IPC4552中文.doc

1、ipc-4552印刷電路板化鎳沉金電鍍規(guī)范印刷電路板化鎳沉金電鍍規(guī)范1.范圍1.1范圍 本規(guī)范規(guī)定了印刷電路板使用化鎳沉金的表面加工方式的要求，本規(guī)范確定了基于性能標(biāo)準(zhǔn)的化鎳沉金沉積厚度的要求，它適用于供應(yīng)商，印制電路廠商，電子制造業(yè)服務(wù)商和原設(shè)備廠商。1.2 描述 化鎳沉金是指化學(xué)腐蝕一層鎳，再在鎳層上面沉積一薄層金，它是一種多功能的表面加工方式，適用于焊接，鋁線接合，壓配合連接和作為接觸表面。沉金保護(hù)下層的鎳不被氧化，不鈍化而縮短壽命。然而，這一層不是完全的不受損傷的，它不能通過多孔測(cè)試的要求。1.2.1 磷/硼內(nèi)容 包含還原劑的磷或硼用來減少沉積過程中的化學(xué)鎳層，磷或硼與鎳沉積成一體，這

2、些共同沉積元素的標(biāo)準(zhǔn)被控制在指定的處理界限內(nèi)，磷或硼標(biāo)準(zhǔn)的變化如果超出指定的處理界限，可能會(huì)對(duì)成品的可焊性起相反的作用。1.3目標(biāo) 本規(guī)范對(duì)化鎳沉金的表面加工方式的具體要求（參見表3-1為這些要求的概要）。與其它的加工要求規(guī)范一樣，它們將被ipc電鍍處理委員會(huì)編入ipc4550，作為其中的一部分。這個(gè)和其它的可應(yīng)用的規(guī)范不斷的被審查，委員會(huì)將添加適當(dāng)?shù)母纳?，并?duì)這些文檔做必要的修訂。表3-1 化鎳沉金的要求測(cè)試測(cè)試方法要求章節(jié)分類1分類2分類3一般的目視目視3.1相同的電鍍，鍍金完全覆蓋表面化學(xué)鎳層厚度附錄43.2.13到6m118.1到236.2in沉金厚度附錄40最小值0.05m最小值1.

3、97in多孔性n/a3.3n/a物理的粘合/tape測(cè)試ipc-tm-650tm 2.4.13.4無明顯焊盤脫落可焊性j-std-0033.5滿足種類3的可焊性要求，保存期為6個(gè)月化學(xué)的磷/硼內(nèi)容astm b-733-97&astmb607-91(1998)1.2.1僅供參考；廠商由測(cè)試要求而定化學(xué)阻抗n/a3.7n/a電的高頻信號(hào)損失3.8tbd接觸電阻1.4.2tbd環(huán)境的清潔ipc-tm-650tm 2.3.253.6最大值1.56g/cm21.4 性能參數(shù)1.4.1可焊性 化鎳沉金的主要功能是提供了一個(gè)可焊接的表面加工方式，它有較長(zhǎng)的保存期限，適合于所有的表面貼裝和通孔組裝的應(yīng)

4、用。由于沉金層的最小厚度的限制，焊接結(jié)合處的金脆變的可能性是可以忽略的。1.4.2接觸面 使用化鎳沉金對(duì)于以下方面的應(yīng)用要有充實(shí)的經(jīng)驗(yàn)。1.4.2.1 膜片轉(zhuǎn)換 化鎳沉金實(shí)際上是膜片轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)。只有0.025m沉金厚度的化鎳沉金表面加工方式適合于1.5百萬次作用，而阻抗變化可以忽略。1.4.2.2 金屬圓頂接觸 委員會(huì)試圖完成這部分，但是此時(shí)沒有獲得必需的數(shù)據(jù)，只要可能，這些數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)提交到ipc 4-14電鍍處理委員會(huì)，并考慮將其包含在本標(biāo)準(zhǔn)的修訂本中。1.4.3 電磁干擾的屏蔽 化鎳沉金是用來作為電磁干擾和印刷線路板的分界面的一種表面加工方式。1.4.4 傳導(dǎo)的和各向異性的粘合劑的分界面 化

5、鎳沉金在理想情況下適合于作為各向異性的粘合劑應(yīng)用的分界面（傳導(dǎo)的粘合劑的使用作為一個(gè)可選擇性的方法焊接）1.4.5 連接器 1.4.5.1 壓配合 壓配合要求要適合于gr-1217-core.過多的鎳層厚度會(huì)導(dǎo)致壓配合相關(guān)的插入強(qiáng)度。1.4.5.2 邊緣tab 化鎳沉金的表面加工方式適用于插入安裝的應(yīng)用（5插入/收回）使用低插入強(qiáng)度或零插入強(qiáng)度的連接器?；嚦两鸩贿m合于邊緣連接器多次插入收回或高插入強(qiáng)度的應(yīng)用。這種應(yīng)用通常要求交替的金屬加工，比如電解堅(jiān)固的金。1.4.6 鋁引線結(jié)合法 化鎳沉金滿足mil-std-883的要求，方法2001.7。影響性能的變量包括清潔度，原材料，金屬絲的厚度和表

6、面圖形?；嚦两鸩皇潜砻嫫骄?，表面圖形主要取決于下面銅層的情況。2.適用的文件2.1 ipcj-std-003 印制板的可焊性測(cè)試ipc-tm-650 測(cè)試方法指南2.3.2通過溶劑抽出物的電阻系數(shù)對(duì)可電離的表面污染物的探測(cè)和測(cè)量。2.4.1粘合，tape測(cè)試ipc-2221 印制板設(shè)計(jì)的一般標(biāo)準(zhǔn)ipc-6011 印制板一般性能規(guī)范ipc-6012 硬性印制板的質(zhì)量和性能規(guī)范ipc-6013 軟性印制板的質(zhì)量和性能規(guī)范2.2 國(guó)際astmastm b607-91(1998) 工程使用的自身催化鎳硼涂覆的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范astm b733-97 自身催化鎳磷涂覆于金屬的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范2.3 防衛(wèi)標(biāo)準(zhǔn)化程序mi

7、l-std-883,方法 2011.7 測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)，微電路接合力（破壞性接合拉力測(cè)試）2.4 telcordia技術(shù)，inc.telcordia gr-1217-core 用于通訊硬件的可分離的電子連接器的一般要求。2.5 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織iso-4527 自身催化的鎳磷涂覆規(guī)范和測(cè)試方法.附件a:涂覆厚度的確定。附錄d：涂覆成分的確定（鎳和磷的內(nèi)容）。3.要求3.1目視 化鎳沉金的表面應(yīng)當(dāng)依據(jù)ipc-6010系列的目視檢查部分檢查，更明確的ipc-6012指定1.75x（大約3倍的屈光度）的放大。覆蓋將完成，表面的加工方式為統(tǒng)一的鍍金（圖3-1）。所有產(chǎn)品的電鍍表面沒有外部裂化或鎳足（圖3-

8、2），邊緣后拉（圖3-3）或漏鍍（圖3-4）。3.2 加工厚度 鎳層和金層的厚度根據(jù)在pwb制作過程中化鎳沉金的電鍍步驟測(cè)量和校驗(yàn)。用于厚度確定的x-ray熒光方法的使用要與本文件附錄4一致，使用為化鎳沉金的測(cè)量配備有軟硬件的x-ray熒光儀器。xrf測(cè)試方法是iso-4527,自身催化的鎳磷涂覆的規(guī)范和測(cè)試方法。3.2.1無電鍍鎳層厚度 無電鍍鎳層厚度為3到6m118.1到236.2in.3.2.2沉金的厚度 最小的沉金厚度為0.05m1.97in,平均數(shù)以下的第四個(gè)（標(biāo)準(zhǔn)偏差）。典型的范圍是0.075到0.125m2.955到4.925in.較高的金層厚度通常要求擴(kuò)充溶液的接觸時(shí)間和增加溶

9、液的溫度，由于過分的腐蝕，這可能會(huì)增加內(nèi)層鎳組成完整性的風(fēng)險(xiǎn)。裝置和測(cè)量方法對(duì)于精確度是至關(guān)重要的（參照附錄四推薦的測(cè)量方法）。3.3多孔性 化鎳沉金的沉金層不是完全密封的，它不能通過多孔性測(cè)試的要求（硝酸astm b 735）。3.4支撐力 對(duì)化鎳沉金的成品板的支撐力測(cè)試的目的有兩方面：第一方面是測(cè)試沉金層對(duì)鎳層和鎳層對(duì)下層金屬的支撐力；第二方面是測(cè)試阻焊層對(duì)布線和金屬箔的支撐力。這兩種測(cè)試應(yīng)當(dāng)在板子上高密度的層進(jìn)行，比如bga的位置，細(xì)節(jié)距引腳圖案之間的障礙或布線高密度的區(qū)域。膠帶測(cè)試要與ipc-tm-650一致，測(cè)試方法2.4.1,使用一條壓力敏感的膠帶，表面或阻焊層沒有明顯的移動(dòng)，與電

10、鍍點(diǎn)/圖案或阻焊層粘附在膠帶上顯示的一樣。如果懸于金屬（長(zhǎng)條）之下或阻焊層底切中斷并粘附在膠帶上，懸掛或長(zhǎng)條是明顯的，但并不是支撐失敗。由于測(cè)試要求在高密度的區(qū)域，留在膠帶上的殘余物影響焊接的可能性是存在的，尤其如果用錯(cuò)了膠帶。對(duì)可焊性零影響的確認(rèn)必須通過區(qū)域測(cè)試的證明。3.5可焊性 厚度要求的規(guī)范包含于此將滿足j-std-003的種類3的被覆金屬耐久力的要求，例如，保存期限要大于6個(gè)月。注釋：蒸發(fā)老化的使用對(duì)于化鎳沉金不是一個(gè)適用的加速老化的測(cè)試方法。3.6清潔 化鎳沉金的特色之處在于比其他的表面加工方式清潔。這個(gè)程序?qū)⒈话惭b，繼續(xù)使用ipc-tm-650，測(cè)試方法2.3.25，通過溶劑抽出

11、物的電阻系數(shù)探測(cè)和測(cè)量可電離的表面污染物，并且滿足ipc-6010系列給出的值1.56g/cm2nacl等價(jià)物。如果不能滿足清潔規(guī)范，應(yīng)當(dāng)立即采取糾正措施。3.7化學(xué)阻抗 化鎳沉金的化學(xué)阻抗測(cè)試是不可應(yīng)用的。3.8高頻信號(hào)損失 高頻信號(hào)的應(yīng)用由于增加了電阻抗可能會(huì)有信號(hào)損失。由于這些電性的差異，任何外層的邊緣連接結(jié)構(gòu)都要特殊的考慮。當(dāng)化鎳沉金應(yīng)用所有銅的特征，這個(gè)影響會(huì)更普遍，比如在阻焊層前化鎳沉金的應(yīng)用。當(dāng)僅僅焊盤（而不是引線）被電鍍，這個(gè)影響會(huì)減小。4.品質(zhì)保證規(guī)定 一般的品質(zhì)保證規(guī)定在ipc-6011和各項(xiàng)規(guī)范中有詳細(xì)說明。pwb無電鍍鎳/沉金關(guān)于資格，可接受性和品質(zhì)一致的額外要求在這里

12、詳細(xì)說明。4.1資格 一個(gè)pwb產(chǎn)品的資格由使用者和廠商承認(rèn)（參照ipc-6011）。pwb廠商化鎳沉金的加工能力被評(píng)估。附錄3描述的是一個(gè)pwb廠商化鎳沉金加工方面推薦的賦予資格。4.1.1樣品測(cè)試coupons 用來pwb化鎳沉金賦予資格的測(cè)試樣品在ipc-2221（參見圖表4-1）和各項(xiàng)規(guī)范中詳細(xì)說明，對(duì)于有額外測(cè)試要求的樣品列于表格4-1。4.2可接受性測(cè)試 樣品計(jì)劃和可接受性測(cè)試的頻率除了可焊性和被覆金屬厚度的檢查與ipc-6011和各項(xiàng)規(guī)范一致?？珊感院突嚦两鸺庸ず穸鹊臉悠酚?jì)劃將由使用者和廠商承認(rèn)。4.3品質(zhì)一致性測(cè)試 品質(zhì)一致性測(cè)試將與檢查一致在ipc-6011和各項(xiàng)規(guī)范中詳細(xì)

13、說明，同時(shí)規(guī)格厚度檢查增加。厚度檢查的頻率是每批對(duì)等級(jí)1和2檢查一次，等級(jí)3產(chǎn)品由使用者和廠商承認(rèn)。表格4-1 資格測(cè)試coupons測(cè)試類型1類型2，3，5類型4，6板子物理要求被覆金屬厚度m2,m5m2,m5m2,m5×附錄1化學(xué)定義無電鍍過程-這個(gè)化學(xué)過程通過氧化還原反應(yīng)促進(jìn)pwb表面金屬的持續(xù)沉積，沒有外電勢(shì)的使用。還原劑比如鈉次磷酸鹽，把電子給溶液中的陽離子，從而還原金屬并促進(jìn)它在pwb催化金屬表面的沉積。這個(gè)反映認(rèn)為是自身催化的，因?yàn)樗鼘⒗^續(xù)電鍍只要溶液中存在金屬離子和還原劑，直到板子從電鍍槽中移走。電鍍沉積的厚度根據(jù)溫度，化學(xué)參數(shù)和在電鍍槽中消耗的時(shí)間而變化。沉積過程-

14、這個(gè)化學(xué)過程使用化學(xué)置換反應(yīng)使pwb暴露的金屬表面沉積一層金屬，在這個(gè)反應(yīng)里，賤金屬失去電子還原溶液中的金屬陽離子，受電氣化學(xué)的電位不同的驅(qū)使，溶液中的金屬離子（例如，化鎳沉金中的金離子）沉積在板子的表面，同時(shí)，將表面金屬的離子（例如，化鎳沉金中的鎳離子）置換到溶液中。這個(gè)反應(yīng)是自我催化的，因?yàn)橐坏┍砻嬗须婂兊慕饘?，不需要再有電子來源，反?yīng)不會(huì)停止。附錄2加工工序1 清潔-這一步的目的是清潔銅表面準(zhǔn)備加工，清洗除去氧化物，除去污染物使表面變亮，確保銅的表面為均一的微腐蝕狀態(tài)。要遵循賣主溫度，停留時(shí)間，攪動(dòng)和電解質(zhì)化學(xué)物質(zhì)的控制方面的規(guī)范。2 微腐蝕-這一步的目的是微腐蝕銅，產(chǎn)生一個(gè)能均一的促進(jìn)

15、并具有很好的沉積支撐的電鍍的表面?？赡軙?huì)使用不同于蝕刻劑的種類（例如，過(二)硫酸鈉，過氧化物/硫磺）。要遵循賣主溫度，停留時(shí)間，攪動(dòng)和電解質(zhì)化學(xué)物質(zhì)的控制方面的規(guī)范。3 催化劑-這一步的目的是沉積一種物質(zhì)，它是化學(xué)鎳電鍍到銅表面的催化劑。催化劑降低鎳沉積的活化能量，并使電鍍?cè)阢~表面開始。催化劑的例子包括鈀和釕。要遵循賣主溫度，停留時(shí)間，攪動(dòng)和電解質(zhì)化學(xué)物質(zhì)的控制方面的規(guī)范。4 無電鍍鎳-這個(gè)電解質(zhì)的目的是沉積要求厚度的化學(xué)鎳到催化的銅表面，鎳的厚度要足夠形成一個(gè)擴(kuò)散勢(shì)壘區(qū)用于銅的移動(dòng)，并根據(jù)應(yīng)用提供一個(gè)可焊接的表面。 鎳電解質(zhì)有一個(gè)相對(duì)高的沉積率，它的起作用的化學(xué)成分一定要補(bǔ)充并保持平衡一定

16、的主要成分?；瘜W(xué)鎳電解質(zhì)在高溫時(shí)反應(yīng)快，并且要增加接觸時(shí)間以達(dá)到要求的沉積厚度。因此確保pwb的底層和阻焊層材料的兼容性是很重要的。要遵循賣主溫度，停留時(shí)間，攪動(dòng)電解質(zhì)負(fù)荷和電解質(zhì)化學(xué)物質(zhì)的控制方面的規(guī)范。5 沉金-這一步的目的是沉積一薄層連續(xù)的沉金，金層保護(hù)化學(xué)鎳不受氧化和鈍化，并且根據(jù)應(yīng)用提供一個(gè)接觸表面。此電解質(zhì)在相對(duì)高溫時(shí)反應(yīng)，并且停留時(shí)間。確保底層和阻焊層的兼容性。要遵循賣主溫度，停留時(shí)間，攪動(dòng)和電解質(zhì)化學(xué)物質(zhì)的控制方面的規(guī)范。6 清洗-這一步的目的是在每一步化學(xué)處理后，要除去pwb表面殘留的化學(xué)物質(zhì)。這可能經(jīng)過一步或很多步才能完成。在一些情況下，為了達(dá)到最佳的處理效果，需要提前浸泡

17、或最后浸泡的處理步驟。要遵循賣主溫度，停留時(shí)間，攪動(dòng)和翻轉(zhuǎn)率方面的規(guī)范。7 烘干-這一步的目的是確保板子是完全干燥的。這可以通過在線垂直或離線水平干燥來完成。離線水平烘干要先有一個(gè)水平清洗步驟，并且應(yīng)當(dāng)致力于化鎳沉金的過程中。時(shí)間和溫度必須要是適合這種產(chǎn)品的最佳的。附錄3化鎳沉金過程中廠商的賦予資格在過程的賦予資格中，要求有以下幾個(gè)方面：可焊性-可焊性要滿足j-std-003種類3，貫穿鎳電解質(zhì)的壽命。厚度分配-面板之間和面板不同部分的厚度分配的特征。設(shè)立允收標(biāo)準(zhǔn)。兼容性-由于化鎳沉金過程中的化學(xué)物質(zhì)的侵略性特征，物料兼容性的確認(rèn)是非常重要的。核實(shí)加工前和加工后的過程和物料是兼容的。阻焊層/圖

18、層是過程或物料兼容性的很好的例子。可加工性-遵循賣主過程控制的指導(dǎo)，包括：溫度/停留時(shí)間，分解頻率，丟棄和重制進(jìn)度，控制器等。自動(dòng)控制器的使用對(duì)于鎳電解質(zhì)是必需的生產(chǎn)工具。附錄4厚度測(cè)量的建議精確的測(cè)量化鎳沉金中銅表面所覆環(huán)氧薄片的厚度的一般建議，（金/鎳/銅/環(huán)氧的）使用eds-xrf如下。聯(lián)系你的xrf廠商遵從這些建議或其它的明確的程序。標(biāo)準(zhǔn)-測(cè)量的厚度值應(yīng)與標(biāo)簽上的標(biāo)準(zhǔn)值匹配，nist-可追溯的值，頂層（金）在5%以內(nèi)，第二層（鎳）在10%以內(nèi)。厚度標(biāo)準(zhǔn)的最小值應(yīng)當(dāng)在樣品批的同時(shí)測(cè)量。選擇一個(gè)接近期望厚度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量。為了有最精確的結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)當(dāng)與樣品的基礎(chǔ)原料匹配。光束尺寸-x-ray

19、光束的尺寸至少要小于樣品測(cè)量區(qū)域的30%，對(duì)于金來說，較大的光束尺寸會(huì)引起錯(cuò)誤的較高的厚度值，這是基礎(chǔ)材料中的溴干擾的結(jié)果。能量范圍（光譜線）-為了避免銅層線與環(huán)氧薄片中的溴線的交迭，能量范圍或有關(guān)金的光譜線一定要細(xì)心的挑選。具有電晶體探測(cè)器的eds-xrf工具，沒有交迭的問題，并能使用金的l光譜線測(cè)量金。pin二極管探測(cè)器工具在溴的k光譜線和金的l光譜線之間有一小部分交迭。為了避免溴的干擾，使用從9.4kev到10.1kev的金的l光譜線測(cè)量。氣體均衡計(jì)數(shù)器，在銅的k光譜線與金的l光譜線之間和金的l光譜線與溴的k光譜線之間有交迭。為了避免銅的干擾，選擇從10.5kev到12.7kev的金的l

20、光譜線，并使用數(shù)字過濾技術(shù)除去來自溴的交迭。測(cè)量時(shí)間-測(cè)量時(shí)間影響校準(zhǔn)的精度和后來的測(cè)量精度。為了高標(biāo)準(zhǔn)的精度，工具應(yīng)當(dāng)使用長(zhǎng)的校準(zhǔn)測(cè)量時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)，一般為60秒。測(cè)量結(jié)果的精度可以通過測(cè)量樣品的特定位置或標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)多次來確定。一組測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏離就不能作為測(cè)量時(shí)間的平方根，所以40秒的測(cè)量有1/2標(biāo)準(zhǔn)偏離就相當(dāng)于只有10秒的測(cè)量。附錄5化鎳沉金的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展成就簡(jiǎn)介化鎳沉金自90年代初期就已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。隨著產(chǎn)品細(xì)間距，小外型和薄底層的發(fā)展，熱風(fēng)焊接水準(zhǔn)（hasl）迅速達(dá)到它的極限?；嚦两鸨萮asl提供了較大的范圍，由于它的多功能的性能繼續(xù)贏得市場(chǎng)。由于它的共面特性和有較長(zhǎng)的保存期限，它主要

21、用來作為一個(gè)可焊接的表面。它是作為焊盤接觸點(diǎn)應(yīng)用的最好的選擇。它是用于鋁引線接合的理想表面。另外的優(yōu)點(diǎn)包括組裝后容易檢查，通孔加固電鍍并且它是無鉛的?；嚦两鸬闹饕秉c(diǎn)是偶爾會(huì)出現(xiàn)“黑焊盤”，黑焊盤由于以下的事實(shí)而得名，當(dāng)遇到黑焊盤時(shí)，鎳錫的焊接接縫不能焊接到一起，鎳表面的界面處看起來暗或黑。關(guān)于黑焊盤的原因，發(fā)表了一系列的論文。一般的理解是在沉金過程中，鎳的表面被過分腐蝕的結(jié)果。這個(gè)問題可以通過好的過程控制來限制，通過耐腐蝕的鎳的形態(tài)和減少在金電解質(zhì)中的腐蝕停留時(shí)間來解決。隨著化鎳沉金的使用，最終用戶根據(jù)他們的經(jīng)驗(yàn)要求增加厚度范圍。關(guān)于機(jī)械裝置的理解，造成黑焊盤的缺陷，需要較厚的金的沉積，需

22、要在金電解質(zhì)中較長(zhǎng)的停留時(shí)間，這被看作潛在問題的來源。為了確保最好的實(shí)踐，包括當(dāng)前過程的理解的需求在工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)范定義中成為最優(yōu)先的。ipc電鍍委員會(huì)4-14承擔(dān)起創(chuàng)建ipc規(guī)范的任務(wù)，此規(guī)范可以由設(shè)計(jì)者，制造者和購買者（原始設(shè)備制造商oem和匯編程序或合同廠商）喚起。這個(gè)項(xiàng)目吸引了來自工業(yè)的有代表性的部門的參與，現(xiàn)行的成員由oems,cms，板子制造商，化學(xué)制品廠商和其他人組成。這個(gè)文件是委員會(huì)創(chuàng)作規(guī)范的行動(dòng)報(bào)告。過程定義化鎳沉金是在化學(xué)鎳層上面鍍一薄層金。它是一種多功能的表面加工方式，適用于焊接，鋁引線接合，壓配合連接，和作為一個(gè)接觸表面。沉金的主要作用是保護(hù)下層的鎳不被氧化/鈍化以保持它

23、的預(yù)期用途的完整性。工業(yè)調(diào)查作為此規(guī)范的出發(fā)點(diǎn)，委員會(huì)的成員被要求提交他們推薦或客戶要求他們提供的化鎳沉金厚度的典型數(shù)值，目的是找出設(shè)計(jì)者要求的鎳和金的厚度，并且把它與化學(xué)制品廠商決定的過程性能做對(duì)比。圖1和2表明調(diào)查結(jié)果。鎳層的厚度基于調(diào)查數(shù)據(jù)和隨后委員會(huì)關(guān)于具體應(yīng)用的討論，化鎳沉金應(yīng)用的鎳層厚度達(dá)到一致同意是相對(duì)容易的。最小厚度為120in就足夠阻止銅擴(kuò)散和保持可焊性，并為引線接合的應(yīng)用提供堅(jiān)固的基礎(chǔ)。上限達(dá)到240in是考慮到適用于pin的應(yīng)用，過分的鎳層厚度會(huì)導(dǎo)致不可接受的高pin的插入壓力。金層的厚度 沉金的厚度并不是那樣簡(jiǎn)單。圍繞較高的金層厚度的風(fēng)險(xiǎn)/好處，出現(xiàn)黑焊盤的問題和最小的

24、厚度滿足最終的使用要求的爭(zhēng)論不斷進(jìn)行。一系列沒有確定答案的問題被提出。·能保持鎳層可焊性的最小的金層厚度是多少？·最小保存期限為一年需要多少金？·較厚的金能改善性能嗎？·焊盤接觸點(diǎn)的應(yīng)用需要多厚的金？·當(dāng)前使用的過程是怎樣的？·金層的厚度能被測(cè)量的多精確？在努力回答這些問題時(shí)，委員會(huì)設(shè)計(jì)并執(zhí)行了一系列的性能研究，研究包括：·性能研究決定沉積過程中能沉積多厚的金。·通過潤(rùn)濕平衡方法的可焊性分析決定要求的最小厚度。·老化后的可焊性。·使用碳膜轉(zhuǎn)換進(jìn)行接觸電阻測(cè)試。循環(huán)測(cè)試委員會(huì)有5個(gè)化鎳沉金化學(xué)制品

25、廠商（參見附錄為委員會(huì)參與者的名單）。在早期的規(guī)范制作會(huì)議上，由5個(gè)不同的廠商推薦的化學(xué)制品管理政體的變化是顯然的。為了決定金隨時(shí)間沉積厚度的范圍，快速的循環(huán)測(cè)試被設(shè)立，由5個(gè)化學(xué)制品廠商完成。沉積率測(cè)試板包含coupons，用于可焊性的評(píng)估。所有用于化鎳沉金的面板由一個(gè)pwb廠商提供并且是裸銅板，沒有阻焊層?；诨瘜W(xué)電解質(zhì)控制等的變化，決定在1 mto電解質(zhì)中加工鍍鎳的樣品和在其使用壽命25%的電解質(zhì)中加工鍍金的樣品。測(cè)試為同時(shí)在鎳電解質(zhì)中電鍍最多10個(gè)面板；由于藍(lán)式尺寸約束，一些賣主僅僅能做8個(gè)面板。為了確保正確電解質(zhì)的裝載以便于獲得統(tǒng)計(jì)上的重要平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)偏離數(shù)值，他們所有的將被同時(shí)電鍍

26、。對(duì)于金電解質(zhì)，每?jī)煞昼姀碾娊赓|(zhì)中移走一個(gè)面板直到所有的面板被移走。由于金電解質(zhì)是沉金的電解質(zhì)，裝載因素相對(duì)于鎳電解質(zhì)來說不是大問題。測(cè)量金層厚度精確的測(cè)量化鎳沉金沉積的能力潛在的是一種測(cè)試方法的文件，沉金的厚度會(huì)引起一些基本的問題。許多的委員會(huì)成員同他們的客戶已經(jīng)經(jīng)歷了測(cè)量能力的難題。這些已經(jīng)涉及到使用錯(cuò)誤的校對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，例如，使用電解鎳和電解金的標(biāo)準(zhǔn)作為化鎳沉金測(cè)量的校準(zhǔn)文件，使用高能量的x-ray電子管并且通過金層損壞它。試圖克服這些問題并獲得測(cè)量化鎳沉金的正確方式的理解，委員會(huì)尋求veeco的援助，一個(gè)xrf設(shè)備的工業(yè)廠商。veeco已經(jīng)是它的總部，xrf技術(shù)發(fā)展水平，（成本500，000

27、00）用于實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量工具。對(duì)比厚度測(cè)量由一個(gè)現(xiàn)代的，薄模型的測(cè)量xrf單元構(gòu)成，典型的用于pwb購貨或oem引入的檢查50，000的價(jià)格范圍。對(duì)于xrf測(cè)量測(cè)試，在每個(gè)面板的規(guī)定的焊盤位置測(cè)量30個(gè)，（板子每面測(cè)量15個(gè)）。比較每個(gè)xrf機(jī)器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，然后看它們是否與統(tǒng)計(jì)的相同。參考圖表3。研究結(jié)果如下在化鎳沉金的化學(xué)制品廠商關(guān)于沉積厚度比率和在這個(gè)測(cè)試條件下可達(dá)到的最大厚度之間存在著差別。一些oems/cms對(duì)于金的厚度為10in的要求，在這樣的測(cè)試條件下不能滿足。鎳沉積的范圍將下降到100和200in的平均值。與化鎳沉金的xrf的技術(shù)發(fā)展水平相比，xrf“working mans”的

28、性能是好的，在數(shù)值記錄上僅僅有非常小的統(tǒng)計(jì)差異。要求的最小金層厚度一旦沉積厚度被核實(shí)，對(duì)于最終用途要求的最小厚度要求的基本問題就可以有答案。當(dāng)沉積本質(zhì)上是多功能的，一些包含在規(guī)范中的東西，主要功能是作為可焊性防腐劑。需要有一年以上保存期限的最小金層厚度是多少？可焊性測(cè)試如上面所提到的那樣，測(cè)試板包括設(shè)計(jì)用于潤(rùn)濕平衡測(cè)試的可焊性測(cè)試coupon，對(duì)于每個(gè)板子，測(cè)試10 coupon，匯報(bào)10個(gè)數(shù)值的平均值。因此10次 測(cè)試要在2分鐘電鍍時(shí)間組進(jìn)行，10次在4分鐘電鍍組等。這意味著每個(gè)賣主的100次潤(rùn)濕平衡可焊性測(cè)試僅僅為了可作為標(biāo)準(zhǔn)的條件，因此決定給出時(shí)間約束委員會(huì)，這不是實(shí)用的，作為自由選擇兩

29、個(gè)賣主測(cè)試的折衷?？珊感詼y(cè)試在一個(gè)使用來自沉積率測(cè)試板的測(cè)試coupons的潤(rùn)濕平衡上進(jìn)行，助焊劑的使用遵照j-std-004規(guī)范的rol0。圖4和5表明厚度的分布，圖6和7表明對(duì)于賣主d和e，在金電解質(zhì)中的停留時(shí)間函數(shù)的潤(rùn)濕平衡曲線。測(cè)試協(xié)議如下： ·每個(gè)面板包含27條測(cè)試coupons，每條14coupons。·為了確保一致性，coupons被計(jì)數(shù)并發(fā)送。·coupon 25.4mm寬，1.6mm厚，有36mm的可濕的區(qū)域，可濕的區(qū)域由12個(gè)3mm寬的fr4材質(zhì)的裸銅板的焊盤組成，見圖8。·每個(gè)coupon被浸入測(cè)試助焊劑中5秒鐘，過多的助焊劑通過將

30、樣品接觸一張實(shí)驗(yàn)紙除去。·在樣品交給潤(rùn)濕平衡的樣品持有者之前，允許完全的烘干樣品。·測(cè)試開始時(shí)，用自動(dòng)錫渣清洗機(jī)清潔焊點(diǎn)表面。·樣品以90度浸入，沒有預(yù)熱焊接。·沉金的深度是0.5mm，浸入的時(shí)間是10秒鐘。·潤(rùn)濕平衡的使用有區(qū)別樣品產(chǎn)生的潤(rùn)濕壓力（較小的）對(duì)比coupon的浮力產(chǎn)生的壓力（較大的）的能力。結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)的由于對(duì)這些面板廣泛的xrf研究，在對(duì)它們進(jìn)行電鍍和測(cè)試的時(shí)間之間有大約有90天的滯后。為了輕松的出版這個(gè)文件，僅僅需要一小部分樣品，讀者可能要求來自作者或ipc的較完整的包裝。90天的采樣結(jié)果表明，兩分鐘的電鍍停留時(shí)間采樣（1i

31、n金的平均值）和20分鐘電鍍停留時(shí)間采樣（4in金的平均值）之間存在很小的性能差別。參見關(guān)于賣主e的圖6和關(guān)于賣主d的圖7。老化后自從交替的錫/鉛加工方式的引入，一個(gè)適當(dāng)?shù)募铀俦４嫫谙薜念A(yù)言還沒有達(dá)成意見一致。水蒸氣老化：對(duì)于錫/鉛系統(tǒng)，水蒸氣老化保存期限的預(yù)言對(duì)于交替的加工方式還不能成立。化鎳沉金僅僅暴露在蒸汽中一小時(shí)，將產(chǎn)生不可焊接的結(jié)果。委員會(huì)的成員已經(jīng)有保存期限年增加是普通的，沒有問題的證據(jù)。溫度和濕度（85/85%r.h）：成員們已經(jīng)在85/85%r.h，65/92%r.h環(huán)境下測(cè)試，160烘烤，所有的用影響沉積可焊性的變化度數(shù)。當(dāng)沒有對(duì)任何這些促進(jìn)因素的更正，委員會(huì)同意85/85%

32、r.h，看看較薄的（1in金）對(duì)比較多的沉積（4in金）在焊接性能上是否有區(qū)別。潤(rùn)濕平衡研究的結(jié)果表明，超過1in的較厚的沉積在性能上僅僅有一點(diǎn)的改善。潤(rùn)濕時(shí)間有所增加，最大潤(rùn)濕壓力的斜率曲線對(duì)1in沉積厚度影響的較多。在兩種情況下，暴露在85/85%r.h環(huán)境中的結(jié)果表明，總的潤(rùn)濕壓力減少。然而，應(yīng)當(dāng)注意，潤(rùn)濕時(shí)間的增加在產(chǎn)品的組裝中將不會(huì)引起任何問題，因?yàn)樗鼈儽仍诓ㄖ械牡湫徒佑|時(shí)間短，并且沒有預(yù)熱和波動(dòng)的益處。因?yàn)槎鄶?shù)的化鎳沉金涂層pwbs使用錫膏回流技術(shù)組裝，此技術(shù)在液相線以上的最小時(shí)間為30多秒，潤(rùn)濕時(shí)間的增加對(duì)組裝不會(huì)有重大的影響。因此，老化后所有的厚度測(cè)試要考慮可焊性?，F(xiàn)行的老化寫

33、這個(gè)文件時(shí)，作者要求來自測(cè)試的原始的板子，不被保護(hù)的，在辦公室環(huán)境中。這些樣品老化240天，來自賣主d和e的2分鐘電鍍停留時(shí)間（平均金層厚度1in）的樣品被重新測(cè)試（參見圖9和10）。潤(rùn)濕時(shí)間和性能保持良好。應(yīng)當(dāng)注意，8個(gè)月不受保護(hù)的儲(chǔ)存的影響比18小時(shí)85/85%r.h環(huán)境下的影響要小。關(guān)于所有的表面加工方式，作者已經(jīng)進(jìn)行了很多年的實(shí)時(shí)的可焊性研究，使用相同的測(cè)試coupon和助焊劑。暴露在85/85%r.h環(huán)境下18小時(shí)產(chǎn)生的曲線與化鎳沉金實(shí)時(shí)測(cè)試的曲線作對(duì)比（參見圖11），最接近的是575天不受保護(hù)的存儲(chǔ)。1in沉金能提供如此可焊性保護(hù)的事實(shí)是非常給人深刻印象的。有了來自以上測(cè)試的所有數(shù)

34、據(jù)，決定沉積范圍的任務(wù)變得不再主觀。基于1in沉金的性能，通過加倍厚度的最小值將給最終使用者較長(zhǎng)的保存期限，但較厚的沉金對(duì)可焊性的性能的改進(jìn)很小。辯論關(guān)于2in最小值實(shí)際上意味著提出以下幾點(diǎn)：1） 它是最小的平均值嗎？2） 它是絕對(duì)的最小值嗎？3） 你會(huì)接受1.99in的數(shù)據(jù)嗎？隨著一些熱烈的討論，小組提議如下：金層的最小沉積厚度是2in減去平均值的四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏離?；谒械臏y(cè)試和來自5個(gè)化學(xué)制品廠商的電鍍時(shí)間的輸入，典型的金層沉積厚度范圍是3到5ins。關(guān)于金層厚度的一個(gè)高層規(guī)范的需要被爭(zhēng)論，決定是那是沒有必要的，反作用是自我限制。委員會(huì)感到指定最小的金層厚度要求確保性能是更重要的?；谶@些研究和工業(yè)行業(yè)的一致同意，厚度規(guī)范被設(shè)定在：化學(xué)鎳層的厚度化學(xué)鎳的厚度為3到6微米（120到240in）。沉金層厚度最小的沉金層厚度為0.05微米（2in）平均值以下4；典型的范圍是3到5in。設(shè)立和測(cè)量方法論對(duì)于精度是至關(guān)緊要的（參見附錄推薦的測(cè)量技術(shù)）。如此廣泛的一系列測(cè)試的副產(chǎn)品之一就是存在于化鎳沉金廠商和沉積厚度值不同于基礎(chǔ)可焊性觀點(diǎn)性能之間的可變性的鑒定。很明顯，所有包含于化鎳沉金廠商，板子house和oem，需要量化它們的單獨(dú)過程，并且要有必要的數(shù)據(jù)證明這個(gè)過程從統(tǒng)計(jì)/化學(xué)和可焊性的觀點(diǎn)被大家知道并理解。接觸電阻測(cè)試化鎳沉金作為一種表面加工方式的作用之一是用“軟接觸”