ENEPIG表面处理技术应用研究
ENEPIG表面处理技术应用研究
P r i n tENEPIG表面处理技术应用研究by 高峰、温怡芸 —华为技术有限公司工艺技术研究部摘要：为规避化学镍金黑盘（ENIG Black pad）造成的潜在失效风险，解决选择性 ENIG＋OSP设计限制及工艺流程复杂、成本高限制，特选择行业五支主流ENEPIG药 水，对ENEPIG镀层综合性能进行全方位评估，包括：镍腐蚀（黑盘）、透锡率、 焊点强度、按键性等。
从最终评估结果来看，ENEPIG镀层是一种比较完美的镀 层，完全无黑盘失效风险，可替代ENIG规避黑盘失效风险，替代ENIG＋OSP实现成本的降低。
ENEPIG的英文全称是Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold。
在传统ENIG生产线上 增加一个钯槽，即可实现ENEPIG工艺，工艺制作流 程时间相比ENIG无明显提高。
采用氧化还原体系的钯，在 沉积过程中不会对镍层产生攻击，可以作为金沉积过程中 的阻挡层，规避镍腐蚀的产生。
对于焊接来说，钯本身就 是就可以作为抗氧化层，ENEPIG金层的厚度相比ENIG来说 可以降低至0.015um，由于金价远高于钯，所以ENEPIG综合成本相比ENIG并不会太高。
ENEPIG技术需求ENEPIG完全无黑盘失效风险，可替代ENIG规避黑 盘失效风险，不存在ENIG+OSP设计限制条件，且可比成 本低8-10％，故从设计及加工综合考虑，ENEPIG可替代 ENIG+OSP，实现降低成本。
ENIG的黑盘风险传统的ENIG表面处理，由于其存在的置换反应机理， 决定镍腐蚀（Nickel corrosion）不可避免，当镍腐蚀达到 一定程度时，会对焊点存在可靠性隐患，在IMC处发生脆性 断裂，出现黑色的断口，业界将此失效现象定义为“Blackpad＂。
终端手机ENIG+OSP工艺局限性由于ENIG存在黑盘潜在失效风险，手机单板表面处理 有原先单一的ENIG方式切换为ENIG+OSP，ENIG 部位用于 手机按键/Key pad及屏蔽区域，选择性ENIG+OSP工艺流程如下：选择性ENIG+OSP工艺局限性： -> 设计上：要保证一定的间距（12mil），存在高密 布线局限性问题；-> 制造上：工艺流程长，控制复杂，生产效率低， 产品良率低，总体成本高。
镍钯金工艺(ENEPIG)详解
镍钯金工艺（ENEPIG）详解一、镍钯金工艺（ENEPIG）与其他工艺如防氧化（OSP）,镍金（ENIG）等相比有如下优点：1. 防止“黑镍问题”的发生–没有置换金攻击镍的表面做成晶粒边界腐蚀现象。
2. 化学镀钯会作为阻挡层，不会有铜迁移至金层的问题出现而引起焊锡性焊锡差。
3. 化学镀钯层会完全溶解在焊料之中，在合金界面上不会有高磷层的出现。
同时当化学镀钯溶解后会露出一层新的化学镀镍层用来生成良好的镍锡合金。
4. 能抵挡多次无铅再流焊循环。
5. 有优良的打金线（邦定）结合性。
6. 非常适合SSOP、TSOP、QFP、TQFP、PBGA等封装元件。
二、镍钯金工艺（ENEPIG）详解：1. 因为普通的邦定（ENIG）镍金板，金层都要求很厚基本上微米以上，ENEPIG板只需钯微米、金微米左右就可以满足（钯是比金硬很多的贵金属，要钯层的原因就是因为单纯的金、镍腐蚀比较严重，焊接可靠性差。
钯还有个作用是热扩散的作用，整体来说ENEPIG 可靠性比ENIG高）。
2. 化学镍钯金属这个制程已经提出好几年了，但是现在能量产的不多，也就是比较大的厂才有部分量产。
流程和化学沉金工艺基本相似，在化学镍和化学金中间加一个化学钯槽（还原钯）ENEPIG制程：除油--微蚀--酸洗--预浸--活化钯--化学镍（还原）--化学钯（还原）--化学金（置换）。
3. 现在说自己能做的供应商人很多，但是真正能做好的没有几家。
控制要主要点钯槽和金槽，钯是可以做催化剂的活性金属，添加了还原剂后，控制不好自己就反应掉，（就是俗话说的翻槽），沉积速度不稳定也是一个问题，很多配槽后速度很快，过不到几天速度就变慢很多。
这不是一般公司能做好的。
4. 化学沉金目前有很多有黑镍问题，以及加热后的扩散，中间添加一层致密的钯能有效的防至黑镍和镍的扩散。
5. 该表面处理最早是由INTER提出来的，现在用在BGA载板的比较多载板一面是需要邦定金线，另一面是需要做焊锡焊接。
镍钯金工艺(ENEPIG)详解
..镍钯金工艺（ENEPIG）详解一、镍钯金工艺（ENEPIG）与其他工艺如防氧化（OSP）,镍金（ENIG）等相比有如下优点：1. 防止“黑镍问题”的发生–没有置换金攻击镍的表面做成晶粒边界腐蚀现象。
2. 化学镀钯会作为阻挡层，不会有铜迁移至金层的问题出现而引起焊锡性焊锡差。
3. 化学镀钯层会完全溶解在焊料之中，在合金界面上不会有高磷层的出现。
同时当化学镀钯溶解后会露出一层新的化学镀镍层用来生成良好的镍锡合金。
4. 能抵挡多次无铅再流焊循环。
5. 有优良的打金线（邦定）结合性。
6. 非常适合SSOP、TSOP、QFP、TQFP、PBGA等封装元件。
二、镍钯金工艺（ENEPIG）详解：1. 因为普通的邦定（ENIG）镍金板，金层都要求很厚基本上0.3微米以上，ENEPIG板只需钯0.1微米、金0.1微米左右就可以满足（钯是比金硬很多的贵金属，要钯层的原因就是因为单纯的金、镍腐蚀比较严重，焊接可靠性差。
钯还有个作用是热扩散的作用，整体来说ENEPIG可靠性比ENIG高）。
2. 化学镍钯金属这个制程已经提出好几年了，但是现在能量产的不多，也就是比较大的厂才有部分量产。
流程和化学沉金工艺基本相似，在化学镍和化学金中间加一个化学钯槽（还原钯）ENEPIG制程：除油--微蚀--酸洗--预浸--活化钯--化学镍（还原）--化学钯（还原）--化学金（置换）。
3. 现在说自己能做的供应商人很多，但是真正能做好的没有几家。
控制要主要点钯槽和金槽，钯是可以做催化剂的活性金属，添加了还原剂后，控制不好自己就反应掉，（就是俗话说的翻槽），沉积速度不稳定也是一个问题，很多配槽后速度很快，过不到几天速度就变慢很多。
这不是一般公司能做好的。
4. 化学沉金目前有很多有黑镍问题，以及加热后的扩散，中间添加一层致密的钯能有效的防至黑镍和镍的扩散。
5. 该表面处理最早是由INTER提出来的，现在用在BGA载板的比较多载板一面是需要邦定金线，另一面是需要做焊锡焊接。
化学镍钯金ENEPIG表面处理工艺研究（可编辑）
化学镍钯金ENEPIG表面处理工艺研究I化学镍钯金 ENEPG 表面处理工艺研究东莞生益电子有限公司纪成光，陈立宇，袁继旺，王燕梅摘要：本文采用SEM、EDX、WettingBalance、拔／撞锡球和打金线WireBonding 测试等分析手段，比较研究了四家化学镍钯金药水表面处理焊盘的焊接可靠性，同时比较研究了化学镍钯金表面处理相对化学镍金表面处理可有效防止黑盘 BlackPad 缺陷引起的连接可靠性问题。
关键词：化学镍钯金；化学镍金；表面处理；焊接可靠性onENEPl GSurfaceTreatmentTechnoIStudy ogyElectronics YanmeiLtd．jIDongguanShengyi Chengguang，CHENLiyu，YUANJiwang，WANGof fourAbstract：Thereliabilitiestreated kindsofENEPIG medicinewelding pad by liquidwerestudied andbyusingSEM，EDX，wettingbalance，ballpull／ballshear，wirebondingother methodsinthis differencesof reliabi1itiesinENEPIGanalytical paper．The weldingsurfacetreatmentandENIGsurfacetreatmentwerecontrastedandstudied．Theresultsshowedsurface surfacethat withENIG treatmentcancompared treatment，ENEPIG effectivelypreventissuescausedthedefectofBlackPad．jointreliability byreliabiliKeywords ENEPIG：ENIG：Surfacetreatment：Weldingty前言是铜导体，须进行表面涂覆处理以保护连接盘铜面不被污染和氧化，保证元器件焊接可好且接触电阻低等优越性能，被广泛应用于精密电子产品的印刷电路板的表面处理和微电子芯片与电路板的封装技术中，如手机板、计算机按键、屏蔽器、打金线板等高可靠性产品。
高可靠性微电子装备国产焊膏研制工程
2021年3月电子工艺技术Electronics Process Technology第42卷第2期113作者简介：樊融融，男，研究员，中兴通讯股份有限公司终身荣誉专家。
摘 要：针对当前国内高可靠性微电子装备用焊膏完全受制于国外，国内尚无一品牌产品可以替代的问题，分析了这一隐患的严重性，对高可靠性微电子装备国产焊膏研制工程的立项背景、实施路线和研制工程试验大纲等进行了详实介绍。
研制工程团队历时两年多先后完成了摸底试验和定型认证试验，积累了海量数据，并进行了归纳处理。
对近千幅分析图像判读和比较，不断浓缩迭代，最终获得受试的１１种焊膏（有铅焊膏国内３种，国外２种；无铅焊膏国内和国外各３种）的全部测试数据项（有铅焊膏５７项、无铅焊膏６３项），并逐项按其性能的优劣进行排序，最后再按获得优项的次数和权重，对受测试的公司再排序，从而获得了对高可靠性微电子装备国产焊膏研制工程成果的评价结论。
关键词：焊膏；互连可靠性；应用工艺性；成果评价；微电子装备中图分类号：ＴＮ６０４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－３４７４（２０２１）０２－０１１３－０７Abstract: In view of the problem that the domestic solder paste for high reliability microelectronic equipment is completely controlled by foreign countries, and there is no domestic brand product to replace, the seriousness of this hidden danger is analyzed, and the project background, implementation route and test program of domestic solder paste for high reliability microelectronic equipment is introduced in detail. It took more than two years for the research and development and engineering team to complete the thorough test高可靠性微电子装备国产焊膏研制工程Research and Development of Domestic Solder Paste with High Reliability forMicroelectronic Equipment樊融融FAN Rongrong（中兴通讯股份有限公司，广东 深圳 ５１８０５７）( Zhongxing Telecommunication Equipment Corporation, Shenzhen 518057, China )高可靠性微电子装备国产焊膏研制工程ｄｏｉ： １０．１４１７６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－３４７４．２０２１．０２．０１５【编者按】 当前国内高可靠性微电子装备用焊膏完全受制于国外，国内尚无一品牌产品可以替代。
PCB表面处理方式
常见的表面工艺大致分为有铅与无铅 工艺.
❖ 有铅的有：有铅喷锡(HASL)
❖ 无铅的有：无铅喷锡、有机可焊性保护 (OSP)、化镍浸金(ENIG),化镍钯浸金 (ENEPIG) 、浸银(Immersion silver)等
❖ 注:一般国内的说法是沉金/沉银/沉锡. 后面大 家可以置换一下哈^_^
OSP特点
❖ 优点:OSP不存在铅污染问题,所以环保. ❖ 缺点:1.由于OSP透明无色,所以检查起来比较困难,很难辨别
PCB是否涂过OSP. 2. OSP本身是绝缘的,它不导电.会影响电气测试.(因为
OSP不导电,所以在这种表面处理时,ICT要开纲网. )OSP更无 法用来作为处理电气接触表面,比如按键的键盘表面.
❖ 如果采用浸锡工艺,必须克服两障碍：颗粒大小和 Cu/Sn金属间化合物的产生.浸锡颗粒必须足够小,而 且要无孔.锡的沉积厚度不低于40μin（1.0μm）是 比较合理的,这样才能提供一个纯锡表面,以满足可 焊性要求.
浸锡特点
❖ 优缺点:浸锡的最大弱点是寿命短,尤其是存放 于高温高湿的环境下时,Cu/Sn金属间化合物 会不断增长,直到失去可焊性.
提醒
❖ 一般需要注意的是:一个板有两种或者两种以 上的表面处理:如金手指的板卡类/部分主板类 /特殊要求的板等. 一定要搞清楚表面处理的 选择.
❖ 从PCB加工成本上来说,有的厂家对OSP等会 额外收费.也需要和板厂确认一下.
❖ 局限性:浸银的一个让人无法忽略的问题是银的电子 迁移问题.当暴露在潮湿的环境下时,银会在电压的 作用下产生电子迁移.通过向银内填写有机成分可以 降低电子迁移的发生.
浸锡
❖ 浸锡
❖ 由于两个原因才采用了浸锡工艺：其一是浸锡表面 很平,共面性很好；其二是浸锡无铅.但是在浸锡过 程中容易产生Cu/Sn金属间化合物,Cu/Sn金属间化 合物可焊性很差.
镍钯金技术
电子产品一直趋向体积细小及轻巧，同时包含更多功能而又有更快速的运作效率。
为了达到以上要求，电子封装工业便发展出多样化及先进的封装技术及方法，使之能在同一块线路版上增加集成电路(IC)的密度，数量及种类。
增加封装及连接密度推动封装方法从通孔技术(THT)到面装配技术（SMT）的演化，它导致了更进一步的应用打线接合的方法(Wire bonding)。
缩小了的连接线间距和应用芯片尺寸封装技术(CSP)，使得装置的密度增大，而多芯片组件(MCM)及系统级封装技术(SiP)使得在同一芯片上嵌入更多功能从不可能变成现实。
至今，当半导体工业多年来从缩小线宽来致力于增进装置的性能时，很少有涉及这样的想法，也就是在一个电子系统中，装置间应该通过包含这个系统的封装来传递信息。
大量的I/O需求及讯号传送质量已成为半导体工业重要考虑的因素，无论在IC内部的连接或把装置封装在线路版上，为了达到可靠的连接，封装过程的要求及线路版最终表面处理技术同样重要。
本文章描述影响连接可靠性的主要因素，尤其侧重在打金线接合的应用中表面处理的性能。
表面处理打线接合的选择虽然电镀镍金能提供优良的打金线接合的性能，它有着三大不足之处，而每一不足之处都阻碍着它在领先领域中的应用。
较厚的金层厚度要求使得生产成本上升。
在通常所用的厚的金层情况下，由于容易产生脆弱的锡金金属合金化合物(IMC)，焊点之可靠性便下降。
而为了增加焊点之可靠性，可在需要焊锡的地方使用不同的表面处理，然而却会造成生产成本上升。
电镀工艺要求使用导线连通每个线路，这样就限制了封装载板的最高线路密度。
因为这些限制，使用化学镀的优势表露出来。
化学镀的技术包括化学镀镍浸金(ENIG)，化学镀镍化学镀金(ENEG)及化学镀镍钯浸金(ENEPIG)。
在这三种选择中，ENIG是基本上不用考虑的，因为它不具备提供高可靠性打金线接合的工艺条件（尽管它被用在不重要的消费产品的应用中），而ENEG具有和电镀镍金同样高的生产成本，在制程方面亦充满了复杂性的挑战。
ENEPIG
３．１ 工艺流程对 比
高速光模块 要求焊接、金属线键合、插拔 ，因此使得其流程过于复杂化 ，下面将两种典型传统工艺与 “厚 钯薄金” （Ｐｄ／ ＞０－３ ｌｉｍ、Ａｕ≥０．０５ ｕｍ）工艺进行对比，下表１中以流程①、②、③来表示其工艺流程，流程①：
“水 金 （焊 接 ）＋局 部软 金 （金 属 线键 合 ）＋印制插 头 硬 金 ” ；流 程② ： “镍 钯 金 （焊 接＋金属 线键 合 ）＋印 制插 头 硬 金 ” ）；流程 ③ ： “厚钯 薄金 ”工艺 ；
金 属 钯 属于 铂 系 元 素 ，化 学性 质 稳 定 ，具 有 耐酸 、耐 氧化 的 性能 ， 同时 金属 钯 的硬 度 大于 硬 金 （含钴 ） ， 具 有 较 好 的 耐插 拔 性 能 。化 学镍 钯 金 工 艺 引入 了金 属 钯 在ＰＣＢ中 的应 用 ， 当ＥＮＥＰＩＧ镀 层 中的钯 层 的厚度 足 够 时 ， 即厚钯 薄 金 的ＥＮＥＰＩＧ表面 处理 ，具有 较好 的 耐插拔 性 能 。
２０１ ５秋 季 国 际 ＰＣＢ技 术 ／信 息 论 坛
表 面 处 理 与涂 覆 Ｓｕｒｆａｃｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏａｔｉｎｇ
Ｅ Ｎ Ｅ Ｐ Ｉ Ｇ印制插 头工艺 的可行性研 究
Ｐａｐｅｒ Ｃｏｄｅ：Ｓ－０７６
况 东来 周 波 胡 梦海 （广 州兴森快捷 电路科技有限公 司，广东 广州 ５１０６６３） （深圳 市兴 森 快捷 电路科 技 股份 有 限公 司 ，广 东 深圳 ５１８０２８） ຫໍສະໝຸດ Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ．
１ 前 沿
化 学 镍钯 金ＥＮＥＰＩＧ是 常见 的 一种 表面 处 理类 型 ，与 传统 的化 学镍 金表 面处 理 工艺 不 同的是 在镍 层与 金层 间 引入 了一层 钯 ，能 有 效地 阻止 镍 向金层 的 迁移 ， 因此 具有 良好 的打线 性 能 】，耐老 化性 能 。
导电滑环接触件镀层工艺性能对比分析
导电滑环接触件镀层工艺性能对比分析——导电滑环接触件的三级超硬金处理技术（ENAP）介绍导电滑环的接触件结构设计与处理工艺，是导电滑环最为核心的技术工艺，直接影响导电滑环的使用寿命、导电性能、稳定性及可靠性，而耐磨性、耐腐蚀性则是关系到导电滑环接触件稳定性、可靠性的关键指标。
比如，镀银的导电性是公认最高的，但由于银抗氧化性及耐磨性较低，在中国航天工业行业标准QJ450A，就明确规定了受摩擦的零件不允许镀银。
滑环行业接触件的表面处理技术，大多以镍打底，再用银、金、贵金属或它们的合金做表层为主，特点性能各有所长，如：镀银（Ep•Ag）、镀镍银（Ep•NiAg）、镀金（Ep•Au）、镀镍金（Ep•NiAu）、镀镍硬金（Ep•NiAuhd）等，也有一些高品质要求的采用成本较高的化学镀镍钯浸金技术（ENEPIG）。
在这些表面处理技术中，化学镀镍钯浸金技术（ENEPIG）因具有较低的接触电阻、导电性能良好、易于焊接、耐腐蚀性强的综合性能，被认为是目前应用在PCB、连接器接触件等电子电气领域最理想的表面处理技术。
但在滑环行业接触件上应用，它有一个致命的弱点，因为最外面的纯金（或硬金）浸镀膜层技术工艺极难在耐磨性、耐腐蚀性及延展性取得平衡，仍无法适应导电滑环接触件在长时间、高速、高温、高导电率的摩擦要求。
因此，它只适用于相对静态的、非摩擦型的接触件。
“工艺复杂，成本高，性价比差距不大”，这正是化学镀镍钯浸金技术为什么十几年来红极了连接器领域，却一直无法取代镀镍硬金技术（Ep•NiAuhd）在滑环市场的主导地位的重要原因。
随着军工、航天、航海等高端领域科技的飞速发展，现有的滑环接触件表面处理技术已日渐难以适应高转速、高寿命、高稳定性的市场应用需求。
不少滑环厂家采取了添加润滑油脂、增加镀层厚度、二次表面抛光、降低刷丝压力甚至降低转速要求等的解决方案，却都只是一时的权宜之计，需牺牲某些品质性能，无法从根本上解决问题，还可能给导电滑环造成一些安全隐患，如《导电滑环使用润滑油脂的安全隐患浅析》。
“先进电子装联的DFX(可制造性,成本,可靠性)实施方法与案例解析”高级研修班
“先进电子装联的DFX（可制造性/成本/可靠性）实施方法与案例解析”高级研修班招生对象R&D研发设计人员、电子企业管理人员、电子企业NPI经理、中试/试产部经理、工艺/工程/制造部人员、NPI主管及工程师、COB NPI工程师、R&D(研发人员)、PM(项目管理)人员、DQA(设计质量保障工程师)、PE(制程工程师)、QE(质量工程师)、IE(工业工程师)、测试部人员、SQM(供货商质量管理人员)及SMT和COB相关人员等。
【主办单位】中国电子标准协会培训中心【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司培训时间：2014年6月20-21日 (深圳) 2014年7月04-05日 (苏州)培训费用：2800元/人课程内容－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－一、前言：电子产品制造的微小型化和利润的日益缩水,使电子制造企业正面临着较大的生存和发展压力。
对一个新产品来说，产品的成本和开发周期是决定这个设计成败的关键因素。
业界研究表明，产品设计开支虽一般只占产品总成本的约5%，但它却影响产品整个成本的70%。
为此，搞好产品的成本及质量控制，在新产品设计的初期，针对产品各个环节的实际情况和客观规律，须全面执行最优化设计DFX(制造性\成本\可靠性\装配性)方法。
企业在管理上，对设计工作务须规范；对相关技术管理人员的培训、辅导和约束，不可或缺。
为此，中国电子标准协会，邀请大型企业的电了产品组装设计和制程工艺方面的实践型资深顾问工程师，举办为期二天的“先进电子装联的DFX（制造性\成本\可靠性\装配性）实施方法及案例解析”高级研修班。
欢迎咨询报名参加！二、课程特点：本课程的重点内容，主要有以下几个方面：1.新型电子产品装联中的FPC、Rigid-FPC, 高密度组装多层互联板（HDI），以及LED Metal PCB,Ceramic PCB的拼板设计与板材利用率、生产效率、产品可靠性之间的平衡问题；2.Shielding Case或Shielding Flame，Fine Pitch Connector，倒装焊接器件QFN/BGA/WLP/CSP/POP的焊盘和布局设计技巧；3.Smart Phone及相关电子产品的DFM(制造性设计）、DFR（可靠性设计）、DFA(组装性设计）等先进电子制造的最优化设计；4.手机摄像头CIS（CMOS Image Sensor)COB和COF的DFM及组装工艺技术，是来自APPLE\Sumsung\Dell\HTC\BBK\小米等大型企业研发产品之DFX及DFM实战经验分享。
enig 处理工艺
enig 处理工艺Enig处理工艺是一种在PCB制造过程中使用的表面处理工艺。
它的全称是电镀镍金工艺，是通过将金属镍和金属金属混合物电镀到Copper底材上来形成一个金属保护层。
这种保护层可以用于保护电路板不受氧化，腐蚀等化学性能的影响。
Enig处理工艺的工艺流程包含了以下几个步骤：（1）化学处理法：首先还原底材，脱脂、清洗，去铜剩余；（2）镀镍法：在化学处理过的Copper底材表面喷洒亲水性溶液，电化成Ni@+2;（3）中和反应：使用碱液将溶液中的Ni@+2还原为Ni;（4）化学处理法：再次清洗。
比起现有表面处理工艺，Enig处理工艺具有以下优点：1.优异的焊接性：传统Copper PCB的表面处理有镀金（electroless gold, ENEPIG），OSP（Organic Solderability Preservatives，有机钝化剂）和HASL （Hot Air Solder Levelling，热空气钎焊）等，这些表面处理方法降低了PCB的焊接性。
相比而言，Enig处理工艺保证了高可靠性的焊接。
2.表面平整度：在进行Enig处理之后，金属保护层可以在Copper表面形成一个平坦的层。
这个层保证了底材表面的光滑度以及更好的贴附度。
这在高密度PCB的生产过程中尤为重要。
3.提升环保：由于Enig处理工艺过程中，没有使用有害的化学品，因此这种工艺流程可以有效地降低工艺对环境的影响。
Enig处理工艺也有一些缺点和局限，这些都需要我们注意：1.成本较高：因为其比起传统表面处理工艺要更复杂，因此Enig处理工艺的成本较高。
这对于一些小批量数字电路的制造可能存在一些困难。
2.厚度控制：Enig处理工艺中沉积的金属保护层厚度是固定的。
由于部分组件的焊盘需要更高的厚度，因此这种工艺方法不能满足所有的需求。
3.表面性能不足：金属保护层虽然可以保护底材，但是在强酸、强碱等环境下仍然很容易发生蚀刻，这意味着在一些特殊工作条件下，Enig处理工艺不能完全满足需求。
化学镀镍-磷合金层表面化学镀金工艺及其性能
化学镀镍-磷合金层表面化学镀金工艺及其性能刘海萍;毕四富;王尧【摘要】采用化学镀镍-磷/化学镀钯/置换镀金(ENEPIG)工艺获得镍/钯/金组合镀层,对比分析了它与化学镀镍/置换镀金(ENIG)、化学镀镍/化学镀金(ENEG)工艺的相关沉积特征及镀层耐蚀性能.镀金过程中开路电位和沉积速率均发生明显的变化,反映了基体电极表面状态的变化.ENEG工艺的化学镀金过程中的平台电位最正,沉积速率最快.与ENIG工艺的置换镀金相比,ENEPIG工艺中置换镀金的平台电位更正,对基体的腐蚀也更慢,所得置换镀金层更致密,具有良好的耐腐蚀性能.综合对比ENIG、ENEG、ENEPIG工艺所得3种镀层,ENEPIG工艺的镀层性能最优.%A nickel/palladium/gold composite coating was obtained by electroless nickel plating followed by electroless palladium plating and immersion gold plating (ENEPIG) successively.The related deposition properties of ENEPIG,ENIG (electroless nickel plating/immersion gold plating) and ENEG (electroless nickel/gold plating),as well as the corrosion resistance of their coatings were compared.Both open circuit potential and deposition rate during the gold plating change obviously,which reflects the change on the surface of substrate.The electroless gold plating in ENEG process has the highest potential platform and deposition pared with the immersion gold plating in ENIG process,the immersion gold plating in ENEPIG process has a higher potential platform and a lower corrosion rate of substrate.The obtained immersion gold coating is more compact and resistant to corrosion.It is found that the coating obtained by ENEPIG process has the best performances through a comprehensive comparisonamong the three kinds of coatings obtained by ENIG,ENEG and ENEPIG processes.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2017(036)019【总页数】4页(P1025-1028)【关键词】化学镀;置换;镍-磷合金;金;钯;耐蚀性【作者】刘海萍;毕四富;王尧【作者单位】哈尔滨工业大学(威海)海洋科学与技术学院,山东威海264209;哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院,山东威海264209;哈尔滨工业大学(威海)海洋科学与技术学院,山东威海264209【正文语种】中文【中图分类】TQ153.2;TG150化学镀镍/置换镀金(ENIG)镀层具有优良的耐蚀性、热稳定性和可焊性,在电子产品表面处理中得到广泛应用.但置换镀金时容易对化学镀镍-磷合金镀层造成过腐蚀,导致微电子产品后续焊接失效,这制约了ENIG技术的发展与应用[1-3].为了减缓置换镀金时对Ni-P合金的腐蚀,国内外研究者进行了许多工作.如采用耐腐蚀性较好的高磷化学镀镍-磷合金,采用中性、低温的置换镀金液,在置换镀金液中添加硫脲等还原剂或聚乙烯亚胺类缓蚀剂[4-5],开发半置换半还原的复合镀金层[6-7],等等.这些方法虽然在一定程度上减轻了镍-磷合金的腐蚀,但并不能杜绝上述问题.化学镀镍/化学钯/置换镀金技术(ENEPIG)是在化学镀 Ni-P层与置换镀金层之间增加化学镀钯的工艺.化学镀钯层一方面可以避免镀金液对Ni-P合金的腐蚀,防止"黑盘"的发生;另一方面,钯层作为阻挡层,能够防止后续热处理时Ni-P层与金层之间的扩散,提高铝线、金线的键合能力[8].因此,ENEPIG工艺具有良好的焊接可靠性,能够满足RoHS的无铅焊接要求,被誉为"万能"镀层,在微电子领域具有很好的应用前景.本文采用课题组前期开发的较稳定的化学镀钯液,以纯铜为基体,通过ENEPIG工艺获得镍/钯/金组合镀层,并对比分析了化学镀镍/置换镀金、化学镀镍/化学镀金等的相关沉积特征及镀层性能.以20 mm X 20 mm的纯铜片为基体,依次进行酸洗、微刻蚀、预浸、活化后化学镀Ni-P合金4 ～5 μm [6],再分别进行置换镀金(IG)、化学镀钯/置换镀金(EPIG)、化学镀金(EG),分别得到 ENIG、ENEPIG 和ENEG镀金试样.置换镀金的配方和工艺为:亚硫酸金钠2 g/L,亚硫酸钠15 g/L,硫代硫酸钠17 g/L,配位剂3 g/L,添加剂 50 mg/L,温度(80 ± 2) °C,pH 7.0.化学镀金液除了增加2 g/L硫脲(还原剂)外,其余参数与置换镀金相同.化学镀钯的配方和工艺为:硫酸钯2 g/L,硫脲2 mg/L,乙二胺四乙酸20 g/L,次磷酸钠15 g/L,磷酸二氢钠12 g/L,温度60 °C,pH 7.0.使用上海辰华CHI604E电化学工作站测量镀金过程中开路电位(OCP)随时间的变化.研究电极为化学镀Ni-P、Ni-P/Pd的铜片(工作面积为1 cm2),辅助电极为铂电极,参比电极为饱和甘汞电极(SCE).使用德国Bruker AXS S4Explorer型X射线荧光光谱仪(XRF)测量金层厚度,计算镀金速率.目视观察镀层的外观和色泽,以德国Zeiss MERLIN Compact型扫描电子显微镜(SEM)观察镀层的微观形貌.分别采用润湿角法(3.5% NaCl溶液)及塔菲尔(Tafel)曲线测量,比较不同镀金试样的耐蚀性.测Tafel曲线前,将待测试片放入丙酮中浸泡5 min,以去除镀层表面油污,再在3.5% NaCl溶液中浸泡15 min以平衡其电极电位,将此平衡电位作为开路电位,以5 mV/s的速率在开路电位的± 300 mV范围内扫描.根据式(1)和式(2)计算镀金层的孔隙率ρ.式中,Rp为极化电阻(单位:Ω.cm2),Rpm为基体的极化电阻(单位:Ω.cm2),Δφ为镀层与基体之间的电位差(单位:V),jcorr为镀层的腐蚀电流密度(单位:µA/cm2),βa为阳极 Tafel斜率,βc为阴极的 Tafel斜率.由图1可知,Ni-P和Ni-P/Pd合金表面金沉积过程的开路电位随时间的变化规律基本相似.随金沉积过程的进行,开路电位先正移,最后达到基本稳定的平台值.ENEG 工艺对应的平台电位最正,约为-0.16 V,ENEPIG、ENIG的平台电位分别在-0.23 V 和-0.30 V左右.ENEG工艺到达平台电位所需时间最短,其次为 ENEPIG.将待镀电极浸入镀金液后会发生 Au+的还原沉积反应,使基体表面逐渐被金层覆盖,导致电极电位正移.到达平台电位的时间越短,表明基体被金层完全覆盖所需时间越短,而平台电位越正,则意味着金层的覆盖率越高[5].因此,在Ni-P合金上化学镀金时所得金层覆盖率比置换镀金层要高;而在Ni-P合金上先进行化学镀钯也有利于提高金层在Ni-P合金表面的覆盖率,从而有助于改善Ni-P合金的不均匀腐蚀等问题.从图2可知,3种工艺的镀金速率在初始阶段都较快,随沉积时间的延长而逐渐降低.沉积时间相同时,ENEG工艺的镀金速率最高,ENEPIG工艺的镀金速率最慢,这与图1的结果吻合.一方面,ENEG工艺中的镀金类型为化学镀金,镀金液中还原剂的存在增强了镀金液的还原能力;另一方面,因Ni/Ni2+与Au/Au+之间的电极电位相差较大,因此ENEG工艺的初始阶段也存在置换镀金过程.因此,ENEG工艺的镀金速率最快.ENIG与ENEPIG两种工艺都是采用置换镀金,其驱动力为金属间电位差,Ni/Ni2+与Au/Au+之间的电位差明显大于Pd/Pd2+与Au/Au+之间的电位差,因此 ENIG工艺的镀金速率比 ENEPIG工艺的镀金速率大.这也表明,与ENIG的置换镀金相比,ENEPIG工艺中的置换镀金过程对基体的腐蚀较小,造成基体过腐蚀的可能性较低.由图3可知,采用不同工艺制备的镀金层均为瘤状结构,结构致密.将3.5% NaCl溶液滴在不同镀层表面测其润湿角,结果见图4.从图4可知,NaCl液滴在Ni-P镀层表面的润湿角为48.92°,在ENIG、ENEG和ENEPIG镀层表面的润湿角则分别为52.72°、65.88°和77.69°.一般而言,润湿角越大,表明 NaCl液滴在镀层表面的吸附性越差[1],镀层的耐蚀性越好.因此,根据NaCl液滴在不同试样表面的润湿角可以初步推断 ENEPIG金镀层的耐蚀性最好,ENEG金镀层次之,ENIG金镀层最差.由图5及表1可知,与Ni-P合金镀层相比,ENIG、ENEPIG、ENIEG工艺镀金层在3.5% NaCl溶液中的腐蚀电位均较正,腐蚀电流密度均较低,表明这3种镀金工艺均可以提高Ni-P合金的耐蚀性.此外,3种工艺镀金层中,ENEPIG工艺镀金层的腐蚀电位最正,腐蚀电流密度和孔隙率最低;ENIG工艺镀金层的腐蚀电位最负,腐蚀电流密度和孔隙率最高.这同样表明ENEPIG工艺镀金层的耐蚀性最好,ENIG镀层的耐蚀性较差.通过对化学镀Ni-P合金层直接置换镀金(ENIG)、化学镀钯后再置换镀金(ENEPIG)和直接化学镀金(ENEG)这3种过程的研究,得出以下结论:(1) 采用ENEG工艺时,由于化学镀金液中含有还原剂硫脲,其镀金速率比ENIG工艺快.(2) 采用ENEPIG工艺时,镀金过程的开路电位比采用ENIG工艺时更正,说明置换镀金液对基体的腐蚀速率明显降低.(3) 在3种镀金工艺中,EPEING工艺所得置换镀金层最致密,孔隙率最小,耐蚀性最优.[ 编辑:周新莉 ]【相关文献】[1] HO C E, FAN C W, HSIEH C W.Pronounced effects of Ni(P) thickness on the interfacial reaction and high impact resistance of the solder/Au/Pd(P)/Ni(P)/Cu reactive system [J].Surface and Coatings Technology, 2014, 259: 244-251.[2] MD ARSHAD M K, JALAR A, AHMAD I.Characterization of parasitic residual deposition on passivation layer in electroless nickel immersion gold process [J].Microelectronics Reliability, 2007, 47 (7): 1120-1126.[3] LIN C P, CHEN C M.Solid-state interfacial reactions at the solder joints employingAu/Pd/Ni and Au/Ni as the surface finish metallizations [J].Microelectronics Reliability, 2012, 52 (2): 385-390.[4] 刘海萍, 李宁, 毕四富.聚乙烯亚胺对置换镀金过程中镍基体腐蚀的影响[J].稀有金属材料与工程, 2009, 38 (6): 1087-1090.[5] LIU H P, LI N, BI S F, et al.Gold immersion deposition on electroless nickel substrates: the deposition process and the influence factor analysis [J].Journal of the Electrochemical Society, 2007, 154 (12): D662-D668.[6] KANZLER M.Plating method: US6911230 [P].2005-06-28.[7] WON Y S, PARK S S, LEE J, et al.The pH effect on black spots in surface finish: electroless nickel immersion gold [J].Applied Surface Science, 2010,257 (1): 56-61. [8] TECK NG B, GANESH VP, LEE C.Impact of electroless nickel/palladium/immersion gold plating on gold ball bond reliability [C] // 2006 International Conference on Electronic Materials and Packaging.[S.l.: s.n.], 2006: 9858124.[9] WANG Y, LIU H P, BI S F, et al.Effects of organic additives on the immersion gold depositing from a sulfite-thiosulfate solution in an electroless nickel immersion gold process [J].RSC Advances, 2016 (12): 9656-9662.[10] NAM N D, BUI Q V, NHAN H T, et al.Effect of Pd interlayer on electrochemical properties of ENIG surface finish in 3.5wt.% NaCl solution [J].Journal of Electronic Materials, 2014, 43 (9): 3307-3316.。
ENEPIG表面处理技术
ENEPIG表面处理技术应用研究高峰、温怡芸—华为技术有限公司工艺技术研究部摘要：为规避化学镍金黑盘（ENIG Black pad）造成的潜在失效风险，解决选择性 ENIG＋OSP设计限制及工艺流程复杂、成本高限制，特选择行业五支主流ENEPIG药水，对ENEPIG镀层综合性能进行全方位评估，包括：镍腐蚀（黑盘）、透锡率、焊点强度、按键性等。
从最终评估结果来看，ENEPIG镀层是一种比较完美的镀层，完全无黑盘失效风险，可替代ENIG规避黑盘失效风险，替代ENIG＋OSP 实现成本的降低。
ENEPIG的英文全称是Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold。
在传统ENIG 生产线上增加一个钯槽，即可实现ENEPIG工艺，工艺制作流程时间相比ENIG无明显提高。
采用氧化还原体系的钯，在沉积过程中不会对镍层产生攻击，可以作为金沉积过程中的阻挡层，规避镍腐蚀的产生。
对于焊接来说，钯本身就是就可以作为抗氧化层，ENEPIG金层的厚度相比ENIG来说可以降低至0.015um，由于金价远高于钯，所以ENEPIG综合成本相比ENIG并不会太高。
ENEPIG技术需求ENEPIG完全无黑盘失效风险，可替代ENIG规避黑盘失效风险，不存在ENIG+OSP设计限制条件，且可比成本低8-10％，故从设计及加工综合考虑，ENEPIG可替代 ENIG+OSP，实现降低成本。
ENIG的黑盘风险传统的ENIG表面处理，由于其存在的置换反应机理，决定镍腐蚀（Nickel corrosion）不可避免，当镍腐蚀达到一定程度时，会对焊点存在可靠性隐患，在IMC处发生脆性断裂，出现黑色的断口，业界将此失效现象定义为“Blackpad”。
终端手机ENIG+OSP工艺局限性由于ENIG存在黑盘潜在失效风险，手机单板表面处理有原先单一的ENIG方式切换为ENIG+OSP，ENIG部位用于手机按键/Key pad及屏蔽区域，选择性ENIG+OSP工艺流程如下：选择性ENIG+OSP工艺局限性： -> 设计上：要保证一定的间距（12mil），存在高密布线局限性问题；-> 制造上：工艺流程长，控制复杂，生产效率低，产品良率低，总体成本高。
不同条件下化学镍钯金的可焊性研究
不同条件下化学镍钯金的可焊性研究剡江峰;刘刚;邝维【摘要】Solderability is one of the most important properties of PCB assembled products. This paper aims to discuss the solderability of ENEPIG. Firstly, it makes a comparison of properties of ENIG and ENEPIG. Secondly, it veriifes the potential factors that may inlfuence welding through experiments. And then a conclusion can be made that the problems of solderability of ENEPIG can be solved by effectively controlling palladium layer.% 可焊性是印制电路板组装产品极重要的性能之一。
文章讨论了化学镍钯金（ENEPIG）的可焊性，首先对化学镍金（ENIG）和化学镍钯金的特点进行了对比，然后通过实验对影响产品焊接的可能因素进行了验证，得出钯层的有效控制能解决化学镍钯金的可焊性问题。
【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2013(000)008【总页数】3页(P32-34)【关键词】化学镍金;化学镍钯金;焊锡性【作者】剡江峰;刘刚;邝维【作者单位】深南电路有限公司，广东深圳 518117;深南电路有限公司，广东深圳 518117;深南电路有限公司，广东深圳 518117【正文语种】中文【中图分类】TN41印制电路板发展过程中，表面处理的方式也从单一化向多元化发展。
传统的化学镍金（Electroless Nickel Immersion Gold）在焊接的过程中容易出现黑镍（镍腐蚀）现象，进而引发连接的可靠性问题[1]。
PCB常用板料和表面处理方式
一、常见板材1. 普通Tg、中Tg、高Tg:o Tg指的是玻璃化转变温度，普通Tg通常在130°C左右，中Tg 在150°C-160°C，高Tg大于160°C。
o高Tg板料在高温下稳定性更好，但成本也相对较高。
2. 有卤、无卤:o有卤板料含有卤素，可提供良好的阻燃性能，但环保性较差。
o无卤板料不含卤素，更环保，但阻燃性能可能不如有卤板料。
3. 低Dk板料:o Dk指的是介电常数，低Dk板料适用于高频应用，可以减少信号传输过程中的损耗。
4. 低损耗板料:o低损耗板料具有较低的介电损耗，适合高速信号传输。
5. 高频板料:o高频板料适用于微波、射频等高频应用，通常具有低损耗和低介电常数。
6. 高速板料:o高速板料设计用于快速数据传输，通常具有低介电常数和低损耗。
7. 金属基板:o金属基板以铝或铜为基，具有良好的热导性，适用于LED照明等需要良好散热的应用。
8. RCC板料:o RCC（Resin Coated Copper）板料是覆铜板，适用于柔性电路。
9. PTC板料:o PTC（Positive Temperature Coefficient）板料具有正温度系数，适用于过热保护。
10. 金属碳板料:o金属碳板料含有金属填充物，提供了改善的热传导性能。
11. 陶瓷板料:o陶瓷板料具有高热导率和良好的高频性能，但成本较高。
12. PI板料:o PI（Polyimide）板料具有高温稳定性和良好的机械性能，常用于柔性电路板。
13. BT板料:o BT（Bismaleimide-Triazine）板料是一种高温环氧树脂，适用于高频应用。
14. PTFE板料:o PTFE（聚四氟乙烯）板料具有极低的介电常数和损耗，适用于高频电路板。
二、常见表面处理方式1. 沉镍金(ENIG)o优点：导电性强，抗氧化性好，寿命长；镀层致密，适用于焊接及插拔场合。
o缺点：成本较高，焊接强度较差。
镍钯金工艺(ENEPIG)详解
3.现在说自己能做的供应商人很多，但是真正能做好的没有几家。控制要主要点钯槽和金槽，钯是可以做催化剂的活性金属，添加了还原剂后，控制不好自己就反应掉，（就是俗话说的翻槽），沉积速度不稳定也是一个问题，很多配槽后速度很快，过不到几天速度就变慢很多。这不是一般公司能做好的。
镍钯金工艺（ENEPIG）详解
一、镍钯金工艺（ENEPIG）与其他工艺如防氧化（OSP）,镍金（ENIG）等相比有如下优点：
1.防止“黑镍问题”的发生–没有置换金攻击镍的表面做成晶粒边界腐蚀现象。
2.化学镀钯会作为阻挡层，不会有铜迁移至金层的问题出现而引起焊锡性焊锡差。
3.化学镀钯层会完全溶解在焊料之中，在合金界面上不会有高磷层的出现。同时当化学镀钯溶解后会露出一层新的化学镀镍层用来生成良好的镍锡合金。
1mil=25.4um=1000uinch
uinch如上所说,是念mai.有些电镀厂的膜厚报告上用u''来表示.
目前广泛在应用此工艺的公司有：微软microsoft、苹果apple、英特尔INTER等！
单位转换：1um(微米)=39.37uinch(微英寸）
1cm(厘米)=10mm(毫米) 1mm=1000um
1ft(英尺)=1000mil(密尔)=1000000uinch(微英寸)
1ft(英尺)=ch(英寸) 1inch=25.4mm 1ft=0.3048m
4.能抵挡多次无铅再流焊循环。
新型化学镀钯工艺研究
新型化学镀钯工艺研究苏星宇;黄明起;刘彬灿;张国平【摘要】This study used a novel palladium complex as the palladium source to present a new electroless palladium plating process. By usingL16 (45) orthogonal test and single factor test, the optimum bath formulation and process conditions were obtained. The coating performance tests show strong adhesion, high metallic luster, good corrosion resistance and solderability.%研究了一种新型化学镀钯工艺, 使用新型络合型钯盐作为钯源, 采用L16 (45) 的正交试验和单一因素实验, 研究得到了性能最佳的镀液配方及工艺条件.镀层性能测试结果表明, 所制备的镍钯金镀层镀层结合力强, 金属光泽性高, 具有良好的耐腐蚀性和可焊性.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2019(027)003【总页数】7页(P12-18)【关键词】正交试验;化学镀钯;镀层性能【作者】苏星宇;黄明起;刘彬灿;张国平【作者单位】深圳市化讯半导体材料有限公司,广东深圳 518055;深圳市化讯半导体材料有限公司,广东深圳 518055;深圳市化讯半导体材料有限公司,广东深圳518055;中国科学院深圳先进技术研究院,广东深圳 518055【正文语种】中文【中图分类】TN41为解决互连延迟带来的危机，国际上已开发出以铜为互连材料，大马士革工艺为制造方法的铜互连工艺，以取代亚微米时代的铝互连工艺[1]。
因此，铜广泛应用于电子产品中的导线和接触端，但是在空气中铜容易氧化，导致其导电性、润湿性和可焊性降低[2][3]。
适用于IC封装的表面涂覆层——化学镀镍、钯、金的未来
适用于IC封装的表面涂覆层——化学镀镍、钯、金的未来林金堵;吴梅珠【摘要】The paper describes that the superiority of ENEPIG in the surface pareed ENEPIG with the ENIG,it,it not only applicable to IC package,but also improves the reliability and decreases the cost.%概述了化学镀镍/化学镀钯/浸金涂（镀）覆层的优点,它比起化学镀镍/浸金,不仅更适用于IC 封装,而且提高了可靠性,降低了成本。
【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2012(000)009【总页数】3页(P57-59)【关键词】IC封装;系统封装;化学镀镍/化学镀钯/浸金;万能镀层【作者】林金堵;吴梅珠【作者单位】CPCA;江南计算技术研究所,江苏无锡214083【正文语种】中文【中图分类】TN41便携电子产品的迅速增长，如手机（Call Phones）、个人数字辅助工具、摄录机等等，要求和推动这些电子产品走向更小、更快、更轻和更多功能化方向发展。
尽管这些电子产品增加了不少功能特性，但是没有改变、甚至还减少了它们的尺寸。
在IC的封装上，为了满足技术和市场的需求，采用系统封装迅速增加了。
系统封装（SIP，System in Package）的特点是具有多个不同功能的有源元件的任何组合、加上合适的无源元件和其它装置像微机电系统（MEMS，Microelectromechanical System）或光元（组）件等组合形成更可取的统一标准（Single Standard）的封装，它提供具有系统或子系统的综合多功能的特点[1]（参见图1）。
图1 安装有裸芯片（die）和无源元件的PBGA基板的SIP剖视图系统封装SIP（有的文章称谓SOP，System on Package）往往要求在封装基板上同时既有适用于倒芯片（FC）的金属丝键合（搭接，Wire Bonding），又有表面安装（SMT）的加工工艺，因而将影响到IC封装基板的变化与效果，这就需要为不同种类组装元件采用不同组装技术提供一个合适的平台。
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ENEPIG表面处理技术应用研究
by 高峰、温怡芸 —华为技术有限公司工艺技术研究部
摘要：
为规避化学镍金黑盘（ENIG Black pad）造成的潜在失效风险，解决选择性 ENIG＋OSP设计限制及工艺流程复杂、成本高限制，特选择行业五支主流ENEPIG药 水，对ENEPIG镀层综合性能进行全方位评估，包括：镍腐蚀（黑盘）、透锡率、 焊点强度、按键性等。
从最终评估结果来看，ENEPIG镀层是一种比较完美的镀 层，完全无黑盘失效风险，可替代ENIG规避黑盘失效风险，替代ENIG＋OSP实现成本的降低。
ENEPIG的英文全称是Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold。
在传统ENIG生产线上 增加一个钯槽，即可实现ENEPIG工艺，工艺制作流 程时间相比ENIG无明显提高。
采用氧化还原体系的钯，在 沉积过程中不会对镍层产生攻击，可以作为金沉积过程中 的阻挡层，规避镍腐蚀的产生。
对于焊接来说，钯本身就 是就可以作为抗氧化层，ENEPIG金层的厚度相比ENIG来说 可以降低至
0.015um，由于金价远高于钯，所以ENEPIG综合成本相比ENIG并不会太高。
ENEPIG技术需求
ENEPIG完全无黑盘失效风险，可替代ENIG规避黑 盘失效风险，不存在ENIG+OSP设计限制条件，且可比成 本低8-10％，故从设计及加工综合考虑，ENEPIG可替代 ENIG+OSP，实现降低成本。
ENIG的黑盘风险
传统的ENIG表面处理，由于其存在的置换反应机理， 决定镍腐蚀（Nickel corrosion）不可避免，当镍腐蚀达到 一定程度时，会对焊点存在可靠性隐患，在IMC处发生脆性 断裂，出现黑色的断口，业界将此失效现象定义为“Blackpad＂。
终端手机ENIG+OSP工艺局限性
由于ENIG存在黑盘潜在失效风险，手机单板表面处理 有原先单一的ENIG方式切换为ENIG+OSP，ENIG 部位用于 手机按键/Key pad及屏蔽区域，选择性ENIG+OSP工艺流程如下：
选择性ENIG+OSP工艺局限性： -> 设计上：要保证一定的间距（12mil），存在高密 布线局限性问题；-> 制造上：工艺流程长，控制复杂，生产效率低， 产品良率低，总体成本高。
ENEPIG行业应用情况 由于较薄的钯层及较厚金层即可实现电镀软金（金 层厚0.3um）一样的打金线性能，故此项技术在IC 封装 Bonding及基板行业开始应用，但在PCB行业研究和应用则 刚处于起步阶段。
ENEPIG评估方案 选择行业五家主流ENEPIG药水供应商（编号1－5＃） ，其中3＃及5＃ 钯为氧化还原沉积，4＃钯为置换反应沉 积。
测试项目主要包括：镍扩散、镍腐蚀、通孔透锡率及 焊点机械强度，并与ENIG（编号6＃）及OSP（编号7＃）进行对比。
试验结果及分析
镍扩散/迁移测试 采用Augertest，测试前样品经过5次无铅回流和 175℃/16h高温两种条件老化。
由于4＃药水采用的是置换 钯，所得的钯镀层仅在0.015～0.05um左右，经过热老化 后，存在镍扩散/迁移至金表面，与常规ENIG表现接近；对 于采用氧化还原钯的1-3＃及5＃样品，钯镀层厚度在0.05- 0.20um，未发现镍迁移的现象。
根据以上分析可以看出，钯镀层厚度对镍扩散/迁移 有较大影响，ENEPIG的钯镀层最小厚度需控制在最小0.05um，可作为有效的阻挡层，保护镍层，可耐至少5次无 铅回流老化，不会发生镍氧化而影响镀层的可焊性。
镍腐蚀测试
1、剥金后镍表面扫描电镜（SEM）观测 将1－5＃ENEPIG样品剥金/钯及6＃ENIG剥金，并进 行SEM 观测分析，可以发现1－3＃及5＃样品未发现任何镍 腐蚀现象，表明钯采用氧化还原体系的ENEPIG药水，钯在 沉积的过程中，不会攻击镍层产生镍腐蚀，由于采用的是 氧化还原反应，钯可以沉积一定的厚度，有效地作为阻挡 层，防止金缸药水对镍的进一步攻击。
对于钯采用氧化还原体系的ENEPIG药水，在钯沉积的 过程中，发生的镍置换钯反应，对镍层会产生一定的腐蚀， 由于采用的是置换反应，钯沉积的厚度有限，并不能完全将 镍层覆盖保护，在金沉积的过程中，同时会发生镍置换金的 反应，对镍层进一步攻击，不可避免地存在一定的镍腐蚀 （4#样品为置换钯体系，剥金后发现金面与1－3＃/5＃样品表现差异较大，与ENIG接近）。
2、焊锡后断面SEM观测
将1－5＃ENEPIG样品剥金/钯及6＃ENIG进行焊锡，切 片断面SEM分析IMC的微观结构。
对于钯采用氧化还原反应的ENPIG镀层，IMC结合优异，无任何Ni spike现象，对于4＃样品，IMC界面出现黑色微裂纹，经过SEM进一步放大，可以发现为连续的镍腐蚀，进一步证明采用置换钯的ENEPIG药水不可完全避免镍腐蚀问题。
PTH通孔透锡性能测试
分别将1－7＃样品经过5X LF回流老化后，再进行波峰焊透锡率测试，参考如下标准。
通过Auger test发现，经过回流老化后，氧化还原体系 的钯（厚度0.05～0.15um）完全可以作为阻挡层，阻止镍扩散迁移，一旦无镍迁移至Au表面，镍层不会被氧化，加以金的润湿性本身比较好，所以ENEPIG的通孔透锡高度可以达到100％，但ENIG存在镍扩散问题，所以润湿性相比ENEPIG要差，OSP 属有机膜，经过多次回流老化后，可焊性会变得更差（5＃样品手工加工，孔内ENEPIG镀层覆盖不良，故透锡率相对较差）。
焊点强度测试
设计SMD焊盘，焊盘尺寸0.40mm，采用Sn63Pb37和 SAC305植球，分别进行正常速度/高速
（1,000mm/S）焊 球拉力和剪切力测试，并与ENIG和OSP作对比，分析断口失效模式和表现特征。
1、焊球拉力测试（速度0.5mm/s，Sn63Pb37）
采用Sn63Pb37焊料，对比在速度0.5mm/s条件下的起 拔，1-3＃及5＃ENEPIG与OSP接近，4＃样品5次回流后， 部分样品出现IMC界面断裂，6＃ENIG出现脆性断口的比率较高。
2、焊球剪切力测试（SAC305）
焊球剪切力测试结果与焊球拉力测试结果类似，1-3＃及5＃优于4＃和5＃，与7＃接近。
手机按键性能测试
将测试板组装成整机，以5-7N的压力、56+/-5次/min速度进行按键，规格要求为80万次，不可出现按键
不良，测试后手机按键的手感良好。
最终结论为通过，其耐磨性满足手机按键耐久性要求，测试后按键上没有出现明显的磨损痕迹。
结论
1、ENEPIG钯镀层形成应采用氧化还原方式沉积，不推荐使用置换钯体系的化学镍钯金药水；
2、用氧化还原沉积的钯，厚度在0.05～0.15um，经过5次回流或175℃/16h高温老化，不会出镍扩散/迁移现象，通孔透锡性能表现优异，透锡率可达100％；
3、采用氧化还原方式沉积钯的ENEPIG镀层完全无镍腐蚀风险，焊球拉力测试结果表面，明显优于常规ENIG镀层，与OSP接近，可以替代ENIG，规避黑盘风险；
4 、ENEPIG 镀层可满足手机按键要求， 可取代ENIG+OSP满足高密设计需求以及实现成本下降。
参考文献：
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