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Immersion Nickel Gold
—  Imm NiAu  —  
Immersion Nickel Gold

Kostbar und fein:
Die Leiterplatte in chemisch Nickel / Gold von

(PCP) - Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH - Ihr Deutscher Leiterplattenhersteller

Chemisch Nickel/Gold (NiPau-Verfahren) ist seit vielen
Jahren bereits ein etabliertes Oberflächenveredelungs-
verfahren in der Leiterplattentechnik.

 

 
  Einsatzbereich  
  Doch trotz vieler Vorzüge im Vergleich zur konventionellen Heißluftverzinnung hat es sich
nur in ausgewählten Anwendungsbereichen durchgesetzt. Vor allem dort, wo Leiter-
plattenoberflächen agressiven Umgebungen ausgesetzt sind, wie in Handys oder in
der Automobilelektronik, findet NiPau seinen Einsatz. Aufgrund der gleichmäßigen
chemischen Abscheidung der Metalle bietet sich Gold für alle Fine-Pitch
Bestückungen mit Rasterabständen kleiner 0,5 mm an. Vor allem bei engen Smd-Rastern
auf beiden Seiten der Leiterplatte ist die Nipau Oberfläche eine bessere Alternative zu
HAL wegen ihrer hervorragenden Planarität.

Die eigentliche Verdrahtung eines Bauteils erfolgt über die 4 – 6 my dicke Nickelschicht
und nicht über die mit 0,05 bis 0,2 my ultrafeine Goldschicht, die lediglich als Oxidations
und Diffusionssperre zur Verlängerung der Lötfähigkeit dient. Allein beim Thermosonic-
Drahtbonden mit Golddraht werden größere Golddicken bis 0,3 my angestrebt.

 
  Verfahren und Prozesse  
  Nicht allein wegen der Materialkosten verbietet sich eine hohe Platierung von Gold,
auch das Problem der Lötbadverunreinigung ist Grund für eine möglichst dünne
Beschichtung.

Nicht nur der Einsatz des „Edelmetalles“ Gold treibt den Preis in die Höhe, es sind vor allem die Prozesskosten.

Allein die Maschinenstundensätze bewegen sich auf weit höherem Niveau als bei der
Heißluftverzinnung, da der Anlagenbau sich ähnlich komplex gestaltet wie bei Galvano-
anlagen, für die eine zusätzliche Infrastruktur für die komplexe Abwasserverarbeitung
notwendig ist. Hinzu kommt die personalintensive Prozessbetreuung, da die chemischen Bäder aufgrund des schmalen Verarbeitungsfensters einen hohen Analyse-
und Überwachungsaufwand benötigen. Lötstopplackverarbeitung sowie Entoxidation der
blanken Kupferoberflächen (Aktivierung) müssen komplett auf die Vergoldung abgestimmt
werden.

Um potentialbedingte Fehlbelegungen auf der Goldoberfläche auszuschliessen,
müssen Vias von Lötstopplack freigestellt werden oder durch einen Sonderverfüllungs-
druck einwandfrei geschlossen sein. Ebenso muß die Aushärtung des Lötstopplackes
auf die chemische Vergoldung abgestimmt werden, da er in den 90 C° heißen
Nickelbädern von Wasserstoff angegriffen wird. Entweder ist ein teueres Lacksystem
notwendig oder es muß auf eine Infrarotnachverhärtung zurückgegriffen werden,
die wiederum weitere Anlageninvestitionen notwendig macht.

 
  Zukunftsaussichten als bleifreie Alternative  
  Erfolgt die Nipau-Beschichtung unter optimalen Voraussetzungen beim Leiterplatten-
hersteller, so lassen sich beim Wellenlöten ebenso gute Lötergebnisse erzielen wie bei
der Heißluftverzinnung.

Durch die Abdeckung der Pad- und Smd-Flanken mit Gold wird ebenfalls eine gute
Lagerfähigkeit erreicht. Nach unserer Einschätzung wird NiPau sich dennoch niemals
als vollständige Alternative zu HAL etablieren.

Wie bereits erwähnt, sind größter Nachteil dieses Verfahrens die Prozesskosten.
Mangels anderer Alternativen in der bleifreien Zukunft wird Nipau weiterhin seinen Platz
in den Bereichen der Fine-Pitch und COB-Anwendungen haben.

Kostennachteile des Nipau-Prozesses könnten vor allem in der Grosserienfertigung
(Konsumgüter) wettgemacht werden, wenn über den Einsatz von „Chip-on-board
Technologie nachgedacht wird. Oft rechnet es sich, wenn Chips „nackt“ gekauft und
direkt über Bonding-Draht mit der Leiterplatte verbunden werden. Die Einsparung der
Chip-Gehäuse könnte sich dann rechnen, zudem durch den geringen Platzbedarf die
Leiterplatte verkleinert werden kann und somit preiswerter wird.

 
| Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH mit Sitz in 47877 Willich |
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