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  • PCB电路板COB厚金工艺研究
    发布时间:2010-11-23

    在电子产品断朝向轻薄、短小、高速、高脚数等特性发展的今天,COB(Chip On Board)已成为一种普遍的先进封装技术,在封装领域占有重要的地位。对PCB制造商而言,COB板的金层品质直接决定了客户端的打线质量。因此,本文就厚金工艺控制参数、金厚镍厚对成品COB板打线质量的影响进行了大量的实验研究。研究表明:(1)在温度为85℃、pH值为4.6、金盐含量为4g/L的条件下,20min以内沉金速度快,20min以后沉金速度明显放缓。沉金15min可满足COB板的金厚要求;(2)在镍缸MTO值为0.5-1.5之间、金厚≥8μinch的条件下生产的COB板打线质量良好,良率可达95%以上。

     

    在电子技术快速发展带动下,小型化的携带式电子产品,不再是遥不可及,已成为风行全球的发展趋势。最具代表性的例子,如薄型笔记型计算机、个人数字助理、移动电话、数码相机,均是时下最热门的电子产品。这些小型化携带式电子产品中,由于IC芯片的广泛使用,也使得半导体的技术发展一日千。在未来电子产品断朝向轻薄、短小、高速、高脚数等特性发展的潮流下,COB(Chip On Board)已成为一种普遍的封装技术。在各种形式的先进封装方式中,COB芯片直接封装技术扮演着重要角色。

     

    COB技术的主要难点在于打线技术(Wire Bonding),打线接合是最早亦为目前应用最广的技术,此技术首先将芯片固定于导线架上,再以细金属线(如金线)将芯片上的电路和导线架上的引脚相连接,即芯片与电路或引线框架之间的连接。对PCB生产而言,决定打线良率(打线合格PCS数)的是金面品质,包含以下几个方面:(1)金厚;(2)镍厚;(3)金面平整度;(4)金面杂质含量。

     

    对金厚与焊料焊接的结合强度关系的研究发现,要满足打线的要求,化学镀金层厚度大于0.2μm是非常必要的。一般的化学沉镍金是在镍底层上置换金开始析出,当置换金覆盖全部的镍层时置换反应停止。因此,0.2μm的厚金是非常困难的。

     

    一、实验


    1.1 厚金工艺实验
    选用一款COB板进行实验,实验温度为85℃,pH值为4.6,金盐含量为4g/L。将板按以上参数分别沉积5、10、15、20、25、30min,实验完成后使用X-Ray测厚仪测量金层厚度。

     

    1.2 厚金金厚实验
    实验选用同一型号的COB板,实验参数参照实验1.1,镍层厚度按业内标准150-180μinch控PCS数/打线总制(MTO值0.5)。在厚金处理时沉积上≥3、≥6、≥8、≥10、≥12μinch的金,沉金时间参照实验1.1的实验结果。将制作好的成品板送至客户端做打线测试并跟进,记录打线数据。然后根据良率确定******的金厚标准。

     

    1.3镍厚实验
    由于在镍缸不同的MTO值下,沉积相同的时间,镍层的厚度差异明显。因此,本实验就镍厚对COB板打线的影响进行研究。实验方案如下:
    1)选用与前实验相同的COB板,
    2)在MTO值为0.05、0.5、1、1.5、1.8下实验,板在镍缸的沉积时间、沉积温度与实验1.1、1.2保持一致;
    3)厚金的金厚按实验1.1所得的******值控制,沉积温度以及药水参数与实验1.2保持一致;
    4)包装后送至客户端做打线测试并跟进,记录打线数据。然后根据打线良率确定******的沉镍参数。

     

    二、结果与讨论


    1)在温度为85℃、pH值为4.6、金盐含量为4g/L的条件下,20min以内的沉金速度快,20min以后沉金速度逐渐放缓;对于金厚≥8μinch要求的COB板,沉积15min即可。


    2)在镍缸MTO值为0.5-1.5之间沉镍23min、金厚按 ≥8μinch控制的条件下生产的COB板打线质量良好,良率可达95%以上。


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