近年来，诸如智能手机和平板电脑之类的电子设备越来越小型化，电子设备内部使用的芯片规模封装（CSP）也越来越小，而且走线之间的间距每年都在不断缩小。一些最新的封装间距达到了15 µm或更小。如果使用镍层厚度为5µm至6 µm的化学镀镍镀钯浸金（electroless nickel electroless palladium immersion gold ，简称ENEPIG），则只能达到5 µm的间距，增加了走线之间短路的风险。 化学钯浸金（Electroless palladium immersion gold ，简称EPIG）是一种替代性的表面涂层，无需使用EN，可在走线之间留出更大的间距。EPIG既可焊接又可金属线键合，有EPIG涂层的部件不会有EN的趋肤效应，使其非常适合高频RF应用。此外，消除EN可以大大减少制造现场的加工工艺时间。EPIG的镀覆工艺与ENEPIG相似，只是去除了EN步骤（工艺中最长的步骤）。 对于EPIG，化学镀磷钯（P-Pd）是在铜上镀覆的更好选择。采用还原辅助浸（RAI）金作为顶层，可以在EP上获得更好的沉积率，并且能沉积更厚的金层。目前，尚无针对EPIG的IPC技术规范，有关EP和IG的厚度，可参考供应商对于焊接和金属线键合应用的建议。 表1 表1给出了EPIG在铜上的镀覆工艺， EPIG的其他变体可用于特定应用，包括通过不同活化剂实现铜上的化学钯浸金（EPIG）；使用浸金活化剂代替钯活化剂。另一种变体是在镀覆化学钯浸金（EPIG）之前使用薄的（0.15 µm）化学镍层。后者会生成Ni/Sn IMC，同时保持化学钯浸金（EPIG）的优势，例如不会因过厚的镍而造成信号损耗，且不会干扰细走线应用的间距。 镀覆化学钯浸金（EPIG）后的焊接
镀覆EPIG （EP：0.1–0.15µm；IG：0.1–0.2µm）后进行焊接时，与ENEPIG产生的Ni/Sn IMC相比，形成了Cu / Sn IMC。钯和金扩散到熔化的焊料中，在铜表面上形成焊点。根据EDS的结果，使用EPIG表面涂层时，形成Cu6Sn5为第1层，并在Cu层附近形成Cu3Sn为第2层。所形成的焊点类似于在浸银、浸锡和OSP上形成的焊点，并且有望证明具有相似的焊点可靠性。
金线键合
EPIG是可金线键合的涂层。使用“镀态” EPIG可轻松实现极佳的键合强度和断线位置。然而在175℃下热处理16小时后，拉力强度和相应的断线位置有所下降，在热处理过程中，下降直接受到铜和钯向键合表面扩散的影响。钯和金层的厚度直接影响键合强度。为了增加金属线键合强度，必须优化EP层和IG层的厚度。
EP层较薄时，热处理后会检测到铜；但是当EP层厚度增加时，没有检测到铜。较厚的钯沉积可有效防止铜扩散到IG表面，将EP厚度增加到0.15 µm，可成为从基板到铜的扩散阻挡层。
热处理后钯向IG层表面的扩散不取决于钯的厚度，而很大程度上取决于金的厚度。较厚的IG层将降低IG表面中EP的比例，通过将IG的厚度增加到0.2μm，可以减轻EP向IG上表面的扩散。
此外，等离子处理后进行金属线拉力测试时，强度和断线位置也有显著改善。通过AES分析证实，在等离子处理之后，去除了扩散到表面的铜。
结论
化学钯浸金（EPIG）是一种可焊接且金线可键合的表面涂层。EPIG于2016年左右推出，并随着电路微型化和走线之间间距越来越密而不断普及。消除厚的EN可减缓和镍腐蚀，缩短工艺加工时间，消除与传播高频RF信号相关的趋肤效应信号损耗。由于没有厚镍使EPIG非常适合弯曲易导致镍破裂的挠性应用。
作者：George Milad,Uyemura公司客户经理
