Universal ASF

Nickel / Palladium / Or pour Assemblages Sophistiqués

Les assemblages sophistiqués deviennent de plus en plus petits, plus complexes et plus intelligents. Afin de pouvoir intégrer de façon économique de nombreuses fonctions dans un espace très réduit, la technologie SiP (System in Package) joue un rôle de plus en plus grand.

Des techniques variées sont employées pour SiP:

• Soudure CMS (SMD)
• Soudure de flip chips
• Bonding fil Or ou Aluminium

ENIG a été utilisé pendant longtemps comme finition entre le PCB et le substrat IC par les fabricants. Mais l’augmentation de la tendance à la  brittle fracture avec la diminution de la taille des pads des BGA, met en doute de plus en plus la fiabilité de l’ENIG pour les assemblages évolués. Un autre reproche est l’incapacité de l’ENIG au bonding avec fil d’or. Le dépôt de nickel or électrolytique est habituel pour les substrats IC dans le cas de bonding avec fil d’or. Les inconvénients de ce procédé sont : la nécessité d’une alimentation électrique sur le circuit et le coût de l’or car une épaisseur d’or relativement élevée (0,5 µm) est nécessaire. La soudure sur une surface avec une forte épaisseur d’or est aussi critique dans la mesure où une trop forte teneur en or dans la soudure entraîne une fragilité du joint de soudure.

Le procédé Universal ASF d’Atotech est une finition qui se compose de 3 couches métalliques : nickel, palladium et or. Le nickel et le palladium sont déposés de manière auto catalytique avec l’hypophosphite de sodium comme réducteur, entraînant la co-déposition de phosphore. La formulation du bain de nickel utilisé permet le dépôt d’une couche contenant 7 à 10 % de phosphore en poids (moyen phosphore). La concentration en phosphore dans la couche de palladium est de 4 à 6% en poids. Sur la couche de palladium un dépôt d’or pur est créé par déplacement.

Les performances de l’Universal ASF en terme de joint de soudure sont supérieures à l’ENIG selon les résultats obtenus lors des tests HSS et CBP. La présence de brittle fracture n’est plus d’actualité.

Au sujet du bonding avec fil d’or, il peut être facilement montré que l’Universal ASF peut être aisément compétitif avec les finitions les plus utilisées pour cette application, telles que le nickel-or électrolytique sans en avoir les contraintes décrites plus haut.

Caractéristiques de procédé:

• Excellents résultats du Cold Ball Pull test
• Excellents résultats de tous les tests de cisaillement
• Excellents résultats des tests de bonding avec fil d’or
• Large plage de paramètres pour le bonding
• Les cycles de refusions multiples ne dégradent pas l’intégrité du joint de soudure ou la formation des intermétalliques
• Finition la plus rentable pour tous les assemblages grâce à l’emploi du Pd à la place de l’or en couche plus épaisse