5s 6s管理_enig化镍金制程教育训练课程

2020 2 16 1 化鎳金製程教育訓練ENIGProcessTraining 伊希特化股份有限公司RookwoodElectrochemicalsAsiaLtd 2020 2 16 2 內容大綱 表面處理概要OMG化學鎳浸金製程特色化學鎳浸金製程概論化學鎳浸金製程流程化學鎳浸金製程管理監控前製程對化學鎳浸金製程的影響化學鎳浸金製程常見的問題 2020 2 16 3 簡介 表面處理概要 何謂化鎳金 ENIG ElectrolessNickelImmersionGold 為MetalFinish之一種 其是在被催化的銅面上沉積兩層金屬的製程 利用金低接觸電阻及不易氧化的特性 對線路提供良好的傳導及保護 鎳層則是焊錫時之焊點並提供銅金中間緩衝層 避免銅和金互相的擴散或遷移 2020 2 16 4 化學鎳浸金製程概論 使用化學鎳浸金製程目的焊墊表面平坦適合焊接墊面接觸導通優異具良好打線能力高溫不氧化可作為散熱表面 2020 2 16 5 TMRCData 2020 2 16 6 化鎳金特色焊墊表面平坦適合焊接墊面之接觸導通優異具良好打線能力高溫不氧化可做為散熱之表面 2020 2 16 7 化鎳金製程厚度控制Ni P層 60 400 Au層 1 3 2020 2 16 8 化鎳金產品特色是專門針對PCB使用之化學鎳硫酸鈀系列活化藥水銅離子濃度上升慢 槽液壽命長中磷系列之化學鎳產品不需做起鍍處理槽液無板量負載最低之限制化鎳槽液操作壽命可達5個MTO藥液穩定 控制容易與綠漆搭配性良好封裝時無黑墊之情形 2020 2 16 9 90239023SFAC 18 清潔 水洗 酸浸 水洗 H2SO4 H2O2SPS H2SO4PP 100 H2SO4 微蝕 H2SO4 預浸 水洗 9025M9025LP 活化 水洗 9026M 化學鎳 水洗 90279027SG 浸金 H2SO4 水洗 後處理 清洗烘乾 酸浸 水洗 H2SO4 OMG化鎳金標準流程 2020 2 16 10 化鎳金反應示意圖I Pd2 Cu2 活化 Cu Ni P Cu Ni P沉積 Ni P成長 化學鎳 2020 2 16 11 化鎳金反應示意圖II Au Au Ni2 Au沉積 化鎳金層 Au 2020 2 16 12 藥液特性及操作條件 2020 2 16 13 AcidCleaner 酸性清潔 AC 18 作用去除銅面上指紋 油漬及氧化物降低槽液表面張力 以達更好之潤濕效果不傷害綠漆及乾膜操作條件濃度 10 5 溫度 40 5 浸泡時間 4 1min當槽頻率 300BSF Gal 2020 2 16 14 Micro Etch 微蝕 作用可使用H2SO4 H2O2或SPS系列去除銅面氧化物使銅面微粗化 使化學鎳有良好的附著能力微蝕量控制在30 100 左右不同微蝕劑對金面外觀光亮程度表現AcidDip H2O2 PP 100 SPS 2020 2 16 15 H2SO4 H2O2與SPS微蝕系列比較 2020 2 16 16 酸浸H2SO4 作用去除板面上之銅鹽操作條件濃度 2 6 溫度 R T 浸泡時間 1min當槽頻率 100BSF Galor0 2g lCu 2020 2 16 17 Pre Dip 預浸 H2SO4 作用去除板面上之金屬氧化物當作犧牲溶液 避免活化槽受到污染 並維持其酸度 操作條件濃度 2 5 溫度 R T 浸泡時間 1min當槽頻率 100BSF Galor0 2g lCu 2020 2 16 18 Activator 活化 9025M 特色使用硫酸鈀 不含氯離子槽液壽命長可在室溫下操作穩定性高 2020 2 16 19 作用在銅面上行置換反應 沉積一層鈀 作為化學鎳反應之催化劑 反應機構陽極Cu Cu2 2e E0 0 34V 陰極Pd2 2e Pd E0 0 98V 全反應Cu Pd2 Cu2 Pd 2020 2 16 20 操作條件配槽 9025MA 2 5 9025MB 20 濃度控點 鈀強度 50 20ppm酸值 20 2 溫度 15 30 浸泡時間 45 15sec當槽頻率 3MTOor0 15g lCu 2020 2 16 21 Acid Dip 後浸 H2SO4 作用去除板面上之多餘的鈀離子操作條件濃度 8 12 溫度 R T 浸泡時間 1min當槽頻率 100BSF Galor0 2g lCu 2020 2 16 22 E lessNi 化鎳 9026M 特色槽液操作壽命可達5個MTO不需做起鍍處理鎳層平均沈積速率0 22microns min槽液無板量負載最低之限制 就算板負載量為0 1ft2 gal 沈積速率仍為0 22microns min只需兩劑等比例添加就可穩定控制鎳離子濃度及pH值 2020 2 16 23 作用以氧化還原法於銅面上沉積一層鎳 各成份及其作用如下 硫酸鎳 提供鎳離子次磷酸鈉 當作還原劑 使鎳離子還原為金屬鎳錯合劑 降低槽液中自由鎳離子的濃度避免鎳鹽或亞磷酸鹽的沉澱當作pH緩衝劑安定劑 穩定槽液 避免析出 2020 2 16 24 反應機構陽極H2PO2 H2O H2PO3 2H 2e 陰極Ni2 2e Ni2H 2e H2 H2PO2 e P 2OH 2020 2 16 25 操作條件配槽9026BMM 14 9026AM 4 0 9026DM 2 6ml l濃度控點 Ni 4 8g l 4 6 6 4g l NaH2PO2 30g l 24 36g l pH 4 9 4 7 5 1 溫度 82 3 浸泡時間 依鎳層厚度而定當槽頻率 5MTO 5倍配槽添加量 2020 2 16 26 注意事項 槽液添加為9026AM 9026CM等比例添加9026AM之添加量不得高於配槽量的10 槽液中pH值之調整使用50 v v氨水或5 v v試藥級硫酸槽液循環需4 8Turn槽壁另加防析出棒 電壓控制於0 9V 2020 2 16 27 化鎳槽硝槽及清洗程序 將化鎳槽槽液排出 加入30 w w 硝酸 於50 下啟動循環pump至少24小時 排出硝酸 清洗槽壁 再加入DI水清洗循環15分鐘後排出 加入2 氨水清洗循環至少一小時後排出 再加入DI水清洗循環15分鐘後排出 加入5 9026BMM循環至少二小時後排出 可省略 2020 2 16 28 化鎳槽建浴法 槽中置入約1 2槽積之D I 水加入14 9026BMM加入4 9026AM再加入2 6ml l之9026DM補水至液位高度 打開循環過濾並加溫 使用50 v v氨水或5 v v試藥級硫酸 調整pH至4 8 2020 2 16 29 ImmersionAu 浸金 9027SG 作用在鎳面上行置換反應 沉積一層金 以保護鎳層 防止氧化 並提供接觸導通之用 特色不需額外分析 操控容易藥液操作範圍廣 2020 2 16 30 反應機構陽極Ni Ni2 2e 陰極 Au CN 2 e Au 2CN 2 Au CN 2 Ni 2Au 4CN Ni2 2020 2 16 31 操作條件配槽9027SG 10 ST25 5 PGC 0 5g l濃度控點 Au 0 5g l 0 4 1 0g l pH 4 5 4 3 4 8 溫度 80 5 浸泡時間 依金層厚度而定當槽頻率 800ppmNior6ppmCu 依鎳離子而變 2020 2 16 32 製程概論 藥水 浸金 操作溫度 85 C 當浸泡時間為10 15分鐘 其沉積厚度可達3 4u 預縮短反應時間可搭配加速劑使用 當80 C浸泡時間為5 7分鐘時 其沉積厚度可達2 0 3u 針對產品對浸金疏孔性要求 提供9027SG以符合低疏孔性的需求 附件一 藥液操作條件 2020 2 16 33 注意事項 槽液循環需6 10Turn配槽後pH約4 35 以20 試藥級 氨水或檸檬酸調整至pH 4 35 每添加金鹽100克需添加1LST25沉積速率 0 35 0 4 min 2020 2 16 34 製程概論 設備 需求 1 槽稱循環方式加熱方式酸性清潔劑循環過濾皆可熱水洗空氣皆可市水洗 2空氣無微蝕循環過濾 空氣石英市水洗 2空氣無酸浸空氣皆可 2020 2 16 35 製程概論 設備 需求 2 槽稱循環方式加熱方式市水洗 2空氣無預浸無無活化溢流循環過濾石英純水洗 2無無後浸循環馬達無純水洗 2無無 2020 2 16 36 製程概論 設備 需求 3 槽稱循環方式加熱方式化學鎳溢流循環SS316或水浴純水洗 3無無浸金循環馬達石英純水洗 2無無熱水洗空氣皆可 附件二 設備規格 2020 2 16 37 製程概論 設備 化學鎳槽 馬達 加熱器SUS316 整流器 馬達 整流器 馬達 2020 2 16 38 Peeling ThicknessTest 取約5 5大小之銅面板或量產板 伴隨量產板一起走完化鎳金線 銅面板使用3M600or610膠帶試拉 不可有金殘留 量產板則以膜厚儀量測鎳金厚度 以確定鎳槽及金槽時間 註 1 PeelingTest每日首掛均要做 2 ThicknessTest於更換不同料號不同鎳金厚度時均要做 2020 2 16 39 EtchingAmountTest 取任一大小之銅面板 不含孔 用水洗淨 置於烤箱 設定110 烘烤10分鐘取出冷卻3分鐘 稱重至小數點以下4位 記錄為W1穿線綁於掛架 與生產板一起走微蝕槽 取出水洗 置於烤箱 設定110 烘烤10分鐘取出冷卻3分鐘 稱重至小數點以下4位 記錄為W2計算公式 參考範圍 20 50 2020 2 16 40 化學鎳浸金製程管理控制 前處理製程板子清潔度 防焊 顯影 錫鉛 殘銅 化學鎳浸金製程 化學鎳防析出裝置 電流上升變化 定電壓 0 9V 分析系統 循環狀況 分析值變化添加系統 9026AM CM等量消耗化學鎳異常處理後處理製程 清洗烘乾限純水 無藥水 勿熱疊板 2020 2 16 41 化學鎳異常處理 翻槽藥液損失同配槽比例添加藥液 9026AM BMM DM 9026AM添加過高高於控制點0 3g L以上 當槽高於控制點0 3g L以內 暫停添加9026CM添加過低低於控制點0 3g L以上 當槽高於控制點0 3g L以內 少量多次添加 附件三 藥液分析處置 2020 2 16 42 前製程化學鎳浸金製程的影響 鑽孔 裁邊 粗糙度過大 跳鍍 孔露銅 PTH 殘鈀 NonPTH孔上金 電鍍銅 均擲力太差或銅易咬 過蝕 蝕刻 殘銅 散鍍 鍍 剝錫鉛 錫鉛殘留 跳鍍 防焊銅面不潔 防焊 顯影 溶劑殘留 Peeling 露銅 粗糙 塞孔不良 兩面塞孔有破 單面塞孔不良 跳鍍 2020 2 16 43 Au Ni結構 Au Ni結構 Au Ni結構 刷磨重工 Au Ni結構 輕刷 SEM Au Ni結構 2020 2 16 44 SEM Au Ni結構 疏孔 疏孔 從上圖可看見有嚴重疏孔現象 2020 2 16 45 顯微鏡 Au Ni結構 2020 2 16 46 IMC層切片 2020 2 16 47 X ray量測示意圖 Ni 133uinAu 3 5uin Ni 130uinAu 2 8uin 建議量測範圍為50 2020 2 16 48 點1 點2 點3 點4 點5 光學點1 光學點2 不同PAD與不同程式量測之比較 2020 2 16 49 X ray型號CMI900 2020 2 16 50 連孔跳鍍 生產時常見之問題講解 2020 2 16 51 獨立Pad跳鍍 1 生產時有黏板現象 2 銅面上有Scum殘留 3 活化槽鈀未吸附在銅上 1 注意插板時板與板間距 2 板子化金前需進行輕刷 避免板面清潔度不足 3 檢查鈀槽活化強度 調整至Pd 40ppm以上 2020 2 16 52 金面色差 1 Ni槽補充異常2 Ni槽攪拌太強 循環量 3 Ni槽金屬雜質污染4 綠漆溶入鍍液中5 Ni槽活性太差6 活化不良 2020 2 16 53 跳鍍 SkipPlating 1 鎳槽活性不良 pH過低 溫度過低 2 氨水遭有機物污染3 9026DM未添加 2020 2 16 54 散鍍 2020 2 16 55 長腳 1 當Pd槽受Cl 污冉染時會有嚴重長腳現象 2 當Pd槽之Cl 5ppm及會有長腳出現 3 溫度太高4 蝕刻有殘足 當掉污染之槽液 洗槽後重新配製一新的Pd槽 並注意配槽時純水的Cl 含量調整溫度增加微蝕量 2020 2 16 56 指孔內應該上化鎳金的部分 並未上化學鎳與金 生產時有黏板現象 在化學鎳槽時孔內有氣泡殘留 在化學金槽時孔內有氣泡殘留 注意插板時板與板間距 於鎳槽須搖擺約30 45度 於鎳槽須加裝震盪器 於金槽須搖擺約30 45度 2020 2 16 57 孔邊及大銅面均跳鍍孔內有發現白色異物 EDS分析可發現大量的Sn及Pb存在 噴錫退洗後走化鎳金跳鍍現象 此板無法重工及化金 2020 2 16 58 化金後金面變紅但鎳及金厚度均正常 後水洗槽或水平之後清洗線水質受酸污染 更換金槽後水洗槽或是水平之後清洗線水洗槽 2020 2 16 59 SMTPad發白 微蝕槽污染銅面 銅面不潔 鎳沉積太快 11uin 更換微蝕槽 多走幾次前處理後再走化金 調整鎳之沉積速率 2020 2 16 60 露銅 銅面不潔 1 加強前處理 2 改善前製程 如防焊或去膜 2020 2 16 61 未清洗前 清洗後 擦拭後 水紋氧化 後水洗槽或水平之後清洗線水洗不