalan, kandungan fosfor akan menyimpang dari julat normal ini. Apabila kandungan fosfor rendah, salutan akan sangat mudah Apabila kandungan fosfor tinggi, kekerasan salutan yang dibentuk akan meningkat dengan ketara, yang akan mengurangkan kesempatan solderingnya, dan akan memberi kesan serius kepada pembentukan sendi solder yang boleh dipercayai. Jika kandungan fosfor dalam lapisan penyaputan nikel rendah, dan penyaputan emas tindak balas penggantian kimia tidak diproses dengan betul, jika sejumlah besar lapisan penyaputan emas retak diperolehi, air emas asid pasti akan sukar dikeluarkan dalam proses pembersihan seterusnya, yang akan membawa kepada pendedahan kepada udara. Kakisan lapisan nikel dipercepatkan, dan akhirnya nikel hitam terbentuk, yang dipanggil pad solder hitam.
Pembentukan dan kerosakan lapisan kaya fosfor
Pad solder permukaan yang dirawat ENIG, dalam proses solder, aloi sebenar dengan pasta solder adalah "nikel" dalam ENIG, dan aloi sebatian intermetallik (IMC) khasnya adalah Ni3Sn4, dan fosfor dalam penyaputan nikel tidak mengambil bahagian Metalized, tetapi dalam lapisan nikel, fosfor menempati sebahagian tertentu dan diedarkan secara merata. Dengan cara ini, selepas nikel mengambil bahagian dalam aloi, fosfor berlebihan tempatan akan diperkaya dan tertumpu di tepi lapisan aloi untuk membentuk lapisan kaya fosfor. Jika lapisan kaya fosfor terlalu tebal, kekuatannya akan sangat berkurangan. Apabila sendi solder terjejas oleh tekanan luaran, ia mesti dimusnahkan dari pautan terlemah terlebih dahulu, dan lapisan kaya fosfor mungkin adalah pautan terlemah yang akan dimusnahkan terlebih dahulu. Kebolehpercayaan titik mesti jelas terjejas.
Pencegahan dan kawalan lapisan nikel hitam dan kaya fosfor
Walaupun pembentukan nikel hitam dan penampilan lapisan kaya fosfor mempunyai penyembunyian yang kuat, ia mungkin sukar untuk mengesan dan mencegah dengan cara umum. Tetapi apabila kita memahami punca, kita boleh mencari kaedah pencegahan dan kawalan yang berkesan.
Untuk bentuk nikel hitam, tujuan utama tahap penghasilan adalah untuk menyimpan penyelesaian plating dan mengawal suhu proses, sehingga proporsi nikel dan fosfor dalam lapisan plating adalah dalam keadaan yang terbaik. Air emas asid juga memerlukan penyelamatan yang baik,dan ia patut disesuaikan pada masa apabila ia terlalu kerosakan.
Untuk pengguna,
1. Kaedah terbaik adalah menggunakan mikroskop elektron imbasan (SEM) untuk memerhatikan rawatan permukaan pad pengepalan secara mikroskopik, terutamanya untuk memeriksa sama ada terdapat retakan dalam lapisan penyaputan emas, dan menggunakan EDS untuk menganalisis sama ada nisbah fosfor dalam lapisan penyaputan nikel berada dalam julat biasa;
2.Kedua, and a boleh memilih pad tentera biasa untuk diseweld dengan tangan dan mengukur kekuatan tarik-tolak joint tentera. Apabila kekuatan tarik-tolak ditemui yang tidak biasa kecil, mungkin ada nikel hitam;
3. Kaedah terakhir adalah menjalankan ujian kakisan gas asid pada sampel ENIG. Jika serbuk atau perubahan warna ditemui di permukaan sampel ENIG, ia bermakna salutan emas di pad retak, yang bermakna kemungkinan nikel hitam.
Di antara kaedah-kaedah ini, kaedah yang paling mudah dan paling cepat harus kaedah kedua, yang mudah dan mudah dilaksanakan. Dengan kaedah ini, masalah boleh didapati awal sebelum papan litar ENIG digunakan, mengelakkan pengeluaran sejumlah besar komponen papan litar dengan masalah kebolehpercayaan, dan dengan itu mengekalkan kerugian kepada minimum.
Untuk produksi lapisan kaya fosfor,apabila proporsi fosfor dan nikel dalam lapisan platting nikel sesuai,ia adalah terutama untuk mengawal proses penywelding, mengawal masa penywelding dan suhu, dan mengawal tebal intermetal kepada 1-2 mikron terbaik (um),apabila komponen intermetal terlalu tebal (IMC) dihasilkan, lapisan yang kaya fosfor terlalu tebal terikat untuk diperiksa.
