เมื่อ ENEPIG คือทางเลือกเดียวที่สมเหตุสมผลสำหรับการประกอบที่ใช้การพันด้วยทองและการบัดกรีแบบผสมผสาน

การออกแบบที่ผสมผสานการเชื่อมทองคำกับเทคโนโลยี surface-mount ครอบครองตำแหน่งกลางที่ไม่สบายในกระบวนการผลิต PCB การเชื่อมด้วยลวดต้องการพื้นผิวของโลหะที่บริสุทธิ์และอ่อนนุ่มสำหรับการเชื่อมเทอร์โมซอนิกหรืออัลตราโซนิคที่เชื่อถือได้ การบัดกรีต้องการพื้นผิวที่ส่งเสริมการเปียกและการก่อตัวของสารประกอบโลหะอิเล็กโทรนิกส์กับโลหะผสมที่มีแทนิน ลักษณะเหล่านี้ไม่สอดคล้องกัน ในระบบวัสดุส่วนใหญ่มันขัดแย้งกันอย่างพื้นฐาน

เป็นเวลาหลายปี วิศวกรต้องแก้ปัญหานี้ด้วยการประนีประนอม: ทองหนาเคลือบด้วยนิกเกิลในบางแผ่น, พื้นผิวที่แตกต่างกันสำหรับพื้นที่ต่าง ๆ, หรือการยอมรับประสิทธิภาพที่ลดลงในกระบวนการหนึ่งเพื่อให้สามารถใช้งานในอีกกระบวนการหนึ่ง แก้ไขแต่ละครั้งนำความซับซ้อน, ค่าใช้จ่าย หรือความเสี่ยงด้านความน่าเชื่อถือเข้ามา ENEPIG หรือ Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold ลบล้างการประนีประนอมโดยการตอบสนองทั้งสองกระบวนการบนพื้นผิวเดียวกัน มันทำได้ด้วยการใช้โครงสร้างวัสดุเฉพาะที่ใช้คุณสมบัติที่แตกต่างกันของแต่ละชั้น

นี่ไม่ใช่ทางเลือกง่าย ๆ ENEPIG มีความท้าทายของตัวเอง โดยเฉพาะความเสี่ยงของ "แผ่นดำ" ในระหว่างการชุบ และคำถามเรื่องสนิมนิกเกิล ใน PCBA Bester เรายังได้เห็นความล้มเหลวที่เกิดจากการควบคุมกระบวนการที่ไม่ดี และความน่าเชื่อถือที่ยอดเยี่ยมจากการทำให้ถูกต้อง พื้นผิวทำงานได้ดี แต่ต้องควบคุมกระบวนการชุบและพารามิเตอร์การประกอบอย่างแม่นยำที่สุด นี่คือสิ่งที่เกี่ยวข้องกับ ENEPIG ในชุดประกอบผสม—วิธีการทำงานและสิ่งที่ต้องทำเพื่อหลีกเลี่ยงโหมดล้มเหลวของมัน

ความขัดแย้งในพื้นผิวสำเร็จในชุดประกอบเทคโนโลยีผสม

การเชื่อมลวดคือกระบวนการสร้างการเชื่อมโลหะระหว่างลวดทองคำหรืออลูมิเนียมบาง ๆ กับแผ่นปิดผนึกโดยใช้ความร้อน ความกดดัน และพลังงานอัลตราโซนิค การเชื่อมเกิดจากการเปลี่ยนรูปกลไกและการกระจายตัวของอะตอมที่จุดเชื่อมต่อ เพื่อให้เกิดความน่าเชื่อถือ พื้นผิวของแผ่นปิดผนึกต้องบริสุทธิ์จากทางเคมี ปราศจากออกไซด์ และอ่อนพอที่จะเปลี่ยนรูปได้ภายใต้ความกดดันโดยไม่แตกร้าว ทองคำเป็นพื้นผิวที่สมบูรณ์แบบ มันไม่ออกไซด์ มีความอ่อนและเหมาะสมสำหรับการถ่ายเทพลังงานอย่างสม่ำเสมอในระหว่างการเชื่อมอัลตราโซนิค กระบวนการนี้เข้าใจดีและเป็นสิ่งสำคัญสำหรับโมดูล RF, อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟ และชุดประกอบผสมซึ่งต้องเชื่อมต่อชิปกับซับสเตรต

การบัดกรีทำงานบนหลักการที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง การเชื่อมบัดกรีไม่ใช่การเชื่อมต่อแบบกาว มันเป็นการเชื่อมโลหะแบบโลหะวิทยาโดยสร้างสารประกอบอิเล็กโทรนิคส์ที่จุดเชื่อมต่อระหว่างบัดกรีกับแผ่นปิดผนึก เมื่อบัดกรีที่มีแทนินของโลหะเหลวสัมผัสกับแผ่นทองแดง อนุภาคแทนินของทองคำและทองแดงจะแพร่กระจายซึ่งกันและกัน สร้างชั้นของ Cu₆Sn₅ และ Cu₃Sn สารประกอบอิเล็กโทรนิคส์เหล่านี้ คือ พฤติกรรมการเปียก — การแพร่กระจายของบัดกรีที่ละลายผ่านแผ่นปิดผนึก — ถูกควบคุมโดยพลังงานผิวของพื้นผิวและความสามารถของฟลักซ์ในการลดออกไซด์ พื้นผิวที่สามารถบัดกรีได้ต้องอนุญาตให้เกิดสารประกอบอิเล็กโทรนิคส์ได้อย่างรวดเร็ว ทนต่อการออกไซด์จนกว่าจะเข้าสู่เตา reflow และหลีกเลี่ยงการก่อตัวของเฟสที่เปราะซึ่งจะทำให้การเชื่อมต่อเสีย

ความขัดแย้งเกิดขึ้นเนื่องจากทองคำ แม้จะสมบูรณ์แบบสำหรับการเชื่อมต่อ แต่ก็เป็นภาระสำหรับการบัดกรีเมื่อความหนามากกว่า 0.5 ไมครเมตร ทองคำเกินขนาดจะละลายเข้าสู่บัดกรีในระหว่าง reflow และอาจสร้างสารประกอบทอง-แทนินที่เปราะ, AuSn₄ การเปราะนี้ทำให้การเชื่อมอ่อนแอลงและเป็นสาเหตุของรอยร้าวใต้แรงกดดันทางความร้อนหรือกลกลไก ในทางกลับกัน พื้นผิวที่เหมาะสำหรับการบัดกรีเช่น สีเงินในน้ำ, ทองในน้ำ, หรือสารป้องกันการเกิดสนิมแบบออร์แกนิก เป็นพื้นผิวที่แข็งเกินไป, เสียหายง่าย, หรือไม่เสถียรทางเคมีเพื่อรองรับการเชื่อมลวดที่เชื่อถือได้

นักออกแบบที่ทำงานบนชุดประกอบผสมต้องการพื้นผิวที่อนุญาตให้ลวดทองเชื่อมต่อด้วยความต้านทานต่ำและแรงดึงสูง พร้อมทั้งให้สารละลายบัดกรีสร้างรอยเชื่อมที่แข็งแรง พื้นผิวแบบชั้นเดียวมาตรฐานไม่สามารถทำทั้งสองอย่างได้ ENEPIG สามารถ

วิธีที่ ENEPIG แก้ไขความต้องการที่ไม่เข้ากันได้

ENEPIG เป็นการเคลือบพื้นผิวหลายชั้นประกอบด้วยชั้นโลหะที่แตกต่างกันสามชั้นซึ่งถูกวางซ้อนกันบนแผ่นทองแดง: นิกเกิลอิเล็กโทรเลส, พาลาเดียมอิเล็กโทรเลส, และทองคำชุบในน้ำ ม eachช นแต่ละชั้นมีหน้าที่เฉพาะตัว และประสิทธิภาพของเคลือบพื้นผิวขึ้นอยู่กับการควบคุมความหนาและส่วนประกอบของทั้งสามอย่างแม่นยำ

โครงสร้างชั้นและคุณสมบัติของวัสดุ

ฐานคือชั้นของนิกเกิลอิเล็กโทรลิสแบบไม่ใช้ไฟฟ้า ซึ่งโดยทั่วไปมีความหนา 3 ถึง 6 ไมโครเมตร ทำหน้าที่เป็นเกราะกันการแพร่กระจาย มันหยุดไม่ให้ทองแดงเคลื่อนตัวไปสู่ผิวและเกิดออกซิไดซ์ นิกเกิลนี้ไม่บริสุทธิ์ เป็นโลหะผสมที่มีฟอสฟอรัสประมาณ 6 ถึง 9 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ซึ่งถูกวางด้วยกระบวนการรีดิวชันเคมีอัตโนมัติ ความเข้มข้นของฟอสฟอรัสนี้ไม่สามารถต่อรองได้ ถ้าหนักเกินไป นิกเกิลจะกลายเป็นเปราะและเสี่ยงต่อการกัดกร่อนที่ทำให้เกิดแผ่นดำ ถ้าหนัดไป มันจะแตกหัก ทำลายความสมบูรณ์เชิงกลของการบัดกรี

ถัดไปคือกุญแจสำคัญของความสามารถสองทางของ ENEPIG: ชั้นทองบางประมาณ 0.05 ถึง 0.15 ไมโครเมตร ถึงแม้ว่าจะบาง แต่บทบาทของมันมีความสำคัญอย่างมาก ในฐานะโลหะมีค่า พาลาเดียมต้านทานการออกซิไดซ์และการเกิดคราบ และสร้างอิลเมนทัลลิคที่เชื่อถือได้อย่าง Pd₂Sn และ PdSn กับตะกั่วที่เป็นสนิมเพื่อความเหนียวแน่นในโลหะในช่วงการชุบทองในรอบ reflow ชั้นพาลาเดียมนี้ละลายเข้าไปในส่วนประกอบบัดกรี ทำให้เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างอิลเมนทัลลิค และคุ้มกันไม่ให้ทองแดงด้านล่างออกซิไดซ์ ซึ่งทำให้พื้นผิวเสร็จสิ้นมีอายุการใช้งานนานกว่าการใช้เทคโนโลยีที่มีเพียงนิกเกิลหรือระบบนิกเกิล-ทอง

พื้นผิวสุดท้ายคือชั้นทองเคลือบโลหะบางพิเศษประมาณ 0.03 ถึง 0.08 ไมโครเมตร หน้าที่หลักคือปกป้องพาลาเดียมจากการออกซิไดซ์และการปนเปื้อนในระหว่างการเก็บรักษาและการจัดการ ชั้นทองนี้บางพอที่จะละลายอย่างรวดเร็วและปลอดภัยเข้าไปในบัดกรีในระหว่างรอบ reflow ทำให้สามารถสร้างการเชื่อมต่อกับพาลาเดียมได้เป็นหลัก สำหรับการเชื่อมลวด แต่น้ำทองบางนี้ช่วยลดคุณสมบัติการเชื่อม ของหน่วยงานอัลตราโซนิกเพื่อให้ได้การเชื่อมต่อโลหะที่แข็งแรงระหว่างลวดและแพด

ทำไม Palladium จึงรองรับความเข้ากันได้แบบคู่

แพลเลเดียมคือแกนหลัก มันแก้ปัญหาความต้องการที่ขัดแย้งกันของการบัดกรีและการเชื่อมต่อสายไฟ

สำหรับการบัดกรี มันทำหน้าที่เป็นพื้นผิวที่สามารถชุบได้อย่างดี ไม่ง่ายต่อการเกิดออกซิไดซ์ จึงสามารถมุ่งเน้นในการล้างสารปนเปื้อนน้อยกว่าเคลือบอะไหล่ด้วยสนิมหนัก เทคโนโลยีอิลเมนทัลลิคที่มันสร้างร่วมกับตะกั่วมีความเสถียรและแข็งแรงทางกล เนื่องจากชั้นพาลาเดียมบางและละลายเข้าไปในบัดกรี ทำให้หลีกเลี่ยงปัญหาเปราะหักซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ทองคำที่หนากว่าซึ่งเป็นเทคโนโลยีในรูปลักษณ์อื่น

สำหรับการเชื่อมลวด ชั้นพาลาเดียมถือเป็นโปร่งใสโดยแท้ การเชื่อมเกิดขึ้นบนพื้นผิวทองเคลือบโลหะ และพลังงานอัลตราโซนิกก็ผ่านทองและพาลาเดียมได้โดยไม่ขัดขวาง พาลาเดียมไม่ได้ขัดขวางการเชื่อม; แต่ความแข็งแรงสัมพัทธ์ของมันสามารถปรับปรุงความทนทานต่อแรงดึงได้ด้วยการให้พื้นผิวรองรับที่มั่นคง ผลลัพธ์คือการเคลือบเพียงหนึ่งเดียวที่การเชื่อมบัดกรีและการเชื่อมลวดสามารถทำได้เต็มประสิทธิภาพ โดยไม่มีการชะลอ

ทำไมทางเลือกทั่วไปล้มเหลวในการทดสอบการประกอบแบบผสม

ความเข้าใจว่าทำไม ENEPIG จึงจำเป็นต้องพิจารณาถึงเหตุผลว่าทำไมการเคลือบผิวที่พบได้บ่อยกว่าจึงไม่เพียงพอในงานที่มีความต้องการสูง แต่ละทางเลือกล้มเหลวในการตอบสนองหนึ่งในสองข้อกำหนดหลัก

ENIG และปัญหาในการเชื่อมต่อ

เป็นเวลาหลายปีที่เคลือบผิวของทองเคลือบนิกเกิลอิเล็กโทรลิส (ENIG) เป็นพื้นผิวเริ่มต้นสำหรับการใช้งานที่ต้องความเชื่อถือสูง มันใช้นิกเกิลกันความแพร่กระจายแบบเดียวกับ ENEPIG แต่มีการเคลือบด้วยชั้นทองเคลือบโลหะบางกว่ามักอยู่ที่ 0.05 ถึง 0.15 ไมโครเมตรหรือมากกว่านั้น ถึงแม้ว่าพื้นผิวนี้จะยอดเยี่ยมสำหรับการเชื่อมลวด แต่ก็สร้างปัญหาอย่างร้ายแรงสำหรับการบัดกรี

ทองเคลือบโลหะหนาขึ้นจะละลายเข้าไปในบัดกรีในระหว่างรอบ reflow หากความเข้มข้นของทองสูงเกินไป จะเกิดอิลเมนทัลลิค AuSn₄ ที่แตกหักง่าย compounds เหล่านี้อาจแตกร้าวภายใต้รอบความร้อนหรือความเครียดเชิงกล ทำให้บัดกรีมีอายุการใช้งานสั้นลงและเสี่ยงต่อความล้มเหลวของสนาม ขณะนักออกแบบบางคนพยายามควบคุมความหนาทองของ ENIG เพื่อให้ต่ำกว่าข้อมูลการแตกหักซึ่งอาจนำไปสู่ความเสี่ยงของความล้มเหลวของบัดกรีที่สนามโชค เทคโนโลยีนี้ยังมีความเสี่ยงเดียวกันกับ pad สีดำ เช่นเดียวกับ ENEPIG แต่ไม่ได้ให้ข้อดีใดๆ ในด้านการทำงานของการบัดกรี สำหรับแผงเชื่อมต่อผสม มันเพียงแต่สับเปลี่ยนหนึ่งปัญหาเป็นอีกหนึ่ง

เงินชุบจุ่มและดีบุก: ไม่เหมาะสำหรับการเชื่อมสาย

เงินชุบจุ่ม (ImAg) และดีบุกชุบจุ่ม (ImSn) เป็นเคลือบที่ไม่ใช่โลหะที่นิยมใช้กันทั่วไป ซึ่งปรับให้เหมาะสมกับการบัดกรี ImAg ให้ความสามารถในการเปียกที่ดีและสร้างโลหะผสม Cu-Sn ที่แข็งแรงโดยตรงที่อินเทอร์เฟซทองแดง ImSn เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าที่ก็สร้างการเชื่อมต่อบัดกรีที่เชื่อถือได้เช่นกัน

ทั้งคู่ไม่เหมาะสำหรับการเชื่อมสาย เงินจะหมองในสภาพที่มีซัลเฟอร์ ซึ่งพบได้บ่อยในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมหลายแห่ง และชั้นหมองนี้จะขัดขวางการสัมผัสระหว่างโลหะซึ่งจำเป็นสำหรับการเชื่อมต่อ ดีบุกชุบจุ่มนั้นแข็งกว่าทองคำและสร้างชั้นออกไซด์ธรรมชาติที่รบกวนกระบวนการเชื่อม ต่อให้ร้ายแรงขึ้น ดีบุกมีแนวโน้มที่จะเกิดเส้นใยแวววาวบาง ๆ ซึ่งเติบโตและทำให้ไฟฟ้าขัดข้อง ซึ่งเป็นอุปสรรคสำหรับงานที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูง

การเคลือบสารป้องกันการบัดกรีออร์แกนิก (OSP) ซึ่งเป็นชั้นบางของฟลักซ์ออร์แกนิก ไม่มีพื้นผิวสำหรับการเชื่อมเลย แต่ละเคลือบแบบชั้นเดียวเหล่านี้จะปรับแต่งสำหรับกระบวนการหนึ่งโดยเสียอีกกระบวนการหนึ่ง ENEPIG ถูกออกแบบมาเพื่อลดข้อแลกเปลี่ยนนี้

แผ่นดำ: ความเสี่ยงและการป้องกัน

ความเสี่ยงที่สำคัญที่สุดของ ENEPIG คือแผ่นดำ ซึ่งเป็นวิธีการล้มเหลวที่การยึดเกาะระหว่างชั้นนิเกิลกับทองคำอ่อนแอหรือไม่มีเลย ซึ่งนำไปสู่การล้มเหลวของข้อต่อบัดกรี ชื่อมาจากลักษณะสีดำคล้ำของพื้นผิวไนกเกิลหลังจากที่ทองถูกดึงออกจากกัน นี่ไม่ใช่ปัญหาในทางทฤษฎี; มันทำให้เกิดความล้มเหลวอย่างรุนแรงในสนามและยังคงเป็นความท้าทายหลักในการควบคุมกระบวนการสำหรับช่างเคลือบ ENEPIG

กลไกของความล้มเหลว


แผ่นดำเกิดขึ้นในช่วงขั้นตอนการชุบด้วยทองคำแบบจุ่ม นี่คือกระบวนการเปลี่ยนแทนไฟฟ้า: พื้นผิวเนื้อทองแดงของแผ่นจุ่มในสารละลายเกลือทอง ซึ่งไอออนทองจะสะสมบนเนื้อทองแดงในขณะที่อะตอมของเนื้อทองแดงถูกออกซิไดซ์และละลายเข้าไปในสารละลาย การแลกเปลี่ยนนี้เป็นเรื่องปกติ

ปัญหาเริ่มเมื่อเนื้อทองแดงเป็นสนิมเกินไป หากเนื้อทองแดงมีปริมาณฟอสฟอรัสสูง (มากกว่า 10-11%) หรือของสารละลายชุบด้วยทองคำมีความรุนแรงเกินไปจากอุณหภูมิที่สูง ค่าความเป็นกรดต่ำ หรือต่ำกว่า pH ถึงแม้ว่าเนื้อทองแดงจะสะสมตัวเป็นสนิมมากกว่าการสะสมทอง การเชื่อมต่อจะดูดีแต่ไม่มีความแข็งแรงทางกล และอาจล้มเหลวได้ภายใต้แรงกดดันต่ำ

การควบคุมกระบวนการที่ไม่สามารถต่อรองได้

การป้องกันไม่ให้แผ่นดำเกิดขึ้นคือการควบคุมกระบวนการอย่างเข้มงวด สามตัวแปรสำคัญคือปริมาณฟอสฟอรัสในเนื้อทองแดง เคมีของสารละลายทอง และคุณภาพของชั้นแพลเลเดียม

ประการแรก ปริมาณฟอสฟอรัสในเนื้อทองแดงต้องรักษาไว้ระหว่าง 6 ถึง 9 เปอร์เซ็นต์ หากต่ำกว่านี้ เนื้อทองแดงจะไม่สม่ำเสมอ หากสูงกว่านี้ เนื้อทองแดงจะมีความไวต่อปฏิกิริยาและเสี่ยงต่อการเกิดสนิมในสารละลายทอง การควบคุมและตรวจสอบสารละลายเนื้อทองแดงให้เป็นไปอย่างต่อเนื่อง รวมถึงความเข้มข้นของไอออนทอง ตัวทำละลายลด และสารคงตัว

ประการที่สอง สารละลายชุบด้วยทองคำต้องทำงานเพื่อช่วยลดการโจมตีของเนื้อทองแดง ซึ่งหมายถึงการควบคุม pH (4.5 ถึง 5.5) ให้ต่ำ ความเข้มข้นของไอออนทองต่ำ และรักษาอุณหภูมิของสารละลายให้อยู่ต่ำกว่า 70°C สูตรทองคำสมัยใหม่ รวมถึงสารยับยั้งการกัดกร่อนที่มีไว้โดยเฉพาะเพื่อป้องกันเนื้อทองแดง และการใช้งานเป็นสิ่งจำเป็น

ประการที่สาม ชั้นแพลเลเดียมต้องแน่นหนาและสม่ำเสมอ มันทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกัน ลดการสัมผัสของเนื้อทองแดงกับสารละลายทองคำ หากแพลเลเดียมเป็นรูพรุนหรือไม่สมบูรณ์ สารละลายทองคำอาจผ่านเข้าไปและทำให้เกิดสนิมในตำแหน่งเฉพาะ สุดท้าย เนื่องจาก ENEPIG ใช้ชั้นทองคำบางมาก เวลาจุ่มจะน้อย ซึ่งโดยธรรมชาติลดโอกาสที่เนื้อทองแดงจะถูกโจมตีเมื่อเทียบกับการเคลือบ ENIG ที่หนากว่า

การควบคุมเหล่านี้ไม่ใช่ตัวเลือก ร้านชุบที่ไม่สามารถแสดงให้เห็นว่าควบคุมตัวแปรเหล่านี้อย่างต่อเนื่องไม่ควรผลิตบอร์ด ENEPIG สำหรับเราใน PCBA เราต้องการหลักฐานความสามารถของกระบวนการจากซัพพลายเออร์ รวมถึงการวิเคราะห์ชิ้นส่วนย่อยและข้อมูลทดสอบการเกาะติด แผ่นดำสามารถป้องกันได้ แต่การป้องกันต้องใช้วินัย

สนิมของนิกเกิล: ความกังวลที่สามารถจัดการได้

ข้อกังวลรองเกี่ยวกับ ENEPIG คือความเสี่ยงของการกัดกร่อนแบบกัลวานิกในระหว่างการใช้งานระหว่างชั้นเนื้อทองแดงและทองคำ เนื่องจากทองคำมีคุณสมบัติทางเคมีที่เหนือกว่าทองคำอย่างมาก ทฤษฎีแนะนำว่าในสภาพแวดล้อมที่เป็นตัวนำไฟฟ้า เนื้อทองแดงอาจเกิดสนิมได้หากถูกเปิดเผย นี่เป็นเหตุผลที่บางคนลังเลที่จะนำ ENEPIG ไปใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

แม้จะไม่ได้รับการพิสูจน์ชัดเจน แต่หลักฐานในสนามแสดงให้เห็นว่าความกังวลนี้ถูกประเมินค่าสูงเกินไปในชุดประกอบที่ผลิตได้ดี ชั้นแพลเลเดียมเป็นองค์ประกอบป้องกันสำคัญ มันแยกเนื้อทองแดงออกจากสัมผัสโดยตรงกับทองคำ ลดการเกิดกัลวานิก คาบเวลาจัดงานบัดจะทำให้แพลเลเดียมละลายเข้าสู่การเชื่อมต่อและเนื้อทองแดงจะถูกปิดผนึกอยู่ใต้โครงสร้างโลหะผสมที่มั่นคง ซึ่งไม่ได้ถูกสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม

ศึกษาความน่าเชื่อถือระยะยาวของ ENEPIG ในงานอุตสาหกรรมยานยนต์ โทรคมนาคม และอุตสาหกรรม แสดงอัตราการล้มเหลวที่เทียบเท่าหรือดีกว่าการเคลือบคุณภาพสูงอื่น ๆ การล้มเหลวที่อ้างถึงสนิมเนื้อทองแดงเป็นเรื่องหายาก และเกือบเสมอที่พบว่าเป็นผลมาจากข้อผิดพลาดด้านออกแบบ เช่น เนื้อทองแดงที่เปิดเผยบริเวณขอบบอร์ดเนื่องจากการป้องกันการเชื่อมต่อที่ไม่ดี หรือการปนเปื้อนจากคราบฟลักซ์ ไม่ใช่จากการเคลือบเอง

แนวทางการออกแบบมาตรฐานสามารถลดความเสี่ยงที่มีอยู่แล้วนี้ได้ การเคลือบป้องกันความชื้นช่วยเป็นเกราะ และการออกแบบแผ่นปิดบังอย่างเหมาะสมจะไม่ทำให้เนื้อทองแดงเปิดเผย เมื่อมีการควบคุมกระบวนการและปฏิบัติตามกฎการออกแบบพื้นฐาน ENEPIG ก็ให้ความน่าเชื่อถือที่แข็งแรงในระยะยาว

รับประกันการเชื่อมที่เชื่อถือได้ด้วย ENEPIG

แม้จะออกแบบให้ใช้งานได้ทั้งสองแบบ ประสิทธิภาพการเชื่อมต่อของ ENEPIG ยังขึ้นอยู่กับกระบวนการประกอบที่ควบคุมอย่างดี ชั้นเคลือบเป็นแบบยืดหยุ่น แต่การปรับปรุงให้ดีที่สุดจะช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอและมีอัตราสูง

วัสดุและเคมีของแป้งบัดและฟลักซ์

ENEPIG เข้ากันได้ดีกับอัลลอยท์เรซินบัดด์ประเภททอง-เงิน-ทองแดง (SAC) ที่เป็นปราศจากตะกั่ว เช่น SAC305 ชั้นฟอล์กและเฟสโลหะที่เกิดขึ้น จะแบบ Pd₂Sn และ PdSn ซึ่งเสถียรและให้ความแข็งแรงเชิงกลและประสิทธิภาพในการทนความร้อนดีเยี่ยม

เนื่องจากพื้นผิว ENEPIG มีความต้านทานการออกซิเดชันสูง จึงไม่จำเป็นต้องใช้ฟลักซ์ที่รุนแรง ฟลักซ์แบบไม่ต้องล้างซึ่งมีกิจกรรมปานกลาง (ROL1 หรือคล้ายกัน) มักเพียงพอแล้ว ฟลักซ์ที่รุนแรงขึ้นสามารถใช้ได้ แต่อาจต้องทำความสะอาดหลังการรีโฟลว์เพื่อกำจัดคราบสารกัดกร่อน

โปรไฟล์รีโฟลว์และอายุการเก็บรักษา

โปรไฟล์รีโฟลว์ปราศจากตะกั่วมาตรฐานทำงานได้ดีร่วมกับ ENEPIG โดยมีอุณหภูมิสูงสุดที่ 240-250°C และเวลาที่อยู่เหนือของเหลวประมาณ 60-90 วินาที ระหว่างการรีโฟลว์ ชั้นทองคำและแพลเลเดียมบางส่วนจะละลายเข้าไปในบัดด์อย่างสมบูรณ์ และจุดเชื่อมจะก่อตัวโดยเฉพาะที่อินเทอร์เฟซนิเกิล เนื่องจากความหนาของทองคำทั้งสิ้นมีค่าน้อย ความเสี่ยงของการแตกตัวของทองคำซึ่งเป็นปัญหาของ ENIG จึงถูกกำจัด

อายุการเก็บรักษาของบอร์ดที่เสร็จด้วย ENEPIG นั้นยอดเยี่ยม ชั้นทองคำและแพลเลเดียมจะปกป้องนิเกิลที่อยู่ข้างล่างจากการออกซิเดชัน ทำให้สามารถเก็บในสภาพที่ควบคุมได้ 12 เดือนขึ้นไปโดยไม่เสียคุณสมบัติการบัดด์ ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือเงินหรือดีบุกแบบจุ่ม ซึ่งมีแนวโน้มเปลี่ยนสีง่ายกว่า

สำหรับการออกแบบที่ต้องการทั้งการบัดด์สาย และการบัดส์ SMT ENEPIG ไม่ใช่เพียงตัวเลือกที่เหมาะสม แต่เป็นเทคนิคหลักเดียวที่ให้ประสิทธิภาพเต็มที่ทั้งสองกระบวนการโดยไม่ต้องประนีประนอม