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化学镍钯金的作用是什么
发布时间:2018/12/7 0:00:00

      化学镍钯金是印制线路板行业的一种重要的表面处理工艺,广泛的应用于硬质线路板(PCB),柔性线路板(FPC),刚扰结合板及金属基板等生产制程工艺中,同时也是未来印制线路板行业表面处理的一个重要发展趋势。
  1.印制线路板表面处理的种类
  印制线路板是所有电子产品的基础,涉及到通信、照明、航空、航天、交通、家电、军事、医疗设备等多个领域,因此印制线路板行业的发展关系到整个电子行业的发展速度。而在印制线路板制造过程工艺中,表面处理是其中最重要的一环,目前市场上较为成熟的表面处理工艺包括喷锡(热风整平工艺)、沉锡、沉银、OSP(有机保护膜)、电镀硬金/水金、电镀镍金、化学镍金和化学镍钯金8种。每一种工艺在其用途、加工难度以及成本控制等方面都有一定的优势和劣势。
  2.表面处理工艺的发展及应用
  线路板经过表面处理后,为了与其他元器件进行有效电性能连接,主要的处理工艺有焊锡(包括IC的锡球焊接)和打线(wire bonding)两种工艺。
  其中喷锡、沉锡、沉银以及OSP表面处理工艺主要是应对焊锡连接工艺,其主要的优点是连接面积大,电信号传输速度及传输稳定性方面能够得到有效的控制,主要的缺点则是只能应用在最基础的线路设计与电子产品中,因其焊锡本身的局限性,很难应对精细复杂的电子电路设计产品。因此焊锡连接工艺在电子行业最初起步阶段得到了有效的应用与推广,但是随着科技的逐步发展,部分工艺已经开始逐步被淘汰掉,比如热风整平工艺目前已经很少再有企业采用。
  另外一种连接工艺则是打线。目前市场上针对打线的材质主要有金线、银线、镀钯铜线、金银合金线以及铜线几种,各种线的线径也不尽相同,粗的有2mil(50um),最细的目前做到了0.5mil(12um)甚至更细,其中线径越细,应对精细线路的打线能力越强。
  在以上的几种表面处理工艺中,电镀镍金和化学镍钯金是主要应对打线连接的表面处理工艺,目前均广泛应用在各线路板制造企业中,其中电镀镍金起步更早,技术也更为成熟,但同时也因目前市场需求对电子电路的要求逐步提升,其在应对更高端产品的工艺时开始显得力不从心,很多企业开始逐步将处理工艺转向化学镍钯金方向,并在为之做更近一步的科研和技术研究,争取获得更大程度的突破。
  3.化学镍钯金
  化学镍钯金顾明思议就是采用化学的方法在印制线路铜层的表面沉上一层镍、钯和金,是一种
  非选择性的表面加工工艺。其主要工艺流程是除油—微蚀—预浸—活化—沉镍—沉钯—沉金—烘干,每个环节之间都会有多级水洗进行处理。化学镍钯金反应的机理主要包括氧化还原反应和置换反应两种,其中还原反应更容易应对厚钯和厚金的产品。
  目前一般的工厂化学镍钯金的制作规格范围分别为:镍2-5um,钯0.05-0.15um,金0.05-0.15um,当然因工厂设备的不同以及反应机理的不同,其化学反应的均匀性以及应对厚钯厚镍的加工能力也不尽相同。
  化学镍钯金表面处理工艺在生产和技术方面的管控重点更多的是设备的保养点检以及药水的稳定性管控,其主要的品质问题有镍腐蚀(黑盘)、金面污染和金面异色几种。
  4.化学镍钯金VS电镀镍金
  共同点:1.同为印制线路板领域的一种重要的表面处理工艺;
  2.主要的应用领域是打线连接工艺,一定程度上都能应对中高端电子电路产品。
  缺点:1.化学镍钯金因采用普通的化学反应工艺,相比较电化学反应其反应速率明显偏低;
  2.药水体系更为复杂,对生产管理和品质管理方面的要求更高。
  优点:1.采用无引线镀金工艺,减少引线排布空间,相比较电镀镍金而言,更能应对更精密,更高端的电子线路;
  2.综合生产成本更低;
  3.无尖端放电效应,在金手指圆弧率控制方面有更高的优势;
  4.虽然化学镍钯金的反应速率较慢,但因其无需引线和电镀线连接,同样体积的槽体中同时生产的产品数量远远大于电镀镍金,因此综合产能上面有很大的优势。
  5.产业模式
  针对一些大型的线路板制造工厂(如深南、健鼎等),为有效应对订单的需求,都会在工厂内部建立一条专门的化学镍钯金线应对该模块的工艺处理。但引因起自身内部的工艺设备局限性以及针对更多的中型或中小型企业,因资金、产品要求多样性等原因,更多的工厂会选择外发生产。在外发代工市场中,金业达、裕维电子等公司起步的比较早,目前有形成一定的规模,但是在应对更高要求的产品生产,无论是在技术攻克还是在现场管理方面都还处于比较基础的阶段,还有更长的路要走。当然这里面一定程度上还与药水的研发攻克有一定的原因。
  基于以上的市场现状,目前几位从国内知名板厂出来的同仁,一起组建了深圳市博思盟创科技有限公司,专门致力于化学镍钯金产业的提升和发展,目标为对目前的化学镍钯金市场进行一个全面的整合,致力于在工艺技术、现场管理和药水稳定性方面进行较大程度的提升,以满足快速增长的市场与高科技产品制造需求。
  6.发展趋势
  前面已经提到了化学镍钯金的主要优势是应对中高端产品,精细线路的表面处理,但电子科技的发展以及其伴随而来的需求也是在快速增长的,目前普通的化学镍钯金工艺在应对高精密线路的制作中也会逐步显得力不从心,因此为了应对更高的需求,目前的主要发展方向有薄镍钯金工艺以及化学钯金工艺,当然目前还处于一个前提研发的阶段,具体的开发和推动进度还需要各位电子电路行业同仁持续的努力。

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