Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия

Е. В. Лопухова, студент кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии, эл. почта: lopoohova18@gmail.com
К. Н. Смирнов, доцент кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии, канд. техн. наук, эл. почта: smirnov.k.n@muctr.ru
Д. В. Мазурова, доцент кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии, канд. техн. наук, эл. почта: mazurova.d.v@muctr.ru
Т. А. Ваграмян, заведующий кафедрой инновационных материалов и защиты от коррозии, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: vagramian.t.a@muctr.ru

С увеличением числа устройств, которые используют печатные платы, возрастает необходимость в разработке более эффективных, экономически выгодных и надежных методов финишной обработки поверхности печатных плат. Иммерсионные покрытия используют в качестве финишного покрытия при производстве печатных плат для защиты токоведущих дорожек от окисления и обеспечения процесса пайки. Никель из-за склонности к быстрой пассивации плохо смачивается припоем, золото защищает этот металл от окисления и, растворяясь в припое, дает хорошую рас текаемость и, соответственно, паяемость. Иммерсионное золочение занимает лидирующие позиции по распространенности в изделиях ответственного применения, так как эта методика позволяет обеспечить сочетание хорошей паяемости и плоской поверхности для установки и пайки высокоинтегрированных компонентов, что необходимо в современных изделиях с увеличивающейся плотностью компоновки печатных узлов. На сегодняшний день особенно остро стоит вопрос о разработке отечественного раствора иммерсионного золочения, способного в полной мере заменить зарубежные аналоги. Объектом исследования в данной работе является раствор иммерсионного золочения, содержащий дицианоаурат калия, лиганд хелатного типа, восстановитель и буферирующую добавку. Цель работы — изучение влияния условий проведения процесса иммерсионного золочения на толщину покрытия золотом, определение оптимальных параметров, при которых нанесенный слой удовлетворяет требованиям стандарта IPС-4552. Установлено, что введение восстановителя в раствор иммерсионного золочения влияет на толщину покрытия при значительной продолжительности процесса, и, соответственно, способствует поддержанию толщины нанесенного слоя при снижении концентрации золота в растворе. Показана возможность длительной стабильной работы раствора иммерсионного золочения.

1. Чиминев А. Печатная плата — ключевой компонент, определяющий надежность конечного продукта // Электроника: Наука, технология, бизнес. 2020. № 6. С. 42–47.
2. Kamarchuk A. V., Razzhivina K. R., Marchenko A. I., Bauman D. A. Analysis of wire bonding pull-off/shear force for various wire materials and contact pads // Reviews on Advanced Materials and Technologies. 2022. Vol. 4, No. 3. P. 52–55.
3. Sato J., Kato M., Otani H., Homma T. et al. Substrate (Ni)-catalyzed electroless gold deposition from a noncyanide bath containing thiosulfate and sulfite: reaction mechanism // J. Electrochemical Soc. 2002. Vol. 149, No. 3. P. 164–167.
4. Терешкин В., Григорьева Л., Кабин Е. Финишное покрытие «Химический никель/иммерсионное золото» в производстве печатных плат. Проблемы и направления развития. Часть 1 // Технологии в электронной промышленности. 2019. № 5. С. 38–41.
5. Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитической химии. — 5-е изд. — М. : Химия, 1979. — 480 с.
6. Николаева Е. Иммерсионное золочение – вопросы и ответы // Производство электроники: технологии, оборудование, материалы. 2007. № 1. С. 17–20.
7. Wang Y., Cao X., Wang W., Mitsuzak N. et al. Immersion gold deposition from a chloroauric acid–choline chloride solution: Deposition kinetics and coating performances // J. Surface and Coatings Technology. 2015. Vol. 265. P. 62–67.
8. Won Y. S., Park S. S., Lee J., Kim J. Y. et al. The pH effect on black spots in surface finish: electroless nickel immersion gold // J. Applied Surface Science. 2010. Vol. 257, No. 1. P. 56–61.
9. Chen M., Reid R. S. Solution speciation in the aqueous Na(I)–EDTA and K(I)-EDTA systems // Canadian Journal of Chemistry. 1993. Vol. 71. P. 763–768.
10. Nowack B., Sigg L. Adsorption of EDTA and metal–EDTA complexes onto goethite // J. Journal of Colloid and Interface Science. 1996. Vol. 177, No. 1. P. 106–121.
11. Accogli A., Gibertini E., Panzeri G., Lucotti A. et al. Understanding the failure mode of electroless nickel immersion gold process: in situ-raman spectroscopy and electrochemical characterization // Journal of The Electrochemical Society. 2020. Vol. 167, No. 8. 082507.
12. Hedwig G. R., Liddle J. R., Reeves R. D. Complex formation of nickel (II) ions with citric acid in aqueous solution: a potentiometric and spectroscopic study // J. Chem. 1980. Vol. 33, Iss. 8. P. 1685–1693.
13. Зеленин О. Ю. Взаимодействие иона Ni²⁺ с лимонной кислотой в водном растворе // Российский журнал координационной химии. 2007. Т. 33, № 346. C. 355–359.
14. Pat. US20160040296A1, IPC C23C18/44. Electroless gold plating liquid ; appl. 22.12.14 ; publ. 11.02.16.
15. Lee D. J., Lee H. S. Major factors to the solder joint strength of ENIG layer in FC BGA package // Microelectronics Reliability. 2006. Vol. 46, No. 7. P. 1119–1127.
16. Зоткин В. В., Зайцев А. Г., Гаврилин Г. О., Архипов Е. А. и др. Изучение процесса химического никелирования как стадии ENIG-процесса // Гальванотехника и обработка поверхности. 2015. Т. 23, № 1. С. 47–51.
17. Шихов С. Финишные покрытия печатных плат: ENIG против HASL // Технологии в электронной промышленности. 2023. № 1. С. 12–13.

18. Wang Z., Gao J., Wang W. The impact of gold plating process for bonding pads on interconnection quality // IEEE Transactions on Device and Materials Reliability. 2022. Vol. 22, No. 1. P. 65–72.
19. Писарев А., Яфаева П. Исследование покрытий ENIG со средним и высоким содержанием фосфора // Технологии в электронной промышленности. 2021. № 2. С. 29–31.
20. Терешкин В., Григорьева Л., Кабин Е. Финишное покрытие «Химический никель/иммерсионное золото» в производстве печатных плат. Часть 2. Разработка технологии химниз 1600 в центре «ЭЛМА» // Технологии в электронной промышленности. 2020. № 4. С. 10–14.
21. Seo W., Kim K. Ho., Kim Y. Ho., Yoo S. Effect of Ni-P plating temperature on growth of interfacial intermetallic compound in electroless nickel immersion gold/Sn – Ag – Cu solder joints // Journal of Electronic Materials. 2018. Vol. 47, No. 1. P. 110–116.
22. IPC-TM-650. Test methods manual. 2021. — 11 p.
23. ГОСТ Р 56427–2015. Пайка электронных модулей радиоэлектронных средств. Автоматизированный смешанный и поверхностный монтаж с применением бессвинцовой и традиционной технологии. Технические требования к выполнению технологических операций. — Введ. 01.09.2015.