Proses perawatan permukaan PCB memainkan peran penting dalam kinerja dan keandalan produk. Proses pelapisan nikel/perendaman emas tanpa listrik telah menjadi solusi pilihan untuk perawatan permukaan PCB pada banyak produk elektronik kelas atas karena konduktivitasnya yang baik, kemampuan solder yang sangat baik, dan ketahanan terhadap korosi yang luar biasa. Diproses ENIG, kontrol ketebalan lapisan nikel dan emas adalah elemen inti untuk memastikan kualitas dan kinerja lapisan, dan secara ketat mengikuti spesifikasi kontrol ketebalan yang relevan sangatlah penting.
1, Prinsip proses dan posisi fungsi pelapisan
Proses ENIG diselesaikan melalui dua langkah: pelapisan nikel tanpa listrik dan pelapisan emas perendaman
Mekanisme pengendapan lapisan nikel: Memanfaatkan reaksi katalitik mandiri untuk membentuk lapisan nikel berukuran 3-6 μm pada permukaan tembaga, berfungsi sebagai penghalang difusi untuk mencegah penggetasan sambungan solder yang disebabkan oleh interdifusi timah tembaga, sekaligus memberikan kekuatan dukungan mekanis.
Cakupan lapisan emas: Melalui reaksi perpindahan, lapisan emas tipis berukuran 0,05-0,1 μ m diendapkan pada permukaan lapisan nikel, mengisolasi lapisan nikel dari kontak udara dan memastikan kemampuan las jangka panjang dan konduktivitas yang stabil.
2, Standar inti untuk kontrol ketebalan lapisan nikel
(1) Ambang batas ketebalan dan analisis risiko
Rentang kendali ideal: 4-5 m
Risiko batas bawah (<3 μ m): diffusion barrier failure, solder joint cracking due to excessive generation of Cu Sn intermetallic compounds.
Upper limit risk (>6 μm): Lonjakan tekanan lapisan menyebabkan risiko terkelupas dan meningkatkan biaya produksi.
(2) Pengaruh Kandungan Fosfor terhadap Kinerja Pelapisan
Lapisan nikel fosfor sedang (6% -9%): dengan kinerja komprehensif terbaik, struktur kristal halus dan seragam, menyeimbangkan kemampuan las dan ketahanan korosi, serta stabilitas kontrol ketebalan yang kuat.
High phosphorus nickel layer (>10%): Ketahanan korosi yang sangat baik tetapi keterbasahannya buruk, memerlukan kontrol parameter yang tepat seperti suhu larutan pelapis (88 ± 2 derajat ) dan nilai pH (4,8-5,0).
Lapisan nikel fosfor rendah (1% -5%): memiliki sifat magnetik tetapi ketahanan terhadap korosi lemah, cocok untuk skenario fungsional tertentu.
3, Poin-poin penting untuk mengontrol ketebalan lapisan emas
(1) Akurasi ketebalan dan risiko kegagalan
Rentang kendali target: 0,07 ± 0,01 m
Risiko batas bawah (<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): Pembentukan senyawa intermetalik Au Sn yang berlebihan, peningkatan kerapuhan sambungan solder, dan peningkatan biaya konsumsi logam mulia.
(2) Skema teknologi pengendalian proses
Proses perendaman emas pulsa: Dengan menggunakan sinyal pulsa tersegmentasi untuk mengatur laju pengendapan ion emas, dikombinasikan dengan sistem pemantauan online EDX untuk kalibrasi parameter{0}}waktu nyata, stabilitas ketebalan terjamin.
Optimalisasi dinamis parameter: Atur waktu perendaman, frekuensi pulsa, dan siklus kerja berdasarkan karakteristik peralatan, seperti mengontrol jumlah pengendapan emas tunggal ke nilai target melalui siklus pulsa.
4, sistem deteksi ketebalan dan kontrol kualitas
(1) Penerapan teknologi deteksi multidimensi
Spektroskopi fluoresensi sinar X:-deteksi cepat yang tidak merusak, cocok untuk pemantauan waktu nyata-ketebalan lapisan area luas di jalur produksi.
Memindai analisis spektrum energi mikroskop elektron: metode deteksi tingkat mikroskopis yang digunakan untuk mengamati struktur lapisan dan mengukur ketebalan secara akurat, cocok untuk-verifikasi kualitas produk kelas atas.
Metode Coulomb: deteksi-presisi tinggi berdasarkan prinsip pelarutan elektrokimia. Meskipun merupakan deteksi yang merusak, namun cocok untuk penelitian proses laboratorium dan pengambilan sampel.
(2) Langkah-langkah pengendalian kualitas proses penuh
Mekanisme pengambilan sampel dan pengujian: Rasio pengambilan sampel setiap batch produk lebih besar dari atau sama dengan 5%, dan frekuensi pengujian ditingkatkan selama proses utama seperti pelapisan nikel dan perendaman dalam emas.
Sistem pengoperasian dan pemeliharaan peralatan: Secara teratur mengkalibrasi sistem kontrol suhu dan perangkat pengaduk tangki pelapisan, memantau konsentrasi ion nikel dan ion emas dalam larutan pelapis secara real time, dan mengisi kembali bahan habis pakai.
Proses penanganan pengecualian: Ketika ketebalan melebihi toleransi, sesuaikan parameter proses (seperti memperpanjang waktu reaksi jika lapisan nikel terlalu tipis, dan memperpendek waktu perendaman jika lapisan emas terlalu tebal), dan melacak serta memverifikasi produk berikutnya.
Kontrol ketebalan lapisan emas nikel dalam proses ENIG adalah penghubung inti untuk memastikan kinerja PCB. Dengan memperjelas standar ketebalan, mengoptimalkan parameter proses, mengintegrasikan teknologi deteksi canggih, dan menerapkan kontrol kualitas yang ketat, risiko seperti kegagalan difusi dan penggetasan sambungan solder dapat dihindari secara efektif, sehingga meningkatkan keandalan dan konsistensi produk elektronik.