镍钯金工艺介绍及其优点

ENIPIG工艺介绍及其优点ENIPIG-Anadvancedsurfacefinish黄辉祥陈润伟(广东东硕科技有限公司，广州，510288)HuangHui-xiang，ChenRun-wei(GUANGDONGTonesetScience&Technologyco.,LTD,Guanzhou,510288)摘要：本文介绍了ENIPIG的工艺流程，与其他最终表面处理相对比，阐述了其优点。并通过试验测试，进一步说明了ENIPIG的钯层能有效防止金和镍相互迁移，高温后仍具有良好的邦定和焊锡性能，能耐多次回流焊。Abstract：关键词：镍钯金、ENIPIG、邦定、黑镍Keywords:Ni/Pd/Au、ENIPIG、Bonding、blackpad0、前言电子产品趋向于厚度薄、体积细小、重量轻，同时包含更多功能和高速的运行速度。因此，电子封装工业便发展出多样化及先进的封装技术及方法，使之能在同一块线路版上增加集成电路(IC)的密度，数量及种类。增加封装及连接密度推动封装方法从通孔技术(THT)到面装配技术（SMT）的演化，它导致了更进一步的应用打线接合的方法(Wirebonding)。缩小了的连接线间距和应用芯片尺寸封装技术(CSP)，使得装置的密度增大。目前的化银、化锡、OSP和化镍金等均无法满足无铅组装工艺的所有需求。本文章介绍了一种适用于集成电路的ENIPIG工艺及其优点，并进行了邦定、可焊性等测试。1、ENIPIG工艺介绍及其优点1.1表面处理的比较ENIPIG在镍层和金层之间沉上一层钯，能防止镍和金之间的相互迁移，不会出现黑pad.具有打线接合能力，焊点可靠度好，能耐多次回流焊和有优良耐储时间等，能够对应和满足多种不同组装的要求.下表是不同表面处理的性能比较：项目OSP化锡化银ENIGENIPIG热超声焊---++超声楔焊----+导电性--+++可靠性++++++润湿平衡+++++平整性+++++坚固性++-+++++多次回流焊++++++耐储时间+-+++++1.2ENIPIG的优点n金镀层很薄即可打金线,也能打铝线；n钯层把镍层和金层隔开，能防止金和镍之间的相互迁移；不会出现黑镍现象；n提高了高温老化和高度潮湿后的可焊性,可焊性优良，高温老化后的可焊性同样很好；n成本很低，金厚为0.03~0.04um，钯厚平均约0.025~0.03um；n钯层厚度薄，而且很均匀；n镍层是无铅的；n能与现有的设备配套使用；n镀层与锡膏的兼容性很好。1.3ENIPIG工艺流程除油微蚀预浸活化后浸沉镍浸钯浸金1.4测试结果1.4.1邦定测试邦定设备:Hughes2460II测试设备:DagesSeries4000打金线：K&SMod.4129,焊线压力:5cN键合时间:5sec拉力约30cN未老化/老化后打金线序号镍厚是否沉钯金厚（um)老化温度(150℃)邦定测试(断开率)15no0.06-025no0.061h035no0.064h20%45yes0.05-055Yes0.051h065Yes0.054h0经过高温老化（155℃/4小时）后进行邦定测试：经过高温老化（155℃/20小时）后进行邦定测试：1.4.2可焊性测试设备:MetronelecMeniscoST60;焊料:BalverZinnTypSn100C(99,4%锡,0,5%铜,0,1%镍)焊接温度：265°C流程高温老化焊料零交时间（秒）ENIG没有高温老化Kolophonium0.67ENIG老化155℃/4hKolophonium1.93ENIG没有高温老化Actiec20.33ENIG老化155℃/4hActiec21.47ENIPIG没有高温老化Kolophonium0.77ENIPIG老化155℃/4hKolophonium1.69ENIPIG没有高温老化Actiec20.34ENIPIG老化155℃/4hActiec20.98高温老化后，ENIPIG的润湿性比ENIG好.高温老化(4hours/155℃)前后可焊性比较：ENIG没有经过高温老化ENIG经过高温老化(4hours/155℃)ENIPIG没有经过高温老化ENIPIG经过高温老化(4hours/155℃)1.4.3钯层防止金和镍相互迁移的有效性设备：SERA-Methode取经过不同老化时间的ENIPIG测试板，用SERA方法进行测试钯层能有效防止镍层和金层之间的离子迁移。1.4.4回流焊测试回流温度曲线多次回流焊后的推力测试结果，经过5次回流焊后仍保持良好的邦定性能所有的失效模式都是焊料中间断裂：2、结论ENIPIG主要具有以下优点：2.1有优良的打金线结合性；2.2能防止金和镍之间的相互迁移，不会出现黑镍现象；2.3能抵挡多次无铅再流焊循环2.4高温老化后仍保持良好的焊锡可靠性参考文献：[1][2]Palladiumasdiffusionbarrier-awanytoamultifunctionalprintedcircuitboardfinish[3]