1、1,化鎳浸金 製程簡介,臺灣上村股份有限公司 技術(shù)部 周政銘,Electroless Nickel/ Immersion Gold,2,攜帶式電話 呼叫器 計(jì)算機(jī) 電子字典 電子記事本 記憶卡,筆記型PC 掌上型PC(PDA) 掌上型遊戲機(jī) PC介面卡 IC卡 IC封裝用載板,化鎳浸金板主要應(yīng)用,臺灣化鎳浸金板年產(chǎn)量,20002002 為臺灣 亞洲臺商 2002 為預(yù)估值,4,製 程 特 徵,1.在綠漆之後施行選擇性鍍鎳/金, 採掛籃式作業(yè), 無須通電. 2.單一表面處理即可滿足多種組裝須求. 具有可焊接、可接觸導(dǎo)通、可打線、 可散熱等功能. 3.板面平整、SMD焊墊平坦, 適合於密距窄墊的鍚

2、膏熔焊.,5,化鎳浸金板鍍層厚度須求,Ni/P 層 : 60 400 ” Au 層 : 1. For SMT Application 1 3 ” 2. For Wire Bonding Application 2.1Thermosonic Bonding- Au wire 5 20 ” 2.2 Ultrasonic Bonding- Au wire 1.2 5 ” Ultrasonic Bonding- Al wire 0 1 ”,化鎳浸金流程,7,主成份 (1) 有機(jī)酸或無機(jī)酸 (2) 界面活性劑 功能 (1) 去除銅面輕微氧化物及污物 (2) 降低液體表面張力,將吸附於銅面之空氣及 污物排

3、開,使藥液在其表面擴(kuò)張, 達(dá)潤溼效果 主反應(yīng) CuO + 2 H+ Cu + H2O 2Cu + 4 H+ + O2 2Cu2+ + 2H2O,酸性清潔劑 ACL-007,8,清潔作用機(jī)構(gòu),1. 受污物污染的物質(zhì)表面,2. 水的表面張力大, 濕潤性小, 沒有去污作用.,3. 清潔劑對污物及物質(zhì)之濕潤性及吸附性大, 結(jié)果減少了污物對物質(zhì)表面之附著力.,4. 清潔劑再進(jìn)一步溶化污物,將污物去除,固體表面的原子或分子因?yàn)槠湓觾r力或分子間力沒有飽合,故比內(nèi)部的原子或分子具有更大的能. 所以固體表面有吸附氣體或液體的能力. 液體與表面接觸時先將其所吸附的氣體趕走後始能吸附液體.此現(xiàn)象稱為濕潤(wett

4、ing).,9,微蝕,主成份 (1) 過硫酸鈉 (2) 硫酸 功能 (1) 去除銅面氧化物 (2) 銅面微粗化,使與化學(xué)鎳層 有良好的密著性 主反應(yīng) Na2S2O8 + H2O Na2SO4 + H2SO5 H2SO5 + H2O H2SO4 + H2O2 H2O2 + Cu CuO + H2O CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O,10,酸洗,主成份 - 硫酸 功能 - 去除微蝕後的銅面氧化物 主反應(yīng) CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O,11,預(yù)浸,主成份 : 硫酸 功能 (1) 維持活化槽中的酸度 (2) 使銅面在新鮮狀態(tài)(無氧化物)下, 進(jìn)入活化槽 主反應(yīng) CuO

5、+ H2SO4 CuSO4 + H2O,12,活化 KAT-450,主成份 (1) 硫酸鈀 或 氯化鈀(2) 硫酸 或 鹽酸 功能 在銅面置換(離子化趨勢 Cu Pd;溶液中離子的電位高於被鍍物的電位)上一層鈀, 以作為化學(xué)鎳 反應(yīng)之觸媒(作為氧化劑,使次磷酸根氧化). 陽極反應(yīng) Cu Cu2+ + 2 e - 陰極反應(yīng) Pd2+ + 2 e - Pd 全反應(yīng) Cu + Pd2+ Cu2+ + Pd,13,化學(xué)鎳 NPR-4,功能: 在活化後的銅面鍍上一層Ni/P合金, 作為阻絕金與銅之間 遷移（Migration）或擴(kuò)散（Diffusion）的障蔽層. 主成份 : (1) 硫酸鎳 - 提供鎳

6、離子. (2) 次磷酸二氫鈉 - 還原劑,使鎳離子還原為金屬鎳. (3) 錯合劑 - 形成鎳錯離子,防止氫氧化鎳及 亞磷酸鎳生成,增加浴安定性,緩衝pH變動. (4) pH 調(diào)整劑 - 維持適當(dāng)pH. (5) 安定劑 - 防止鎳在膠體粒子或其他微粒子上還原. (6) 添加劑 - 增加被鍍物表面的負(fù)電位, 使啟鍍 容易及增加還原效率.,14,Pd,Pd,Ni-P Grain 沉積,Cu,Pd2+,Cu,Cu,Cu2+,1. 活化,2. Ni/P 沉積,3. Ni/P 持續(xù)生長,Ni-P,15,鍍層表面形態(tài) & 鍍鎳時間,15min,0min,2min,7min,15min,30min,60min

7、,2 min,0min,15min,7 min,16,浸鍍金 TCL-61,主成份 (1) 金氰化鉀KAu(CN)2 (2) 有機(jī)酸 (3) 螯合劑 功能 (1) 提供Au(CN)2 錯離子來源,.在鎳面置換 (離子化趨勢 Ni Au)沉積出金層. (2)防止鎳表面產(chǎn)生鈍態(tài)並與溶出的Ni2+ 結(jié)合成錯離子. (3)抑制金屬污染物(減少游離態(tài)的Ni2+, Cu2+ 等). 陽極反應(yīng) Ni Ni2+ + 2 e- 陰極反應(yīng) Au(CN)2- + e- Au + 2 CN- Ni + (Au(CN)2)- Ni2+ + Au + 2 CN-,17,置換金反應(yīng),離子化趨勢 Ni Au,Ni,Ni Ni

8、2+ + 2e,Au(CN)2 + e Au + 2 CN ,Ni2+ + 螯合劑 Ni 錯離子,Ni/P,18,化鎳金檢驗(yàn)問題判定,19,金面紅斑,1)鎳厚度不足 2)薄金浸鍍時間過長 3)水洗水發(fā)霉 4)金藥液污染(Fe) 5)有機(jī)污染(綠漆溶出) 6)鎳鍍層不良 7)高溫疊板 8)Cu含量過高,20,滲鍍,1)活化液污染(尤其是Fe) 2)活化液老化 3)活化液溫度過高 4)活化後水洗不良 5)Ni槽補(bǔ)充異常 6)Ni 槽液溫太高 7)蝕刻未淨(jìng)(殘銅) 8)疊板 9)活化時間過長,21,金面粗糙,1)Cu面粗糙 2)Cu面過度氧化 3)Cu面不潔(綠漆或顯影液殘 留 4)Ni面粗糙6)Ni 錯合劑太低 5)Ni 鍍液中有不溶性顆粒 6)前處理不良 7)不溶性顆粒帶入Ni鍍液中 8)水質(zhì)不潔,22,金面色差,1)Ni槽補(bǔ)充異常 2)Cu面不潔 3)Ni槽金屬雜質(zhì)污染 4)綠漆溶入鍍液中 5)Ni槽活性太差 6)活化不良 7)水洗不良 8)水斑,23,局部露銅,1)Cu面污染 2)綠漆殘留,24,縮錫,1)Au面污染(指紋) 2)化鎳金後製程污染 3)Au面紅斑(Cu) 4)錫膏污染(Cu) 5)冷焊 6)鎳鍍層龜裂,25,露銅,1)電位差(