电镀与化学镀的区别 通常的置换镀金（IG）液能够腐蚀化学镀镍（EN）层，其结果是形成置换金层，并将磷残留在化学镀镍层表面，使EN/IG两层之间容易形成黑色（焊）区（Black pad），它在焊接时常造成焊接不牢（Solder Joint Failure）金层利落（Peeling）。延长镀金的时间虽可得加较厚的金层，但金层的结合力和键合性能迅速下降。本文比较了各种印制板镀金工艺组合的钎焊性和键合功能，探讨了形成黑色焊区的条件与机理，同时发现用中性化学镀金是解决印制板化学镀镍/置换镀金时出现黑色焊区问题的有效方法，也是取代电镀镍/电镀软金工艺用于金线键合（Gold Wire Bonding）的有效工艺。 一 引言 随着电子设备的线路设计越来越复杂，线路密度越来越高，分离的线路和键合点也越来越多，许多复杂的印制板要求它的最后表面化处理（Final Surface Finishing）工艺具有更多的功能。即制造工艺不仅可制成线更细，孔更小，焊区更平的镀层，而且所形成的镀层必须是可焊的、可键合的、长寿的，并具有低的接触电阻。[1] 目前适于金线键合的镀金工艺是电镀镍/电镀软金工艺，它不仅镀层软，纯度高（最高可达99．99%），而且具有优良的钎焊性和金线键合功能。遗憾的是它属于电镀型，不能用于非导通线路的印制板，而要将多层板的所有线路光导通，然后再复原，这需要花大量的人力和物力，有时几乎是不可能实现的。[2]另外电镀金层的厚度会随电镀时的电流密度而异，为保证最低电流处的厚度，电流密度高处的镀层就要超过所要求的厚度，这不仅提高了成本，也为随后的表面安装带来麻烦。 化学镀镍/置换镀金工艺是全化学镀工艺，它可用于非导通线路的印制板。这种镀层组合的钎焊性优良，但它只适于铝线键合而不适于金线键合。通常的置换镀金液是弱酸性的，它能腐蚀化学镀镍磷层（Ni2P）而形成置换镀金层，并将磷残留在化学镀镍层表面，形成黑色（焊）区（Black pad），它在焊接焊常造成焊接不牢（Solder Joint Failure）或金层脱落（Peeling）。试图通过延长镀金时间，提高金层厚度来解决这些问题，结果反而使金层的结合力和键合功能明显下降。[3] 化学镀镍/化学镀钯/置换镀金工艺也是全化学镀工艺，可用于非导通线路的印制板，而且键合功能优良，然而钎焊性并不十分好。开发这一新工艺的早期目的是用价廉的钯代替金，然而近年来钯价猛涨，已达金价的3倍多，因此应用会越来越少。 化学镀金是和还原剂使金络离子直接被还原为金属金，它并非通过腐蚀化学镀镍磷合金层来沉积金。因此用化学镀镍/化学镀金工艺来取代化学镀镍/置换镀金工艺，就可以从根本上消除因置换反应而引起的黑色（焊）区问题。然而普通的市售化学镀金液大都是酸性的（PH4-6），因此它仍存在腐蚀化学镀镍磷合金的反应。只有中性化学镀金才可避免置换反应。实验结果表明，若用化学镀镍/中性化学镀金或化学镀镍/置换镀金（

OSP是Organic Solderability Preservatives 的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux。      简单的说OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜，这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈（氧化或硫化等）；但在后续的焊接高温中，此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除，如此方可使露出的干净铜表面得以在极短时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。      其实OSP并非新技术，它实际上已经有超过35年，比SMT历史还长。OSP具备许多好处，例如平整面好，和焊盘的铜之间没有IMC形成，允许焊接时焊料和铜直接焊接（润湿性好），低温的加工工艺，成本低（可低于HASL），加工时的能源使用少等等。OSP技术早期在日本十分受欢迎，有约4成的单面板使用这种技术，而双面板也有近3成使用它。在美国，OSP技术也在1997年起激增，从1997以前的约10%用量增加到1999年的35%。      OSP有三大类的材料：松香类（Rosin），活性树脂类（Active Resin）和唑类（Azole）。目前使用最广的是唑类OSP。唑类OSP已经经过了约5代的改善,这五代分别名为BTA，IA，BIA，SBA和最新的APA。早期的BTA类对湿度敏感，库存寿命很短（3个月），不能承受多次加热，而且需要较强的焊剂，所以性能不是很好。一直到70年代有日本开发的第三代BIA类OSP后才有较显著的改善。美国市场也在80年代开始采用这类OSP，同时被正在发展的SMT所接受。不过BIA的耐热性仍然是个弱点。目前仍然有供应商提供BIA类的OSP，但逐渐在为新一代的SBA所取代。     SBA是1997年的研发成果，有美国IBM推出而后得到在OSP技术上享有盛名的日本“四国化学”公司的改善。在保护性和耐热性有显著的加强。其耐热性已经可以承受3次的回流处理（但多次加热后需要较强的焊剂）。SBA是目前OSP供应的主流。成本低于传统的HASL，所以在锡铅时代已经被大量的使用，尤其是单面板上。在双面回流板以及混装板工艺应用上却仍然有些顾虑.      OSP的工艺流程： 除油-->二级水洗-->微蚀-->二级水洗-->酸洗-->DI水洗-->成膜风干-->DI水洗-->干燥       1、除油                                除油效果的好坏直接影响到成膜质量。除油不良，则成膜厚度不均匀。一方面，可以通过分析溶液，将浓度控制在工艺范围内。另一方面，也要经常检查除油效果是否好，若除油效果不好，则应及时更换除油液。                          2、微蚀       微蚀的目的是形成粗糙的铜面，便于成膜。微蚀的厚度直接影响到成膜速率，因此，要形成稳定的膜厚，保持微蚀厚度的稳定是非常重要的。一般将微蚀厚度控制在1.0-1.5um比较合适。每班生产前，可测定微蚀速率，根据微蚀速率来确定微蚀时间。                          3、成膜        成膜前的水洗最好采有DI水，以防成膜液遭到污染。成膜后的水洗也最好采有DI水，且PH值应控制在4.0-7.0之间，以防膜层遭到污染及破坏。OSP工艺的关键是控制好防氧化膜的厚度。膜太薄，耐热冲击能力差，在过回流焊时，膜层耐不往高温（190-200°C），最终影响焊接性能，在电子装配线上，膜不能很好的被助焊剂所溶解，影响焊接性能。一般控制膜厚在0.2-0.5um之间比较合适。      OSP 工艺的缺点      OSP当然也有它不足之处，例如实际配方种类多，性能不一。也就是说供应商的认证和选择工作要做得够做得好。      OSP工艺的不足之处是所形成的保护膜极薄，易于划伤（或擦伤），必须精心操作和运放。同时，经过多次高温焊接过程的OSP膜（指未焊接的连接盘上OSP膜）会发生变色或裂缝，影响可焊性和可靠性。锡膏印刷工艺要掌握得好，因为印刷不良的板不能使用IPA等进行清洗，会损害OSP层。透明和非金属的OSP层厚度也不容易测量，透明性对涂层的覆盖面程度也不容易看出，所以供应商这些方面的质量稳定性较难评估；      OSP技术在焊盘的Cu和焊料的Sn之间没有其它材料的IMC隔离，在无铅技术中，含Sn量高的焊点中的SnCu增长很快，影响焊点的可靠性。

近年来，信息技术的发展要求高速数据和高电流密度传输，电子线路日益向微型化、集成化和高频化的方向发展。这就对电子元件提出了尺寸微小、高频、高可靠性、价格低廉和高集成度的要求。低温共烧陶瓷(LTCC)是于1982年由休斯公司开发的新型材料技术，它是采用厚膜材料，根据预先设计的结构，将电极材料、基板、电子器件等一次烧成的。它是一种用于实现高集成度、高性能的电子封装技术。LTCC普遍应用于多层芯片线路模块化设计中，它除了在成本和集成封装方面具有优势外，在布线线宽和线间距、低阻抗金属化、设计的多样性及优良的高频性能等方面都显现出诱人的魅力。LTCC在国外和我国台湾省得到迅猛发展，已初步形成产业雏形。