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電路板錫晶須

發布時間:2023-01-31 21:33:10

1. 什麼是 PPF 引線框架

PPF (Pre-Plating frame Finish 預電鍍), 作為無鉛零錫須危險替代物的一種選擇,最初由德州儀器在1989年引入,
採用PPF處理的lead frame, 免去了後道電鍍工藝post plating(就是指鍍錫或錫鉛), 不但符合綠色環保要求,同時能夠極大節約後電鍍相關的成本,如設備、廢水、樓層空間、產能損失和循環時間等。
目前normal PPF一般採用NIPdAu這三層 (也有採用鎳鈀金銀的,比如三星的upgrade U-PPF)。
鎳層較厚,含磷,也較硬。鍍層的焊接性能是由鎳層來體現的,真正需要焊接形成金屬間化物的是鎳而不是金,金僅僅是為了保護鎳不被氧化或腐蝕,金層在焊接一開始就溶解到焊料之中去了。
金層不能太厚,厚的話影響可焊性(上板焊錫),當然金層相對厚一點對WB有利。
鈀層在鎳金層中間,是防止鎳與金的直接接觸後發生噬金現像導致金層的疏孔。鈀的價格相對於金來說不是很貴。
有化學鍍鎳鈀金 與電鍍鎳鈀金之分。
化學鍍是通過化學置換反應將金從溶液中置換到被鍍表面,只要置換上來的金將鍍層完全覆蓋,則該置換反應自動停止,化學鍍的工藝相對容易控制,鍍金層往往只有約0.03~0.1 微米的厚度,且厚度都均勻一致。
電鍍鎳金是通過施電的方式,在電鍍液一定的情況下,通過控制電鍍的時間來實現對鍍層厚度的控制。
PPF (Pre-Plating frame Finish 預電鍍), 作為無鉛零錫須危險替代物的一種選擇,在沒有進行PPF的情況下,在封裝後線要進行電鍍錫工藝(Post plating)。
常溫下純錫鍍層會長出樹枝狀的突出物,稱之為錫須(晶須),錫須的生長主要是有電鍍層上開始的,具有較長的潛伏期,從幾天到幾個月甚至幾年,錫須的長度太長,會造成導體或零組件之間的短路,一般很難准確預測錫須所帶來的危害。

一般來說,錫須有如下的產生原因:
1、錫與銅之間相互擴散,形成金屬互化物,致使錫層內壓應力的迅速增長,導致錫原子沿著晶體邊界進行擴散,形成錫須;
2、電鍍後鍍層的殘余應力,導致錫須的生長。
一般的防錫須解決措施:
1、電鍍霧錫,改變其結晶的結構,減小應力;
2、在150攝氏度下烘烤2小時退火;(實驗證明,在溫度90攝氏度以上,錫須將停止生長)
3、Enthone FST浸錫工藝添加少量的有機金屬添加劑,限制錫銅金屬互化物的生成;
4、在錫銅之間加一層阻擋層,如鎳層;
5、抑制錫須,現發現的最好辦法是在錫中添加鉛。人們在多年以前就認識到通過在鍍層中摻入鉛來解決這個問題,但現在鉛已經被認為是有害物質,並被RoHS指令禁止使用。當然錫須也會從鉛錫表面生長出來,但是這種錫須要比從純錫中長出來的錫須短得多。
6、添加1~2%的黃金,也具有很好的抑制錫須的作用。

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