Wykrywanie i przyczyny powstawania defektu "black pad" w powłoce ochronnej ENIG

• Autorzy: Klej T. , Ostaszewski D.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2018.12.13

Warianty tytułu

EN

Detection and causes of the "black pad" defect formation in ENIG surface finish

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zabezpieczenie pól lutowniczych jest istotnym etapem procesu technologicznego produkcji obwodów drukowanych (PCB). Wytworzone PCB muszą zachować swoje właściwości w trakcie składowania przez czas określony normą IPC-4552. Rosnące wymagania w zakresie produkcji obwodów drukowanych skłaniają konstruktorów do zabezpieczania pól lutowniczych z wykorzystaniem powłoki ENIG (Electroless Nickel / Immersion Gold). Przygotowanie powierzchni i przeprowadzenie procesu niklowania decydują o właściwościach wytworzonej powłoki ENIG. Brak właściwej kontroli nad procesem niklowania bezprądowego prowadzi do wytworzenia powłoki, która wpływa na obniżenie wytrzymałości złącz lutowanych. Główną przyczyną obniżonej lutowności pól jest wystąpienie defektu określanego w literaturze jako "black pad". W pracy przedstawiono wpływ odchyleń w składzie kąpieli do niklowania bezprądowego na możliwość wystąpienia defektu "black pad" oraz przeprowadzono analizę składu i morfologii powierzchni zdefektowanych powłok.

EN

One of the most important stages of producing printed circuit boards is protecting solderable pads. Manufactured PCBs must keep their properties during storage according to IPC-4552. Growing requirements for the production of printed circuit boards leads designers to choose ENIG (Electroless Nickel/Immersion Gold) as a final finish. Surface preparation and nickel process are crucial for determining of surface properties. Lack of proper control over electroless nickel bath leads to nickel layer, that leads to lower durability of solder joints. The main cause of lower solderability is appearance of defect known as "black pad". The work shows influence of deviations in nickel bath parameters on possibility of occurrence of "black pad" defect. The surface composition and morphology were also tested.

Słowa kluczowe

PL

powłoki ochronne; niklowanie bezprądowe; black pad

EN

surface finish; electroless nickel; black pad

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 59, nr 12
• Strony: 58--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Klej T.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny w Warszawie

autor

Ostaszewski D.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny w Warszawie

Bibliografia

• [1] Dyrektywa 2002/95/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 27 stycznia 2003 roku w sprawie ograniczenia stosowania niektórych niebezpiecznych substancji w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym (Dz. urz. uE L 37 z 13.02.2003, str. 127).
• [2] Parkinson R., Properties and applications of electroless nickel, Nickel Development Institute, pp. 1-37.
• [3] Henry J.R., Electroless (Autocatalytic) Plating, Wear Cote International, Rock Island, III, p. 426.
• [4] Sotskaya N.V. et al., Catalytic Activity of Nickel Alloys in Anodic Oxidation of the Hypophosphite Ion as a Function of Their Composition, Russian Journal of Electrochemistry, Vol. 41, No. 8 (2005) pp. 866-873.
• [5] Baskaran I., Effect of accelerators and stabilizers on the formation and characteristics of electroless Ni-P deposits, Materials Chemistry and Physics Vol. 99 (2006) pp. 117-126.
• [6] IPC-4552 Specification for Electroless Nickel/Immersion Gold (ENIG) Plating for Printed Circuit Boards, October 2002.
• [7] NACE Publication 6A287 (Revision).
• [8] Lamprecht S. and Backus P., High Phosphorus ENIG - highest resistance against corrosive environment, Atotech Deutschland GmbH (Berlin).
• [9] Zeng K. et al., The Root Cause of Black Pad Failure of Solder Joints with Electroless Ni / Immersion Gold Plating, JOM (2006) pp. 75-79.
• [10] Krammer O., The Effect of Lead Free Soldering on Formation of Black Pad Failure, 28th Int. Spring Seminar on Electronics Technology, IEEE (2005) pp. 177-181.
• [11] Xiong Z.P. et al., Eutectic Sn/Pb Solder Bump Cracking Issue of Large-die Flip Chip Ball Grid Array (FCBGA) Package with Electroless Ni/Immersion Au (ENIG) Build-up Substrate, 2006 Electronics Packaging Technology Conference, IEEE (2006) pp. 196-202.
• [12] Tsung-hsing C., Review on the Ball Drop-off Mechanisms of Lead-free Ball Grid Array Package, IEEE (2008) pp. 177-180.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).