電路板表面處理之鎳鈀金
隨著(zhù)半導體技術(shù)持續進(jìn)步,電路板產(chǎn)品微型化已是未來(lái)趨勢,單位面積的元件密度隨之提高(圖1)在品質(zhì)要求不變的狀況下,以往所使用的電鍍鎳金及化學(xué)鎳金制程(ENIG),已漸漸走向化學(xué)鎳鈀金)的領(lǐng)域,不僅提升IC載板內Layout數目,更可克服化學(xué)鎳金制程中黑墊的產(chǎn)生。
PCBA板單位面積內之元件密度越來(lái)越高
圖1、電路板單位面積內之元件密度越來(lái)越高。
2006年起,歐盟市場(chǎng)上之電路板廠(chǎng)家,需開(kāi)始承擔報廢產(chǎn)品的回收處理成本。同年7月進(jìn)入歐盟市場(chǎng)的消費性電子產(chǎn)品限制某些有害物質(zhì)用量,并制定尺ROHS淮則(表1)以逐年下降方式禁用對環(huán)境產(chǎn)生影響之有害物,導致高溫作業(yè)的無(wú)鉛銲料被大量採用(圖2)。
ROHS淮則針對銲料中Pb含量有嚴格標準
表1、ROHS淮則針對銲料中Pb含量有嚴格標準
ROHS制定后,化學(xué)鎳鈀金制程更能搭配無(wú)鉛銲料的使用
圖2、ROHS制定后,化學(xué)鎳鈀金制程更能搭配無(wú)鉛銲料的使用
再者2010年金價(jià)飆破US$1000/oz(圖3),雖近日因全球通貨膨脹下滑,降低了黃金作為避險工具的價(jià)值而下跌,但整體觀(guān)察依然有逐年飆升的趨勢。而上述各項因素均使表面處理轉為化學(xué)鎳鈀金制程為目前之趨勢。
圖3、雖近期黃金下跌,由近十年金價(jià)觀(guān)察,黃金價(jià)格仍為攀升之狀況
在產(chǎn)品輕薄化過(guò)程中,其線(xiàn)路密集度勢必向上提升,對于傳統電鍍鎳金制程雖具有良好的打線(xiàn)接合能力,但其金厚度要求過(guò)高,在現今金價(jià)成本持續飆漲的狀況下,市場(chǎng)接受度逐漸下降;加上電鍍制程需設計電鍍導線(xiàn)連接每條線(xiàn)路,故對于現今之高密度線(xiàn)路產(chǎn)品,傳統電鍍鎳金制程勢必受到嚴苛之考驗。
電路板生產(chǎn)過(guò)程中電鍍鎳金與化學(xué)鎳鈀金優(yōu)缺點(diǎn)比較
表2、電鍍鎳金與化學(xué)鎳鈀金優(yōu)缺點(diǎn)比較
而化學(xué)鎳鈀金制程則不須連接導線(xiàn)bar,并且具有良好之均勻性;在打線(xiàn)的過(guò)程中,化學(xué)鎳層為主要基地,故鎳層硬度對于打線(xiàn)支撐力、結合強度之拉力試驗將有影響性,而對于化學(xué)鎳鈀金制程中之鎳層,為磷含量6~9wt.%之合金,為求得最佳之打線(xiàn)信賴(lài)度,必須針對打線(xiàn)參數進(jìn)行調整。
化學(xué)鎳鈀金制程具良好膜厚均勻性
圖4、化學(xué)鎳鈀金制程具良好膜厚均勻性。