Hem > Blogg > Branschnyheter > Bildning, egenskaper och negativa effekter av "svart dyna" relaterar till ytbehandling ENIG ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) är en av de vanligaste ytbehandlingsmetoderna inom Morden PCB-industrin. Dess fördelar inkluderar: blyfri, lättlödd, oxidationsbeständig, och tillverkningskostnaden är högre än andra metoder som OPS och HASL, men det tenderar fortfarande att tillämpas på högvärdiga, högdensitets-, högkvalitativa, BGA-kapslingar och RoHS-kompatibla kretskort, såsom elektronik för medicin, smartphones, telekommunikation och militär.
En av defekterna kring ENIG är svart korrosion, även kallat fosforrikt lager. Det visar sig normalt som mörka fläckar på nickellagret under guldet. Dessa fläckar orsakas av nickelkorrosion. Nedan följer dess bildande, egenskaper och negativa effekter:
Fosforrika lager bildas huvudsakligen under två steg i ENIG-processen (elektrolös nickelimmersionsguld):
1. Elektrolös nickelpläteringsprocess (bildning av Ni-P-lager):
I ENIG-processen är ytan som avsätts på dynorna inte ren nickel, utan en nickel-fosforlegering. Reduktionsmedlet i pläteringsbadet (såsom natriumhypofosfit) reducerar och avsätter nickeljoner under katalys, medan fosfor (P) också samavsätts i beläggningen. Baserat på fosforinnehåll kan det delas in i låg fosforhalt (2–5 %), medelhög fosforhalt (6–9 %) och hög fosforhalt (>10 %). Beläggningar med medelhög fosforhalt används ofta i ENIG.
2. Immersionsguld (som leder till fosforberikning):
● Immersionsguld utförs efter nickelplätering. Immersionsguld är en kemisk undanträngningsreaktion: guldjoner undantränger nickelatomer från nickelskiktets yta i pläteringsbadet, nickelatomerna löses upp i guldlösningen och guldatomer avsätts på nickelskiktets yta.
● Denna undanträngningsreaktion korroderar selektivt nickelskiktet; nickelatomer löses selektivt upp, medan fosforatomer inte deltar i reaktionen och inte löses upp i guldlösningen.
● Därför löses nickelatomer på nickelskiktets yta kontinuerligt upp under nedsänkningsprocessen av guld, vilket lämnar fosforatomer kvar. Detta bildar ett extremt tunt lager högst upp i nickelskiktet med en fosforkoncentration som är mycket högre än i bulknickelskiktet – detta är det "fosforrika skiktet". Dess fosforhalt kan vara så hög som 20 % eller mer (atomprocent).
Sammanfattningsvis: Det fosforrika lagret är en produkt av selektiv korrosion och upplösning av nickel under ENIG-immersionsguldprocessen, vilket resulterar i kvarvarande och anrikade fosforatomer vid nickel-guld-gränssnittet.
1. Kemisk sammansättning: Huvudkomponenterna är fosfor (P) och en del nickel (Ni), eventuellt förekommande som amorfa nickel-fosforföreningar (såsom Ni3P).
2. Morfologi och tjocklek: Mycket tunn, vanligtvis bara tiotals till hundratals nanometer (nm), belägen vid gränssnittet mellan nickelskiktet (Ni-P) och guldskiktet (Au), och framträder som en ljus, tunn linje under elektronmikroskop.
3. Fysikaliska egenskaper: Hög resistivitet, dess mest kritiska egenskap och den främsta orsaken till dess negativa effekter på kretskortets prestanda: Resistiviteten hos det fosforrika lagret är mycket högre än hos metalliskt nickel och guld, vilket gör det till en dålig ledare av elektricitet.
1. "Black Pad"-defekt: Detta är den allvarligaste kvalitetsdefekten som orsakas av det fosforrika lagret. Om nedsänkningsprocessen för guld är utom kontroll (t.ex. för lång, för aktiv guldvätska) kommer det att leda till överdriven korrosion, vilket bildar ett alltför tjockt, kontinuerligt fosforrikt lager. Under lödningen, efter att ytguldlagret har lösts upp, stöter lodet på det högresistiva fosforrika lagret, men inte nickellagret.
2. Dålig lödbarhet och kalla lödfogar: Lodet kan inte bilda en effektiv metallurgisk bindning med det högresistiva fosforrika lagret (svårt att bilda bra Ni3Sn4 IMC), vilket resulterar i dålig lödfogsvätning, kalla lödfogar och extremt låg anslutningsstyrka.
3. Svag lödfog: Även om en lödfog bildas är gränssnittsbindningen mycket svag och tenderar att spricka från det fosforrika lagret vid mekanisk kraft eller termisk chock.
Benlida är teknisk expert på kretskortstillverkning i 14 år. Med många års erfarenhet av processoptimering och tekniska uppgraderingar är de experter på att undvika "svarta kuddar"-defekter på ENIG. Med hjälp av professionell utrustning och ett ingenjörs- och kvalitetsteam tillhandahåller Benlida även analystjänster och lösningar:
● Högupplöst svepelektronmikroskopi och energidispersiv spektroskopi, tvärsnittsanalys av lödplattorna, observerar tydligt närvaron, tjockleken och kontinuiteten hos det fosforrika lagret, och analyserar därför elementen och bildningsorsakerna noggrant och tillhandahåller data för processanalys.
● Analys av "svartplatta"-defekt: När lödfogar har problem som bristande vätning, dålig lödning eller otillräcklig hållfasthet, analyserar vårt kvalitetsteam orsakerna till att felet orsakas av en "svartplatta"-defekt som härrör från det fosforrika lagret genom mikrostrukturell analys, och identifierar därmed grundorsaken till processproblemet.
● Processoptimering: Genom att jämföra och analysera gränssnittsförhållandena under olika processparametrar för nickelplätering/immersionsguld hjälper vi kunder att optimera ENIG-processen, hämma överdriven tillväxt av fosforrika lager och förbättra lödutbytet och tillförlitligheten från källan.
● Omfattande tillförlitlighetstester: Vi erbjuder tillförlitlighetstester såsom termisk cykling och högtemperatur-/högfuktighetstester för att bedöma lödfogarnas långsiktiga tillförlitlighet och utvärdera potentiella risker orsakade av defekter.
Om ditt projekt stöter på problem som svarta lödplattor, dåligt utseende, lös lödplatta, dåligt utseende, dålig lödning eller sprickbildning i lödfogen, relaterade till ytbehandling ENIG, vänligen kontakta Benlida för att få veta mer om våra produktionsprocesser och kvalitetskontroll. För att stödja våra kunder erbjuder vi konkurrenskraftiga priser och konsulttjänster. Med professionell produktionsanläggning, teknik och kvalitetsingenjörer tillverkar Benlida gärna ett bra kretskort åt dig!
.jpg)
sv
WhatsApp