化镍浸金焊接黑垫之探究与改善（12页）

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1、化银浸金焊接黑垫之探究与改善一、化鎳浸金流行的原因各種精密元件組裝的多層板類，為了焊墊的平坦、焊錫性改善，焊點強度與後續可靠度更有把握起見，業界約在十餘年前即於銅面逐漸採用化鎳浸金(ElectrolessNickelandImmersionGold;EN/TG)之鍍層，作為各種SMT焊墊的可焊表面處理(SoldcrablcFinishing)o此等量產板類有：筆記型電腦Z主機板與通訊卡板，行動電話手機板，個人數位助理(PDA)板，數位相機主板與卡板，與攝錄影機等高難度板類，以及電腦週邊用途的齐種卡板(Card,是指小型電路板而言)等。據IPC的TMRC調查指出ENIG在1996年只占PCB表

2、面處理的2%,但到了2000年時卻已成長到了14%了。以台灣量產經驗而言，10001Z化鎳大槽中，單位操作量(LoadingFactor)已達1.5ft2/gal(360cm2/L),工作忙碌時兩三天就需耍換槽。ENTG之所以在此等困難板類人受上下游歡迎的原因，經過深入瞭解後計有下面四點：圖1•此為Errison著名手機T-28之HDI六層板(1+4+1),線寬3mil雷射盲孔5ndl,其基頻區共裝了一顆mini-BGA及4顆CSP,其ViainPad之墊徑僅12mil左右，是1999被Prismark推崇的明星機種。初上市時售價台幣兩萬六，由於競爭激烈及電磁波太強，2001年已跌價到了99

3、9元，災情之慘重豈僅是唏噓慨嘆而已。1.1表面平坦好卬好焊，小型承墊獨領風騷當板面SMT的細長方形、或圓形、或方形之焊墊越來越多、越密、越小時，熔錫與噴錫處理墊面之高低不平，造成錫膏印刷不易與零件踩腳困難，進而造成熱風或熱氮氣熔焊(Relow)品質的劣化。此與十餘年前盛行的通孔波焊，或後來墊面還夠人時的錫膏熔焊等皆人異其趣。彼時之墊面噴錫處理，無論在焊錫(Solderablity)或焊點強度(JointStrength)方面,均非其他可焊處理之所能望其項背。良好的ENIG平均可耐到3次的高湍焊接，冃前也是浸銀或浸錫處理所無法相提並論的。融践駕®■用阍馳辰也阿圖2.由於微小球墊上ENIGZ焊接

4、不太可靠，加以黑墊又常發生，逼得組裝者對該等難纏的CSP微墊只好改採OSP皮膜，板價不斷下降，做法反倒更難，如此HDI高科技有何榮輝可言？其至業者還將Z改成SuperSolder先上锌料，更是大材小用其心良苦然而如今手機板上所裝的多顆mini-BGA或CSP,其衆多微墊之焊接，不但讓元件商與組裝者心驚膽跳，PCB業者更是草木皆兵聞退變色（品質不佳退貨賠償）。目前手機板上一般行情的CSP（此晶片級封裝品係指墊距Pitch在0.8mm以KZBGA）,其圓型承墊ZPitch僅30mil,而墊徑更只有14m订而已而且小型QFP長方焊墊的墊寬更已窄到了只有8m订，如此狹小墊而上所印的精密錫膏，如何能容

5、忍先前噴錫的高低不平？均勻平坦的可焊處理層，當然不是只有ENIG而已，曾經量產者尚自OSP有機保焊處理，浸錫處理（ImmersionTin；最近已出現量產之規模，後效如何尚待觀察），化鎳浸耙金處理，其至化學浸錫或化學錫鉛等處理。其中除了OSP夕卜，其他多半由於製程不穏或後患太多而無法成其氣0爲實務上當然根本不是化鎳浸金的對手。且OSP的耐久性與抗污性又不如化媒浸金，而免洗錫膏中活性英弱的助焊劑，是否在焊前瞬間能及時除去0SPZ老化皮膜，而能順利沾錫焊妥者亦大有問題。ffo圖3.左為三四年前赫赫有名電腦心臟CPU,其FC式P-3封裝載板腹底植針焊接Z基墊情赅屮為較後版本的P-3載板腹面已完成植

6、針與18顆解耦合電容器SMT焊接Z畫面。右為功能更強面積更小的P-4,其尚未植針與焊接電容的腹面。注意，此等FC載板之覆晶正背面中央，小小立錐之地竞然擠進400-1000顆的铝錫凸塊，做為大號晶片的顛覆焊緊作用。於是雙面ENIGZ皮膜，共經止面卬膏與熔成凸塊，下游客戶的覆晶焊接，及腹面焊接植針與電容器的貼焊等；至少須經三次以上的高溫考驗。任何毫丿里疏失所造成的恐怖後果，絕不是割地賠款所能善罷甘休的。當然其ENTG動則棄槽之嚴酷管理，也只有這種單價5-9美元的量產載板才能玩得下去。此低單價高階品的量產，早已不是養尊處優吃香喝辣的老外們所能染指，吃苦耐勞的台灣人，才止是價廉物美電腦普及的幕後功臣

7、。除了上述的一般焊接外，ENIGZ墊面當然也可做為FC封裝板的球腳Z植球基地，或錫膏成半球後的凸塊（Bump）承墊。1.2墊面之接觸導通一向優異別無分號手機板除需零件焊接外，有些墊面還要執行扌恩鍵導通，黃金不牛鋪正是ContactConnection的最佳候選。手機板的此種扌恩鍵（KeyPad）做法，與LCD-TFT模組板上的ACF壓著墊等不管是直接佈局在主板上或是另採極薄的雙面硬板或軟板Z搭配主板，其觸墊表