使用镍钯金的原因_镍钯金的优点
前言
电子产品正朝着更薄、更小、更快、功能更丰富的方向发展，为满足上述需求，电子封装产业一直致力于研发更先进的封装技术，既能提高单板上器件的密度，又能将多种功能整合到一个高密度封装中。
封装和互连密度的提高推动了组装方法从通孔技术 (THT) 向表面贴装技术 (SMT) 的演变，并导致越来越多地使用引线接合来连接芯片和基板。较小的互连间距和芯片级封装 (CSP) 的使用使设备密度得以提高，而多芯片模块 (MCM)/系统级封装 (SiP) 则使得在同一封装上嵌入更多功能成为可能。
半导体行业多年来在通过缩小芯片尺寸来提高器件性能的同时，较少关注电子系统中的芯片必须通过封装进行互连这一事实。大规模I/O和信号传输质量的要求使封装成为半导体行业的重要考虑因素。为了满足封装工艺要求并实现可靠的连接，电路板的表面处理技术尤为重要，无论是IC封装中用于互连的基板，还是器件二次封装中用于互连的PCB。
本文介绍了影响互连可靠性的关键因素，特别关注金线键合应用的表面光洁度特性。
金线键合的表面处理选项
虽然电镀镍金具有优异的金线键合性能，但它存在三个主要缺点，每个缺点都阻碍了它在尖端应用中的使用：
需要的金层厚度比较大，工艺成本较高。
厚的金层容易产生脆弱的锡金金属间化合物（IMC），从而降低焊点的可靠性。为了增加焊点的可靠性，可以在需要焊接的地方采用不同的表面处理，但这会增加额外的工艺成本。
电镀工艺需要使用电镀线路，限制了封装基板的设计自由度和布线密度。
电镀镍和镀金的这些局限性为化学镀的选择提供了空间。化学镀技术包括化学镍浸金（ENIG）、化学镍化学金（ENEG）和化学镍钯浸金（ENEG）。
在这三种选择中，ENIG 基本上是不可能的，因为它不具备高可靠性的金线键合特性（尽管它已用于一些低端消费产品），而且 ENIG 的生产成本与电镀镍金一样高，也充满了复杂的工艺挑战。
虽然化学镀镍钯金（ENIG）最早在 1990 年代末推出，但由于 2000 年左右钯金属价格波动（当时钯金属价格被推高到不合理的高水平），其市场接受度被推迟。然而，近年来市场需求表现出强劲增长，因为它可以满足许多新的封装应用，满足可靠性要求，并符合无铅/ROHS 要求。
除了封装可靠性方面的优势外，成本也是一大优势。近年来，金价已上涨至800美元/盎司以上，需要厚镀金的电子产品成本难以控制。而钯金属的价格（300美元/盎司）远不及金价的一半，因此用钯代替金具有明显的优势。
表面处理比较
目前适用于小引脚QFP/BGA器件的电路板无铅表面处理主要有四种。
化学浸锡（）
化学浸银（）
有机焊料保护剂（OSP）
化学镀镍金 (ENIG)
下表列出了这四种表面处理方式的比较。在这四种表面处理方式中，没有一种表面处理方式可以同时满足无铅组装工艺的所有要求，特别是考虑到多次回流焊接能力、组装前的储存时间和金线键合能力。相反，它具有出色的储存时间、焊点可靠性、金线键合能力以及可用作按键触摸表面，具有明显的优势。而且，在置换金的最终沉积反应中，化学钯层会保护镍层免受置换金的过度腐蚀。
表1 – 不同表面处理性能比较
从各表面处理在不同装配方式下的表现来看，可以同时满足多种不同装配方式的要求。
表2-不同表面处理对不同组装方法的性能
金线键合可靠性比较
在相同的金线键合条件下（采用第二次焊点拉力测试），金线键合可靠性与电镀镍金相似。
在样品的拉力试验过程中，观察到金线键合的主要失效模式为金线中部断裂，颈部区域有少量断裂。没有发生金线断裂或键合点断开的情况。
试验结果表明，其可以替代金线键合中的电镀镍金。
使用的优点
最重要的优点是同时具有优异的焊接可靠性和引线键合可靠性，如下所列：
1.防止“黑镍问题”的发生——无置换金侵蚀镍表面引起晶间腐蚀
2.化学镀钯起到阻挡层的作用，防止铜扩散到表面，从而保证了良好的可焊性
3、化学镀钯层会完全溶解在焊料中，合金界面不会出现高磷层，同时当化学镀钯溶解后，化学镀镍层会露出来，形成良好的镍锡合金。
4.可承受多次无铅回流循环
5. 优异的金线键合性能
6.工艺成本较电镀镍金、化学镍金低
镍钯金的优势