半导体元器件封装技术
半导体器件封装技术

半导体器件封装技术半导体器件封装技术是指将裸露的半导体芯片封装在适当的封装材料中,以保护芯片不受外界环境的影响,并提供适当的电气和机械连接接口,以便于与其他电路元件进行连接和集成。
封装技术在半导体器件制造中扮演着至关重要的角色,它不仅直接影响着设备的性能和可靠性,而且对于整个电子行业的发展也具有重要意义。
半导体器件封装技术能够提供良好的电气连接。
芯片封装后,通过引脚与外部电路进行连接。
这些引脚需要具有良好的导电性和可靠的连接性,以确保信号的正常传输和电流的稳定传输。
常见的半导体器件封装技术包括直插式封装(DIP)、表面贴装封装(SMT)以及无引脚封装(WLP)等。
这些封装技术通过适当的引脚设计和接触材料的选择,实现了与外部电路的可靠连接。
半导体器件封装技术能够提供良好的机械保护。
半导体芯片通常非常脆弱,容易受到外界环境的影响而损坏。
封装技术通过将芯片封装在坚固的封装材料中,如塑料、陶瓷或金属等,能够提供良好的机械保护,防止芯片受到机械应力、湿度、温度和化学物质等的侵害。
此外,封装材料还能够防止芯片受到灰尘、杂质和电磁干扰等的影响,确保芯片的稳定运行。
第三,半导体器件封装技术能够提供良好的散热性能。
在半导体器件工作过程中,会产生大量的热量,如果不能及时有效地散发,会导致器件温度过高,影响器件的性能和寿命。
因此,在封装过程中,需要考虑适当的散热设计,如引入散热片、散热胶等。
这些散热元件能够提高器件的散热效率,保持器件的正常工作温度。
半导体器件封装技术还能够提供良好的电磁兼容性。
封装材料的选择和封装结构的设计能够有效地屏蔽和抑制电磁辐射和电磁干扰,减少器件对外界电磁信号的敏感性,保证器件的正常工作。
同时,封装技术还能够提供适当的电磁波导路径,以便于器件内部电磁信号的传输和隔离,确保不同功能模块之间的电磁兼容性。
半导体器件封装技术是半导体制造中不可或缺的一环。
它能够提供良好的电气连接、机械保护、散热性能和电磁兼容性,保证芯片的正常工作和可靠性。
半导体的封装技术有哪些

半导体的封装技术有哪些
半导体的封装技术主要包括以下几种:
11 DIP封装(Dual Inline Package)
这是一种双列直插式封装技术。
引脚从封装两侧引出,封装材料通
常采用塑料或陶瓷。
其特点是成本较低,易于插拔,但封装密度相对
较低。
111 SOP封装(Small Outline Package)
也称为小外形封装。
引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状。
它比DIP封
装更薄、更小,适用于对空间要求较高的应用。
112 QFP封装(Quad Flat Package)
四侧引脚扁平封装。
引脚从芯片的四个侧面引出,呈鸥翼形或J形。
具有较高的引脚数量和封装密度。
113 BGA封装(Ball Grid Array)
球栅阵列封装。
在封装底部以球形引脚取代了传统的引脚。
这种封
装提供了更高的引脚密度和更好的电气性能。
114 CSP封装(Chip Scale Package)
芯片级封装。
其尺寸接近裸芯片的尺寸,具有更小的体积、更薄的
厚度和更短的引脚。
115 Flip Chip封装
倒装芯片封装。
芯片正面朝下,通过凸点与基板直接连接,减少了信号传输的路径和电感,提高了性能。
不同的封装技术具有各自的特点和适用场景,在半导体制造和应用中,需要根据具体的需求选择合适的封装技术,以实现最佳的性能、成本和可靠性平衡。
半导体器件封装三种方法(一)

半导体器件封装三种方法(一)半导体器件封装三种方法1. 芯片式封装•芯片式封装是最常见的一种封装方法。
•在这种封装方法中,芯片被直接粘贴在PCB上。
•封装时,芯片与PCB上的引脚通过焊接进行连接。
•这种封装方法尺寸小巧,适用于需要紧凑尺寸的场景,如智能手机、平板电脑等。
优点:•尺寸小,可以实现集成度高的设计。
•封装结构简单,制造成本相对较低。
缺点:•散热能力有限,可能需要额外的散热措施。
•遇到故障时难以进行维修。
2. 模块式封装•模块式封装是一种将芯片与其他元件封装在一起的方法。
•元件可以包括电阻、电容、晶体振荡器等,以满足特定的功能需求。
•封装时,芯片和其他元件通过电路布线进行连接。
优点:•可以实现不同功能的组合设计,提高产品的灵活性。
•增加了封装的稳定性,提高了产品的可靠性。
缺点:•尺寸相对较大,不适合要求小型化的设计。
•封装复杂度高,制造成本相对较高。
3. 全球无连接封装(WLCSP)•WLCSP是一种通过无连接方式封装芯片的方法。
•在WLCSP封装中,芯片的引脚不再通过焊接进行连接,而是通过金属球与PCB上的焊盘直接接触。
优点:•尺寸最小,适用于需要极小封装尺寸的场景。
•无连接方式可以提供更好的电气性能。
缺点:•制造复杂度高,需要特殊工艺。
•价格较高,不适合大规模生产。
以上是关于半导体器件封装三种方法的详细说明。
每种封装方法都有其优点和缺点,根据具体的设计要求和产品需求,选择适合的封装方法可以提高性能和可靠性,同时降低制造成本和尺寸限制。
4. 板上封装(COB)•板上封装(Chip on Board,简称COB)是一种将芯片直接连接到印刷电路板(PCB)上的封装方式。
•在封装过程中,芯片的引脚会被焊接到PCB上的金属线或焊盘上。
•COB封装可以提供高集成度和紧凑的设计。
优点:•封装非常紧凑,可以实现高密度的电路设计。
•散热性能较好,用于高功率或散热要求较高的应用场景。
•可以减少组装工序和材料,降低制造成本。
半导体封装技术

半导体封装技术1半导体封装技术半导体封装技术是电子元器件封装技术中的一种,主要用来将半导体器件封装到有机绝缘材料上,以提高封装器件的功能、保护性和可靠性。
其也被称为半导体封装,是电子元器件装配工艺的重要环节。
随着半导体技术的发展,半导体封装技术也得到了不断改进和发展,已广泛应用到电子产品的生产、集成电路的封装、数字电路和模拟电路等。
由于半导体封装技术提供了有关电路连接、数据交互、功耗分配和保护等服务,因此半导体封装技术对现代电子装配工厂至关重要。
1.1工艺流程半导体封装的基本工艺流程包括基板预处理、半导体器件的清洁、表面处理、焊接和布线等,可以按照不同的封装形式来实现,常见的有针脚封装、贴片、圆鼓封装形式。
针脚封装通常用于大型内存芯片,它会将芯片连接到电路板上。
贴片封装有多种形式,常见的有BGA(抛锭球栅封装)和LGA(椭圆针栅封装)等。
圆鼓封装则可以将两个电路封装在一起,如IC晶片封装。
1.2优点半导体封装技术具有许多优点:(1)提高器件的可靠性和功能。
通过将器件与基板连接,减少因腐蚀引起的故障,提高器件的功能和可靠性。
(2)保护电路板的环境。
采用封装技术,可有效防止杂质、水汽、湿度等对芯片的破坏和电路板的污染。
(3)简化设计和安装过程。
器件封装后,无需进行安装,可以直接实现电子设备产品的生产,简化设计和安装过程。
1.3缺点半导体封装也有一定的缺点,其主要是可行的封装尺寸较小,不能封装大型元器件,也存在封装成本较高的问题。
另外,随着封装密度的增加,半导体封装技术是否能够满足绝缘、耐用和耐温等要求,也是存在挑战的地方。
半导体封装技术为电子装配提供了一种灵活的、可完成的、简单的解决方案,目前在许多电子产品中已经得到成功应用,取得了显著的效果和投资回报。
半导体封装技术的不同等级、作用和演变过程

半导体封装技术是指将芯片封装在一个保护壳内,以保护芯片免受外界环境的影响,并提供与外部电路连接的接口。
半导体封装技术的不同等级、作用和演变过程如下:1. 等级:- TO(Transistor Outline)封装:这是最早的封装形式,主要用于分立器件的封装,如晶体管、二极管等。
- DIP(Dual In-line Package)封装:DIP 封装是一种双列直插式封装,广泛应用于早期的集成电路。
- SOP(Small Outline Package)封装:SOP 封装是一种小尺寸封装,比 DIP 封装更小,适用于引脚数量较少的集成电路。
- QFP(Quad Flat Package)封装:QFP 封装是一种四面扁平封装,引脚数量较多,适用于高密度集成电路。
- BGA(Ball Grid Array)封装:BGA 封装是一种表面贴装封装,采用球形焊点,适用于引脚数量非常多的集成电路。
- CSP(Chip Scale Package)封装:CSP 封装是一种芯片级封装,尺寸非常小,适用于高性能、高密度的集成电路。
2. 作用:- 保护芯片:半导体封装可以保护芯片免受外界环境的影响,如湿度、温度、灰尘等。
- 提供电气连接:半导体封装提供了芯片与外部电路之间的电气连接,使得芯片能够正常工作。
- 提高可靠性:半导体封装可以提高芯片的可靠性,减少因焊点失效等问题导致的故障。
- 提高散热性能:半导体封装可以提高芯片的散热性能,降低芯片的温度,从而提高芯片的工作效率和寿命。
3. 演变过程:- 最初的半导体封装主要是 TO 和 DIP 封装,随着集成电路的发展,引脚数量逐渐增加,出现了 SOP、QFP 等封装形式。
- 随着表面贴装技术的发展,BGA、CSP 等封装形式逐渐成为主流。
- 目前,半导体封装技术正在向更高密度、更小尺寸、更高性能的方向发展,如 3D 封装、系统级封装(SiP)等。
总之,半导体封装技术的不同等级、作用和演变过程是随着集成电路技术的发展而不断发展的。
半导体封装技术后固化工艺流程介绍

一、介绍半导体封装技术半导体封装技术是将芯片和其它元件封装在一起,以保护芯片不受外界影响,并便于安装和使用的技术。
其主要步骤包括前固化、粘合、后固化、切割等。
二、半导体封装技术后固化工艺的重要性后固化工艺是半导体封装技术中不可或缺的一部分,它直接影响到封装件的质量和性能。
掌握后固化工艺流程至关重要。
三、半导体封装技术后固化工艺流程介绍1. 探针测试在封装过程中,需要对芯片进行探针测试,以确保其正常工作。
探针测试是一种非常关键的测试工艺,可发现芯片的问题,保证最终封装件的质量。
2. 后固化材料选择选择合适的后固化材料对封装件的性能至关重要。
适合的后固化材料能够增强封装件的耐热性、防潮性和绝缘性能,提高其可靠性。
3. 后固化温度和时间控制后固化的温度和时间对封装件的性能影响很大。
合理的固化温度和时间能够确保封装件在使用过程中不会出现老化、断裂等问题。
4. 后固化工艺监控通过对后固化工艺进行监控和调整,可以确保封装件的质量稳定。
监控指标包括固化温度、时间、环境湿度等。
及时发现问题并进行调整,是保证封装件质量的重要手段。
5. 器件存放和包装封装件固化后,需要进行适当的存放和包装,以防止其受潮和污染。
良好的存放和包装措施可以有效延长封装件的使用寿命。
四、结语后固化工艺流程对半导体封装技术起着至关重要的作用,只有严格控制后固化工艺流程,才能保证封装件的质量和性能。
希望本文对您了解半导体封装技术后固化工艺流程有所帮助。
后固化工艺是半导体封装技术的重要环节,它不仅影响到封装件的质量和性能,还直接关系到整个封装过程的稳定性和可靠性。
在半导体封装行业中,后固化工艺流程是一个至关重要的部分。
接下来,我们将更详细地讨论后固化工艺流程的相关内容。
1. 后固化温度和时间的控制后固化的温度和时间是确保封装件质量稳定的关键参数。
在后固化的过程中,需要对温度和时间进行严格的控制和监测。
通常情况下,固化的温度和时间会根据所使用的后固化材料和封装件的具体要求而有所不同。
半导体器件封装技术

半导体器件封装技术半导体器件封装技术是半导体器件制造中非常重要的一个环节。
它将芯片与外部环境隔离,并提供必要的电气连接。
封装技术的发展与半导体工艺的进步同步进行,是半导体产品性能、可靠性和成本的重要影响因素。
半导体器件封装技术主要包括封装材料、封装结构和封装工艺三个方面。
封装材料是指用于制造封装壳体的材料,例如环氧树脂、瓷瓶、塑料等。
封装结构是指封装壳体的形状、尺寸和内部结构,例如DIP、SOP、QFP、BGA等。
封装工艺是指封装过程中的各种工艺步骤,例如焊接、金线连接、球栅阵列连接等。
在封装材料方面,环氧树脂是最常用的封装材料之一。
它具有良好的机械强度、电绝缘性和耐化学性,可以在高温下使用。
与此同时,瓷瓶和塑料也被广泛应用于半导体器件封装领域,它们具有良好的机械强度和电绝缘性,但温度和化学稳定性不如环氧树脂。
在封装结构方面,DIP(直插式封装)、SOP(表面安装封装)和QFP(矩形平面封装)是传统的封装结构。
它们的尺寸和引脚数量有限,适用于低密度器件。
而BGA(球栅阵列封装)则是一种新型的封装结构,它具有更高的引脚密度和更好的散热性能,适用于高密度器件。
在封装工艺方面,焊接是最基本的封装工艺步骤。
它可以通过不同的焊接方式实现芯片与外部引脚的连接,如铅焊、无铅焊、球栅阵列焊等。
金线连接是一种较为复杂的封装工艺步骤,它需要精密的设备和技术,可以实现芯片与外部引脚之间的高精度电气连接。
球栅阵列连接则是一种新型的封装工艺,它可以实现高引脚密度的芯片封装,但需要更高的制造技术和设备。
在半导体器件封装技术的发展中,有几个趋势值得注意。
首先是封装结构的多样化,随着芯片引脚数量的增加和器件尺寸的缩小,人们需要更多种类的封装结构来适应不同的应用场景。
其次是封装材料的环保化,人们越来越注重环境保护,要求封装材料具有更低的毒性和更好的可降解性。
最后是封装工艺的自动化和智能化,随着制造技术的进步,人们可以通过自动化和智能化的封装工艺来提高生产效率和产品质量。
第三代半导体封装技术

第三代半导体封装技术
第三代半导体封装技术是指在半导体芯片封装过程中采用新型材料和新工艺,以提高芯片性能和可靠性的技术。
相比于传统的封装技术,第三代半导体封装技术具有更高的集成度、更低的功耗和更高的可靠性。
第三代半导体封装技术的主要特点是采用新型材料。
传统的封装技术主要采用有机材料,而第三代半导体封装技术则采用无机材料,如硅、氮化硅、氮化铝等。
这些材料具有更高的热导率和更好的机械性能,可以更好地保护芯片,提高芯片的可靠性。
第三代半导体封装技术还采用了新工艺。
传统的封装技术主要采用线性封装工艺,而第三代半导体封装技术则采用非线性封装工艺,如球栅阵列(BGA)封装、无铅封装等。
这些工艺可以提高芯片的集成度和可靠性,同时还可以减小芯片的尺寸和功耗。
第三代半导体封装技术的应用范围非常广泛。
它可以应用于各种类型的芯片,如处理器、存储器、传感器等。
同时,它还可以应用于各种领域,如通信、计算机、汽车、医疗等。
在这些领域中,第三代半导体封装技术可以提高产品的性能和可靠性,同时还可以减小产品的尺寸和功耗,从而满足市场的需求。
第三代半导体封装技术是半导体封装领域的一项重要技术。
它采用新型材料和新工艺,可以提高芯片的性能和可靠性,同时还可以减
小芯片的尺寸和功耗。
随着科技的不断发展,第三代半导体封装技术将会得到更广泛的应用。
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SMT工艺技术基础:半导体元器件封装技术摘要:摘要:SMT工艺控制的主要目的就是有一个良好的焊接效果。
工艺控制水平是影响焊接的关键因素,设计和材料则直接影响焊接效果 ...摘要:SMT工艺控制的主要目的就是有一个良好的焊接效果。
工艺控制水平是影响焊接的关键因素,设计和材料则直接影响焊接效果。
本文主要涉及焊接材料的相关知识,如PCB的表面材料及其处理工艺,元器件的引脚材料等。
焊接与2个表面焊接是用熔融的填充金属使结合点表面润湿且在两个金属部件之间形成冶金的键合,填充金属的熔点要低于450度。
英文名字叫做Soldering,意为“用在接触处熔化的非铁填充金属(诸如黄铜和钎焊料之类,其熔点低于基体金属的熔点)来焊接金属”。
对于较高温度熔点的填充金属,焊接工艺被规类为硬铅焊。
每每谈到焊接工艺,尤其在选择Flux时,我们首先要考虑两个表面:管脚表面和焊盘表面。
一般很少有人去关心管脚表面的材料究竟是什么样一种东西,因为大部分元器件都是供应商大批量生产和供货的,元器件的焊接部位采用什么样的表面处理工艺大部分由元器件制造商来决定,而PCB组装厂很难对其进行严格的控制。
而且,针对不同的PCB组装厂来定制元器件管脚表面的处理工艺是不划算的,当然除了特殊情况。
因此,对于SMT工艺工程师和来料检测人员来讲,应该把关注的重点放在元器件的可焊性上,尤其是来料检测人员必须确保元器件的可焊性。
而PCB就完全不一样了,因为每一个产品的PCB都是量身定作的,设计人员和工艺工程师可以决定让PCB制造厂采用哪种合适的材料和PCB表面处理工艺,并对焊盘的可焊性进行严格要求和控制。
更为重要的是,为了把PCB组装缺陷降到最低,设计人员必须明确规定采用那些可焊性好的材料来处理焊盘表面,以及他们的具体的技术规格;是来料检测人员则要对来料的可焊性进行严格检查。
常用的几种焊接金属1、裸铜经过化学清洗的裸铜是最容易焊接的一种材料,即使采用非常柔和的助焊剂;而且裸铜的处理工艺简单经济。
但是裸铜很容易氧化和失去光泽,从而导致可焊性急剧下降,除非在回流焊炉中有强劲的Flux(松香基)保护铜表面。
如果生产中用到了裸铜表面,在使用和储藏(储藏时间要尽量短)当中必须注意裸铜的可焊性!裸铜不能储存在含有硫的环境中,如纸、纸板、印刷品,因为硫很容易使铜生锈。
2、金在元器件管脚(或引线)和插拔用的金手指中经常会看到金的存在,如今PCB焊盘也大量采用了镀金工艺。
金的可焊性非常好,在回流焊接时它可以迅速溶于焊锡中,各种研究表明,镀金管脚上的金(厚度为50uinch)会在2秒内溶于锡铅共晶合金中。
但是金价格昂贵,而且金会影响焊点的属性,过多的金会使焊点钝化、脆化。
金镀层厚度要适当,而且要密(金呈多孔性),否则金下面的镍会被氧化,从而影响可焊性。
3、Kovar铁镍钴合金双列直插封装及其相关集成电路的引线大都采用Kovar,但是Kovar很难焊接,因为它润湿性差,对于这种表面,多采用含有机酸的Flux或特制的酸清洗剂。
4、银银曾经一度在电子工业流行,但是现在已经没有人采用银来作元器件引线表面和其他终端表面了,原因是银迁移现象的发生。
20世纪50年代后期人们发现了银迁移现象,并在2 0世纪60年代初对这一现象进行了深入研究,研究结果建议尽量避开银的使用。
银的可焊性不亚于裸铜。
5、浸锡浸锡就是通过化学方法在裸铜表面沉积一层锡薄膜。
刚经过浸锡处理的表面可焊性非常好,但是这种局面是暂时的,浸锡表面会迅速恶化并变得比裸铜表面难焊的多,同时锡在高温环境中很容易氧化。
6、锡铅锡铅(共晶合金)被广泛应用于元器件管脚和PCB焊盘,它可以有效保护材料的可焊性。
锡铅表面的处理工艺有电镀、热风整平等。
经过合适处理的锡铅表面具有优良的可焊性和很长的保存寿命。
常见的PCB表面处理工艺这里的“表面”指的是PCB上为电子元器件或其他系统到PCB的电路之间提供电气连接的连接点,如焊盘或接触式连接的连接点。
裸铜本身的可焊性很好,但是暴露在空气中很容易氧化,而且容易受到污染。
这也是P CB必须要进行表面处理的原因。
1、HASL在穿孔器件占主导地位的场合,波峰焊是最好的焊接方法。
采用热风整平(HASL,Ho t-air solder leveling)表面处理技术足以满足波峰焊的工艺要求,当然对于结点强度(尤其是接触式连接)要求较高的场合,多采用电镀镍/金的方法。
HASL是在世界范围内主要应用的表面处理技术,但是有三个主要动力推动着电子工业不得不考虑HASL的替代技术:成本、新的工艺需求和无铅化需要。
从成本的观点来看,许多电子元件诸如移动通信和个人计算机正变成平民化的消费品。
以成本或更低的价格销售,才能在激烈的竞争环境中立于不败之地。
组装技术发展到SMT以后, PCB焊盘在组装过程中要求采用丝网印刷和回流焊接工艺。
在SMA场合,PCB表面处理工艺最初依然沿用了HASL技术,但是随着SMT器件的不断缩小,焊盘和网板开孔也在随之变小,HASL技术的弊端逐渐暴露了出来。
HASL技术处理过的焊盘不够平整,共面性不能满足细间距焊盘的工艺要求。
环境的关注通常集中在潜在的铅对环境的影响。
2、有机可焊性保护层(OSP)OSP的保护机理故名思意,有机可焊性保护层(OSP, Organic solderability preservative)是一种有机涂层,用来防止铜在焊接以前氧化,也就是保护PCB焊盘的可焊性不受破坏。
目前广泛使用的两种OSP都属于含氮有机化合物,即连三氮茚(Benzotriazoles)和咪唑有机结晶碱(Imidazoles)。
它们都能够很好的附着在裸铜表面,而且都很专一―――只情有独钟于铜,而不会吸附在绝缘涂层上,比如阻焊膜。
连三氮茚会在铜表面形成一层分子薄膜,在组装过程中,当达到一定的温度时,这层薄膜将被熔掉,尤其是在回流焊过程中,OSP比较容易挥发掉。
咪唑有机结晶碱在铜表面形成的保护薄膜比连三氮茚更厚,在组装过程中可以承受更多的热量周期的冲击。
OSP涂附工艺OSP涂附过程见表1。
清洗: 在OSP之前,首先要做的准备工作就是把铜表面清洗干净。
其目的主要是去除铜表面的有机或无机残留物,确保蚀刻均匀。
微蚀刻(Microetch):通过腐蚀铜表面,新鲜明亮的铜便露出来了,这样有助于与OS P的结合。
可以借助适当的腐蚀剂进行蚀刻,如过硫化钠(sodium persulphate),过氧化硫酸(peroxide/sulfuric acid)等。
Conditioner:可选步骤,根据不同的情况或要求来决定要不要进行这些处理。
OSP:然后涂OSP溶液,具体温度和时间根据具体的设备、溶液的特性和要求而定。
清洗残留物:完成上面的每一步化学处理以后,都必须清洗掉多余的化学残留物或其他无用成分。
一般清洗一到两次足夷。
物极必反,过分的清洗反倒会引起产品氧化或失去光泽等,这是我们不希望看到的。
整个处理过程必须严格按照工艺规定操作,比如严格控制时间、温度和周转过程等。
OSP的应用PCB表面用OSP处理以后,在铜的表面形成一层薄薄的有机化合物,从而保护铜不会被氧化。
Benzotriazoles型OSP的厚度一般为100A°,而Imidazoles型OSP的厚度要厚一些,一般为400 A°。
OSP薄膜是透明的,肉眼不容易辨别其存在性,检测困难。
在组装过程中(回流焊),OSP很容易就熔进到了焊膏或者酸性的Flux里面,同时露出活性较强的铜表面,最终在元器件和焊盘之间形成Sn/Cu金属间化合物,因此,OSP用来处理焊接表面具有非常优良的特性。
OSP不存在铅污染问题,所以环保。
OSP的局限性1、由于OSP透明无色,所以检查起来比较困难,很难辨别PCB是否涂过OSP。
2、OSP本身是绝缘的,它不导电。
Benzotriazoles类的OSP比较薄,可能不会影响到电气测试,但对于Imidazoles类OSP,形成的保护膜比较厚,会影响电气测试。
OSP更无法用来作为处理电气接触表面,比如按键的键盘表面。
3、OSP在焊接过程中,需要更加强劲的Flux,否则消除不了保护膜,从而导致焊接缺陷。
4、在存储过程中,OSP表面不能接触到酸性物质,温度不能太高,否则OSP会挥发掉。
随着技术的不断创新,OSP已经历经了几代改良,其耐热性和存储寿命、与Flux的兼容性已经大大提高了。
3、化镍浸金(ENIG)ENIG的保护机理通过化学方法在铜表面镀上Ni/Au。
内层Ni的沉积厚度一般为120~240μin(约3~6μm),外层Au的沉积厚度比较薄,一般为2~4μinch(0.05~0.1μm)。
Ni在焊锡和铜之间形成阻隔层。
焊接时,外面的Au会迅速融解在焊锡里面,焊锡与Ni形成Ni/Sn金属间化合物。
外面镀金是为了防止在存储期间Ni氧化或者钝化,所以金镀层要足够密,厚度不能太薄。
ENIG处理工艺ENIG(Electroless nickel/immersion gold)工艺过程见表2。
清洗:清洗的目的与OSP工艺一样,清楚铜表面的有机或无机残留物,为蚀刻和催化做好准备。
蚀刻(Microetch):同OSP工艺……催化剂:这一步的作用是在铜表面沉积一层催化剂薄膜,从而降低铜的活性能量,这样Ni就比较容易沉积在铜表面。
钯、钌都是可以使用的催化剂。
化学镀镍:这里就不详细介绍其具体过程了。
镍沉积含有6~11%的磷,根据实际的具体用途,镍可能用作焊接表面,也可能作为接触表面,但不论怎样,必须确保镍有足够的厚度,以达到保护铜的作用。
浸金:在这个过程中,目的是沉积一层薄薄的且连续的金保护层,主要金的厚度不能太厚,否则焊点将变得很脆,严重影响焊电可靠性。
与镀镍一样,浸金的工作温度很高,时间也很长。
在浸洗过程中,将发生置换反应―――在镍的表面,金置换镍,不过当置换到一定程度时,置换反应会自动停止。
金强度很高,耐磨擦,耐高温,不易氧化,所以可以防止镍氧化或钝化,并适合工作在强度要求高的场合。
清洗残留物:完成上面的每一步化学处理以后,都必须清洗掉多余的化学残留物或其他无用成分。
一般清洗一到两次足夷。
物极必反,过分的清洗反倒会引起产品氧化或失去光泽等,这是我们不希望看到的。
ENIG的应用ENIG处理过的PCB表面非常平整,共面性很好,用于按键接触面非他莫属。
其次,E NIG可焊性极佳,金会迅速融入熔化的焊锡里面,从而露出新鲜的Ni。
ENIG的局限性ENIG的工艺过程比较复杂,而且如果要达到很好的效果,必须严格控制工艺参数。
最为麻烦的是,ENIG处理过的PCB表面在ENIG或焊接过程中很容易产生黑盘效应(Black pad),从而给焊点的可靠性带来灾难性的影响。
黑盘的产生机理非常复杂,它发生在Ni 与金的交接面,直接表现为Ni过度氧化。