為板載晶片組裝進行表面處理

作者 : KingCredie Technologies

為板載晶片(COB)組裝選擇正確的表面處理途徑至關重要。為了確保打線接合能力以及元件的可製造性,進行PCB電鍍必須事先規劃...

為板載晶片(Chip on Board;COB)組裝選擇正確的表面處理(Surface Finish)途徑至關重要。 作為一位製程工程師,我們經常被問到的問題之一是如何電鍍印刷電路板(PCB),以確保打線接合(wire bond)能力。為板載晶片組裝進行PCB電鍍必須事先規劃,才能確保元件的可製造性。該計劃將先從設計規則開始,然後選擇要使用的打線接合方法。常見的打線接合材料包括鋁線或金線。 鋁線接合和ENIG電鍍 用於COB組裝最常見的打線接合方法之一是鋁線接合。對於將鋁線接合到PCB時,可以採用一種低成本的電鍍方法,稱為無電鍍鎳浸金或化學鎳金(Electroless Nickel with Immersion Gold; ENIG)。使用ENIG電鍍時,在鍍銅走線的PCB上鍍鎳層,然後鎳層的頂部會有一層閃光金層。該閃光金層用於作為保護鎳免於氧化的阻擋層。 打線接合連接實際上是從鋁線到鍍鎳。該方法的主要優點是便宜的電鍍以及相對容易的打線接合。相較於金線接合的方式,鋁線接合的缺點是較不靈活,而且通常還需要更大的接合焊墊間距。

金球線接合和軟鍍金

對於將金球(Gold Ball)焊接到PCB上,傳統上需要一層較厚的軟金層。在此情況下,PCB上的銅走線先鍍鎳層,然後再鍍上一層15-30微英吋的軟金層。在正確地電鍍金後,就可以以為打線接合提供優質的表面。這種方法的優點在於實現微細間距的金球接合。但缺點就是成本高,而且較厚的金層可能由於金溶解於焊料中,而導致表面黏著元件的可靠度問題。

ENEPEG電鍍金球線接合

近年來,化學鍍鎳(Electroless Nickel)、化學鍍鈀(Electroless Palladium)、浸金(Immersion Gold)電鍍法已經證明是權衡成本與可製造性的最佳折衷方案。這種電鍍方法統稱為「化學鍍鎳鈀浸金」(Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold;ENEPIG)技術,而且通常被認為是通用電鍍方法,原因就在於它提供了良好的打線接合能力與焊接能力。 該技術並適用於RoHS焊料以及Eutectic SnPb焊料。典型的電鍍層厚度是大約100-150微英吋的鎳,然後4-10微英吋的鈀,再加上1-2微英吋的金。ENEPIG適用於金線和鋁線的焊接。 此外,隨著近來金價上漲至每金衡盎司(t oz)約在1,200美元以上,要求進行厚金電鍍的電子元件之生產成本變得極其難以控制。相較於金,由於鈀金屬的成本仍然相對較低,因此目前正是用鈀代替金以節省成本的好機會。 因此,在為板載晶片進行PCB電鍍時,建議可以採用ENEPIG作為首選的電鍍方法。 編譯:Susan Hong (參考原文:Surface Finish for Chip on Board Assembly,by KingCredie Tech) 更多DIY專案: DIY:輕鬆打造數位無線FM發射器 EE人生:電路板DIY甘苦談

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