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IPC-4552B版中ENIG规范的重要性

三月 11, 2022 | George Milad, Uyemura
IPC-4552B版中ENIG规范的重要性

IPC-4552中有关ENIG的规范于2002年发布。自此,经历了一系列的修改和修订,以满足行业不断变化的要求。虽然该标准最初是厚度规范,未提及无铅焊接或镍腐蚀,但其最新版本IPC-4552B中纳入了镍腐蚀的所有相关问题。

IPC-4552B作为性能规范于2021年4月发布,并已经对行业(供应商、制造商和最终用户)如何看待ENIG表面涂层产生了深远的影响。该规范是其发布于2017年的前身4552A的修订版。4552A版首次考虑了镍腐蚀问题。其中通过创建术语“尖刺”“扩散尖刺”和“黑带”,描述了在放大1000倍的剖面上观察到的腐蚀缺陷。还讨论了腐蚀级别,根据缺陷深度及其在1000倍放大视野中出现的频次,将腐蚀分为3个级别。(见表1)。

 

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表1. IPC-4552A 考虑了腐蚀的影响

 

4552A 中有关ENIG规范在定义缺陷及其评估方面有很大进步。规范的解读方式是,如果遇到单一的3级缺陷,则产品被视为“不合格”。在放大1000倍的视野内,由于单一的3级缺陷而拒收生产批次没有任何意义,必须有一种方法来确定电路板中腐蚀的发生频次或普遍程度。修订后的IPC-4552B考虑了该问题。

在IPC-4552B中,引入了“产品等级”一词。产品等级是评估腐蚀缺陷发生频次或普遍程度的方法。通过评估多个剖面位置的缺陷级别来确定产品等级(7个为通孔位置剖面,5个为单个焊盘剖面)。

为了评定产品等级,需要在低放大倍数(200×)下检查电路板的剖面,其视野内有多个孔。IPC-4552B规定,要在1000倍的放大倍数下评估最常见缺陷的孔或焊盘(表2)。将结果做成表格,根据每个级别所发生缺陷的频次评定产品等级。

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表2. IPC-4552B 评估腐蚀缺陷的发生频次或普遍程度

 

这是腐蚀评估的重大进展。现在有标准化的腐蚀评估方法,可以生成产品等级。IPC-4552B还考虑了腐蚀程度的处置。

IPC-4552B包含如何校准和鉴定XRF厚度测量设备的详细信息。描述了如何为不满足可接受的重复性统计要求的仪器生成“保护带”。

IPC-4552B增加了测量EN沉积物磷含量的方法。该方法使用能量色散X射线荧光(Energy Dispersive X-Ray Florescence,简称EDXRF),显示EN沉积物中磷含量百分比的数值。通过金属周转率(Metal Turnovers,简称MTO)测量得到该值,表明在整个使用寿命内EN镀液的性能。该值也可用于建立腐蚀发生与EN沉积物中磷含量百分比之间的相关性。

通过这种方法,制造商可以更好地了解缺陷。通过追溯找出根本原因,并最终消除缺陷。产品可以放心装运,而不会因ENIG腐蚀被拒收。

采购方可要求制造商按照IPC-4552B进行腐蚀测试,提供支持文件,证明产品无腐蚀或腐蚀程度可接受,不会导致可焊性问题。

供应商现在有了评估产品在腐蚀方面性能的方法。借此,可以提高产品和服务的稳健性,以确保能够在不同的制造环境中生产出可接受的ENIG涂层。各个制造厂在工程支持、实验室支持、电镀经验、设备和质量控制能力等方面大相径庭。

提高产品稳健性的具体实例包括:

  • 可产生经催化的均匀表面的改性催化剂

  • 更耐腐蚀的化学镀镍

  • 非侵蚀性浸金

  • 还原辅助浸金

对于技术服务,供应商必须拥有一支精通镍腐蚀的售后服务工程师团队,并由分析实验室提供支持,该实验室配有能够根据IPC-4552B确定产品等级和磷含量的高技能人员。

IPC-4552B中有关ENIG的规范为制造商、采购方、CM和供应商提供了一种可以测量ENIG腐蚀程度的工具。有了这一测量工具,ENIG腐蚀问题将逐步消除。

记住,无法测量,则无法解决。

 

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