>3.2 美ITRI（互B技g研究f┽ENIG的０秆芯浚裕

>3.2.4 美ITRI化浸金０秆芯康慕Y（2001年3月)

1. 假Od板cMb之焊|ca球之品|，彼此都相同而翰患右钥]r，t其Ic度c可靠度⒅苯优cIMC本身的度有P。由於acOSPu程在焊接中所形成的IMCCu6Sn5，且又未遭其它不金伲ㄈ缃稹y等）的熔入而污染，故所表F出的度自然最好。
   
   
   
   
   
2. 至於浸y或浸a煞Nu程仍儋Y，O薄的浸y樱2-4 m）在焊接^程中⒀杆偃苋脘Ia而消失，cENIG的金铀憩F出淼男橥耆嗤徊贿^是ENIG的IMC是Ni3Sn4，而浸y的IMCs是Cu6Sn5反倒^而已。然而Ag的不耐老化性，使其在空庵O易|，c之ENIG的耐污耐久相比，t又不如h甚。至於浸at於焊c中杆傩纬Cu6Sn5的IMC，即使o焊接慕a右u被底~所吸收成IMC，使得外^上也由先前的亮白色而老化D榛野咨
   
   
   
   
   
3. 由前可知ENIG所得Ni3Sn4先天不足之IMC使然，即使度再好也不^acOSP。想要自黑|的爸腥矶艘乎不可能。在兰庸芾硐K以s短槽液勖姆绞硖岣吡悸剩m非睿智之e，但亦o可奈何之中的免出招。

>3.3 另篇黑|文佳著Black Pad：ENIG with Thick Gold and IMC Formation During Soldering and Rework（IPC 2001文集S10-1-1）

>　　本文甚L共有18且含46照片，作者Sungovsky及Romansky均任於加拿大之Celestica公司（CEMS商），c前ENIG０肛人Houghton皆偻还尽１疚囊模MH板的焊接及拉著手，而仔^察黑|的成因。KENIG的哟谓Y深入探，更值得的是尚就故障Icc落元件提出了挽救的k法，是其他文I所少。F⑷囊c整理如下：

1. C合前人研究JBGA的A|cQFP的L|，其等Ic的裂c黑|的l生，是一Ny以捉摸的偶l性缺c（Sporadic Depect）。l生的可能C理（Mechanism）S於置Q反校一w形^小的原子（氧化）溶走的同r，w形甚大的金原子（原）沈e，在晶格成Lr斐扇嫱D性的差排（Misalignment），因而使得c金的界面中出F很多的空隙疏孔，甚至藏有龋菀斐涉面的^mg化及氧化。

align=center>表3. 原bIcc重工Ic拉度之比^

	原b焊c	重工焊c
平均值	671.5	626.0
什	98.5	108.9
最低值	317.8	313.0
最高值	808.1	952.6

3.4 另篇Study of Mechanism Responsible for “Black Pad”Defects in PCB Using ENIG as a Final Finish

　　本文Atotech之美止荆丛戎Chemicut著名g刻CI者）Kuldip Johall表於IPC 2001文集中，S10-4-1共8，有22D及5表。全文热莩f明黑|之楹εc可能成因外，KD找出黑|的真正C理（Mechanism），也就是：

1. 化釉诮鹚惺艿接C酸ce化┲羲a生之Z凡尼效Galvanic Effect），其到底楹危
   
   
   
   
   
2. 改化的操作巩a生不同的Y，K金水中操作的化樱桃庠谄浔砻娣e大小上加以化，然後^察其所引l的性效果，
   
   
   
   
   
3. 金水配方中所用各Ne合Complexing Agent），分析其所a生置Q速度的不同c其他影；K鹕蚍e的速度加以控制，而D避免黑|的l生。以下即槠渲攸c之整理：

3.4.1板面BGA或CSPA|Ic度不足，甚至後m出F黑|的原因可能有四；

1. 元件cMb板之g因qS担CTE）之差而拉裂，由於d板本身之板材BT而具^高的Tg，且所之皮膜檎嬲绷麟的金，而非化浸金的置Q反倭肆椎母_c黑|的局，其焊c度自然要比ENIG甚多。
   
   
   
   
   
2. G漆失驶蛴不蛔愣水c金水造成污染。
   
   
   
   
   
3. 置Q金又穸忍瘢绕涫浅^5 in者。
   
   
   
   
   
4. 元件安b之腹底未加“底z”（Underfill）之a，o法p少或吸收λ斐傻ΑＲ话愣杂伸逗|l生C遇率很低，且其⑴c的因素又很}s，致使真正的根本原因至今尚未水落石出

3.4.2lF某些QFP焊|不良，若干局部|面出F金面色暗，氰化物金後在SEM之1000倍放大下，lF有“黑泥”盍押郏Mud Crack）。此r所不但沈e的金犹瘢医鹚已向瘤之界面钌畲倘耄朔N激烈的置Q反员楹ι蹙蓿上刺入深度最好不要超^厚的30%。

3.4.3建h化的起a厚度160 in，因厚不足r其瘤罱Y之起伏落差^大，⑹沟媒鹚艚缑娴男Ч停踔量赡┻^佣竭_~面，如此y免使得後m的Ic度更加有}。

3.4.4化之新槽液作Ir，沈e速率甚快且含磷也^低，一般而言此r之焊a性m^好，但抗g性s^差，χQ金碚f可能更l^度活S，故建h磷含量定在7-11%的wt（重量比），而不宜墨守先前4-6%wt之成＝犹癞然是碜枣右言烈的攻簦@正是黑|形成的主因，故金厚度宜2-5 in。

3.4.5待面由於Z凡尼性的差而形成黑|者，已中模M出恚它c堪Q是a充ITRI０赣所未能全然_成的目耍率稣呒槠^：

QFP焊|之不良品或已有黑|者，有S多是B通到^大面e的PTH，猜想可能置Q反目炻弱cZ凡尼性有P。由算得知QFPML型焊|之面e0.2mm2，所B0.4mm孔之PTH其孔壁面e（尚未包含赏猸h在龋2.75mm2，烧呙娣e比1:14，一旦再加上孔壁露~的⒓局，⑹勾说QFP焊|出F焊接不良或黑|的C笤觥樘街朔N因素c化W池之PB性，於是ATO公司就O一蔚而O法模M黑|的生L^程。

如下D，使用l^化c一l裸~的影澹Kβ沣~面et刻意加以化。然後⑷咭憬敫亟鹚校渲NO.1的邮桥c~酉噙B。由於~面安定性比面要好（也就是比~更活），故在金水中置Q反母拢~迫加速氧化而金的沈e也快。但槽中的NO.2的自由板，t只M行常缘闹Q反钇洚成u比的⒖肌９沧9次後所得Y料如後之表4：

由上述及後m其他得到一些Y如下：

1. 槽中板面各N立或相B的大小待^，其各自所得到的雍穸龋c面e的差或彼此是否l生性相B的PS很小（但若露~t另e）；且金後也都未出F黑|。
   
   
   
   
2. 化厚度差的主要原因是碜囟扰cpH等档淖化，烧哂t厚度也愈厚。故生a中要注意其加崞鞲浇蛘{pH的加^附近，是否霈F∽的效
   
   
   
   
3. 除厚度受到囟扰cpH之左右外，又琢恳l生 1%的化。
   
   
   
   
4. 不管所的邮欠裼泻裼斜。灰崂m金的l件不，其所得之金雍穸纫捕乎相同。

3.4.6酸性金水中e化Complexing Agent）|所a生的影

　　多方面的Y料看恚犹r（5 in以上），然斐傻祖的^度腐g，除去囟扰crg等基本金操作低猓拥纳蚍e速率c其他N涤嘘P，即：

1. 底的表面形B（Morphology）。
   
   
2. 又琢浚by Wt）。
   
   
3. 金水中所裼缅e化┑牟煌

　　金水中e化┑闹饕τ茫榱朔乐贡灰碌逆x子，防止其D椴蝗苄枣}的沈铡Q言之就是e化阶∮坞x的Ni++而形成仍然可溶的ex子（Couplex ion），如此方不致在金面上出Fw粒附著性的金面污染。e化┑牡诙τ檬钱成置Q反募铀佟保Nickel Stripper），故知咬太快r，然就免不了a生的黑|c金拥倪^度堆e。但不含e化r又很y上金樱匀绾紊鬟x慎用e化┦墙鹧u程成〉年PI。ATO公司的此一，即C明了金的沈e的_已是受到e化┑闹洌手隋e代化┰谂浞降哪媚螅侨绾偷年PI。

　　Complexor的做法，是⒔诮鹚械逆面c另一金相B，其gK跨接一精密位於其g，於是在溶沈金的置Q^程中，同r可y出面“位”（Electronegative Potential）的大小。位愈r金俚难趸芰τ酰蚪鸬倪原性愈差）。ATO公司x用三Ne化┘oe化┲鹚樱鸷烤2g/l及pH4.8），按一般l件去M行金，下D45及表5即槠c架。

　　上述看到了另一事，那就是金水使用了前煞Ne化灰蚪鸷穸瘸^6 inr，其金後的面都l黑。第三N的咬速率O慢，即使浸30分所得之金右仓挥3.2 in而已，故K未lF面之黑|。第四Noe化┱t根本不l生置Q反

3.4.7Y

1. 榱化面晶瘤之g的“界稀保恢卤唤鹚泄舻目剂肯拢厚度至少在160 in（4 m）以上。榱私档徒鹚拥倪^度Γ员p少黑|的l生c改MIc度起，金雍穸炔灰顺^5 in，最好控制在3.2到3.6 in左右。
   
   
   
   
2. 板面之小~|已有ЬB通到大~面（比例_16:1）r，t在後m金的^程中，谛|上l生常溶c沈金的×曳ㄓ绕渌B者殄不上裸的~面r），O有可能l生黑|，此即Z凡尼化W作用的明C。不^此F象在第二次的大小面上，s又未能再次出F。
   
   
   
   
3. 金水中所添加的e化绊到金舆原的速率及金雍穸龋绕洚拥牧缀枯^低（5-7%）r，效果⒏槊黠@。以上各及所得Y果均是ATO的槽液而言，其他欠裼邢嗤慕Y果t不得而知。

3.5 其他有PENIG之文摘要（略）

3.5.6另外6Shiply曾在2000/10的Circuitree有一篇文章，提到拥穆咽罱Y晶是源自~面的微粗化c具瘤畹幕罨Z樱ㄉ洗骞疽嘤邢嗤目捶ǎ朔N瘤罱M愈粗糙r，浸金r裂p中的金愈少，造成面金c深现械碾性差，在Z凡尼效的攻粲汀５化佑r表面也愈平滑（通常要求160 in以上），以p少局部^度腐gc造成黑|的CＡ缀绊Yc抗g力（不宜c抗自然氧化混橐徽），在7%以下r呈微晶睿Microcrystaline），7%以上r呈非晶之不定形睿Amorphone）。