[化学]化镍金制程控制-new

1、2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,1,化 學 鎳 /金 製 程 控 制,泉鎰興化工(深圳)有限公司 QUAN YI XING CHEMICAL (SHENZHEN) LTD 地址: 深圳市寶安區沙井鎮西環路茭塘工業區第五幢 電話: 0755-27268787 傳真: 0755-27266943,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,2,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 ”,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,3,製 程 特 徵,1.在綠漆之後施行選擇性鍍鎳/金, 採掛籃式作業, 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、可接觸導通、可打線、 可散熱等功

2、能. 3.板面平整、SMD焊墊平坦, 適合於密距窄墊的鍚膏熔焊.,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,4,化鎳浸金（ENIG）三大部份,(1)前處理：綠漆後之刷磨、微蝕（或酸洗）、 水洗、吸水滾輪與熱風吹乾之水平連線， 將烤綠漆造成待鍍銅面的過度氧化物， 進行機械法為主化學為輔之徹底清除。 (2)本製程：逐槽上下進出操作，自脫脂起至金回收 與水洗，共約十餘站。 (3)後處理：又改回水平連線，含冷水沖洗、純水漂淨、 與吸水滾輪，熱風快速吹乾及徹底再吹冷等。,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,5,化鎳浸金的後段流程,如後灌孔(綠漆塞孔)印白字（目前已有先印UV型白字，並稍加烤硬以增強耐化性）與切外形及品檢，之後還須再連線水洗與烘乾，才能包裝出貨。 由於上述之前處理，本線與最後工作等三段，不一定是在同一廠地同一時間所進行，故其運輸與暫存之動作皆應儘量避免潮濕（如小孔內的濕氣）與高溫，以減少後續底鎳層的繼續劣化（Degradation）。,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,6,化Ni/Au流程,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,7,製程控制

3、要點:,1.剝Sn/Pb 線路上Sn/Pb須完全剝離. * 銅面上若有以下元素 Zn, Cd, Sn, Pb, Sb, Bi, S, Cr 會抑制化學鎳反應,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,8,2.綠漆(Solder Mask) (1) 選擇耐化性良好的綠漆. (2) 印綠漆前銅面適當的粗化及避免氧化. (3) 適當的厚度,稍強的曝光能量及減少 顯像後的側蝕. (4) 避免曝光後的板子放置過久,使得光阻劑 在銅面上過度老化,不易顯乾淨. (5) 注意顯像液的管理. (6) 顯像後充分的噴水洗,避免任何顯像液在銅面殘留. (7) 增加出料段輸送滾輪(尤其是吸水滾輪)的清洗頻率. (8) 避免過度烘烤,造成綠漆脆化.,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,9,漆綠殘膜,X 50,X 500,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,10,正常板,異常板,異常板,異常板,漆綠殘膜,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,11,綠漆殘膜,噴錫,化Ni/Au,化Ni/Au,化Ni/Au,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,12,3.刷磨或Pum

4、ice處理 使用 #1000 刷輪輕刷,注意刷幅(0.8-1.2cm)及水壓, 避免銅粉在板面殘留.,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,13,銅面前處理對 Ni/P 晶粒形態的影響,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,14,磨刷,噴砂,1min 2min 5min 24min,銅面鍍鎳後 5000,1min 2min 5min 24min,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,15,4.掛架 PVC樹脂 或TEFLON 包覆,表面須光滑 無氣孔,破損時須重新包覆. 2. 定時將掛架上沉積的鎳金層剝離.,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,16,5.微蝕 咬銅 20 60 ”即可,避免過度咬蝕. * 過度咬蝕易造成鍍化Ni後,綠漆側邊 在與銅面交界處浮離.,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,17,6.水洗,* 各槽水洗時間30“ 60”除油槽后水洗1-2min * 進水量 2 turn over/hr以上 * 藥水槽前一槽水洗使用純水 * 水洗槽槽壁刷洗-每週 1 2 次 特別注意鎳後及金後的水洗槽 * 鍍後立即水洗,烘乾,待

5、板子冷卻後才可疊板. 避免與其他製程共用水洗/烘乾機. * 鍍金後至包裝前各段水洗烘乾機之 水洗槽及擠水滾輪須經常洗淨,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,18,7.預浸及活化 * 使用高純度稀硫酸,加熱區避免 局部過熱. * 防止微蝕液帶入及化鎳藥液滴入.,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,19,8.化學鎳槽 * 不鏽鋼槽體須用硝酸鈍化, * 防析出整流器控制電壓 0.9V, 經常檢查各接點 是否導電正常; 防析出棒不可與槽體接觸. * 防止活化液帶入. * 防止局部過熱,開始循環後才可加熱. * 加藥區須有充足的攪拌. * 10m濾心連續過濾,循環量 5 10 cycle/hr.,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,20,9. 置換金,* 定時用活性碳濾心去除綠漆溶出物 * 防止 Cu 污染. * 回收槽須過濾及定時更新,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,21,11.包裝,* 包裝前須禁止放置於濕氣或酸氣環境. * 使用真空或氮氣充填包裝,內置乾燥劑.,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,22,1.酸性清潔劑 ACL0

6、07,主成份 (1) 檸檬酸 (2) 非離子界面活性劑 作用 (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 排開,使藥液在其表面擴張, 達潤溼效果 反應 CuO + 2 H+ Cu + H2O 2Cu + 4H+ + O2 2Cu2+ + 2H2O RCOOH + H2O RCOOH + ROH,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,23,操作條件,ACL-007 100(80120)ml/L 溫度 50(4060) 時間 5(37)分 過濾 5 m P.P. 濾心連續過濾。 攪拌 擺動及藥液循環攪拌。 槽材質 PVC或PP。 加熱器 石英或鐵氟龍加熱器。 銅溶解速率： 每小時約 0.8 ” ( ACL-007 100ml/L , 溫度50 ),2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,24,補充及更新,每 1 M2 補充ACL-007約 7 12 ml. 每 1L 槽液處理 3 5 M2 或銅含量達 250 ppm 即須更新.,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,25,除油槽控制要點,1.槽液為有机酸型,容易滋生霉菌,要注

7、意槽壁的清洗 2.有界面活性劑,除油后第一段水洗不開或輕微打气,最好第一段用熱水洗 3.要有充分的循環及過濾,避免出現混濁現象,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,26,微蝕,主成份 (1) 過硫酸鈉 (2) 硫酸 作用 (1) 去除銅面氧化物 (2) 銅面微粗化,使與化學鎳層有良好的 密著性 反應 NaS2O8 + H2O Na2SO4 + H2SO5 H2SO5 + H2O H2SO4 + H2O2 H2O2 + Cu CuO + H2O CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,27,操作條件：,過硫酸鈉濃度 100(80 150) g/l 硫酸(98%) 20(10 30) ml/l 銅含量 3 20 g/l 溫度 30(28 32) 時間 1 - 2分 攪拌 擺動及藥液循環攪拌或空氣攪 拌。,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,28,銅濃度對咬蝕速率的影響 ( SPS 100 g/l, 溫度 30 ),2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,29,溫度對咬蝕速率的影響 ( 銅濃度 5 g/l

8、 ),2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,30,補充及更新,每 1 M2 (線路面積 20%) 須補充過硫酸鈉約 15 25 g. 銅含量達15 20 g/l 即須更新.,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,31,微蝕槽控制要點,1.為保証穩定的微蝕速率,銅离子控制在320g/L之間 2.換槽時預留1/51/3母液 3.适當的打氣 4.滴水時間不宜過短及過長,一般15秒左右 5.一些膠跡殘留的板可适當縮短微蝕時間來覆蓋金面色差問題,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,32,酸洗,主成份: 硫酸 作用: 去除微蝕後的銅面氧化物 反應 CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O 補充及更新 每 1 M2 補充硫酸約 2 5 ml. 每 1L 槽液處理 4 6 M2 或銅含量達 1000 ppm 即須更新.,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,33,預浸,主成份 (1) 硫酸 作用 (1) 維持活化槽中的酸度 (2) 使銅面在新鮮狀態(無氧化物)下,進入活化槽 反應 CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O 補充及更新 每 1 M2

9、補充50%精製稀硫酸約 2 5 ml. 每 1L 槽液處理 3 - 4 M2 或銅含量達300 ppm 即須更新.(或與活化槽同時更新). 註: 50% (w/w) 精製稀硫酸 含H2SO4 700 g/l , 含鐵量須在 0.5 ppm 以下.,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,34,活化(KAT-450),主成份 (1) 硫酸鈀 (2) 硫酸 作用 : 在銅面置換(離子化趨勢 Cu Pd) 上一層鈀, 以作為化學鎳 反應之觸媒. 反應 陽極反應 Cu Cu2+ + 2 e- (E0 = 0.34V) 陰極反應 Pd2+ + 2 e- Pd (E0 = 0.98V) 全反應 Cu + Pd2+ Cu2+ + Pd,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,35,操作條件：,KAT-450 100 (80120) ml/l 溫度 27(25 30) 處理時間 60180秒 槽材質 PVC 或 P.P. 加熱及冷卻 Teflon 包覆加熱器或冷卻管 過濾 1 2 m P.P. 濾心連續濾。 攪拌 擺動及藥液循環攪拌。,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,36,配製方法,1. 加入純水至浴量2/3. 2. 加入KAT-450 100 ml/l並充分攪拌. 3. 加純水調整液位. 註: 配槽前槽壁及槽底如有灰黑色沈積物, 則須先做硝槽處理.,2019/1/17,泉鎰興(化工)深圳有限公司,37,補充及更新,每 1 M2 (線路面積 20%) 須補充KAT-450

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