化镍浸金焊接黑垫之探究与改善 (上)

各种精密组件组装的多层板类，为了焊垫的平坦、焊锡性改善，焊点强度与后续可靠度更有把握起见，业界约在十余年前即于铜面逐渐采用化镍浸金(Electroless Nickel and Immersion Gold;EN/IG)之镀层，作为各种SMT焊垫的可焊表面处理(Solderable Finishing)。此等量产板类有：笔记型计算机之主机板与通讯卡板，行动电话手机板，个人数字助理(PDA)板，数字相机主板与卡板，与摄录像机等高难度板类，以及计算机外设用途的各种卡板(Card，是指小型电路板而言)等。据IPC的TMRC调查指出ENIG在1996年只占PCB表面处理的2%，但到了2000年时却已成长到了14%了。以台湾量产经验而言，1000l之化镍大槽中，单位操作量（Loading Factor）已达1.5ft2/gal（360cm2/L），工作忙碌时两三天就需要换槽。ENIG之所以在此等困难板类大受上下游欢迎的原因，经过深入了解后计有下面四点：图1.此为Errison著名手机T-28之HDI六层板（1+4+1），线宽3mil雷射盲孔5mil，其基频区共装了一颗mini-BGA及4颗CSP，其Via in Pad之垫径仅12mil左右，是1999被Prismark推崇的明星机种。初上市时售价台币两万六，由于竞争激烈及电磁波太强，2001年已跌价到了999元，灾情之惨重岂仅是唏嘘慨叹而已。
1.1 表面平坦好印好焊，小型承垫独领风骚
当板面SMT的细长方形、或圆形、或方形之焊垫越来越多、越密、越小时，熔锡与喷锡处理垫面之高低不平，造成锡膏印刷不易与零件踩脚困难，进而造成热风或热氮气熔焊（Relow）品质的劣化。此与十余年前盛行的通孔波焊，或后来垫面还够大时的锡膏熔焊等皆大异其趣。彼时之垫面喷锡处理，无论在焊锡（Solderablity）或焊点强度（Joint Strength）方面，均非其它可焊处理之所能望其项背。良好的ENIG平均可耐到3次的高温焊接，目前也是浸银或浸锡处理所无法相提并论的。