沉金板外觀發(fā)暗、局部發(fā)黑,甚至在焊接后出現(xiàn)焊點(diǎn)潤(rùn)濕不良?
同一款板子,不同批次沉金效果差異明顯,質(zhì)量難以穩(wěn)定?
解決方案:從鎳金工藝全過程解析沉金發(fā)黑問題
沉金(ENIG)工藝因其良好的焊接性能和表面平整度,被廣泛應(yīng)用于高密度PCB和精細(xì)貼裝產(chǎn)品中。但在實(shí)際生產(chǎn)中,“沉金發(fā)黑”始終是困擾PCB質(zhì)量的常見問題之一。沉金發(fā)黑不僅影響外觀,更可能帶來焊接可靠性隱患,其本質(zhì)是鎳金工藝控制失衡的結(jié)果。
1. 鎳層質(zhì)量是沉金外觀的基礎(chǔ)
沉金工藝中,金層本身非常薄,其外觀和性能在很大程度上取決于下方鎳層質(zhì)量。如果鎳層結(jié)晶粗大、孔隙率高或厚度不均,即便金層沉積完成,也容易在后期出現(xiàn)顏色發(fā)暗或局部發(fā)黑現(xiàn)象。這類問題往往源于前處理不充分或化學(xué)鍍鎳液老化。此外,鎳層雜質(zhì)含量過高,也會(huì)導(dǎo)致金層附著力下降,為后續(xù)氧化和腐蝕埋下隱患。
2. 沉金反應(yīng)過度引發(fā)“黑盤”風(fēng)險(xiǎn)
沉金過程本質(zhì)上是置換反應(yīng),如果控制不當(dāng),很容易出現(xiàn)反應(yīng)過度。當(dāng)金沉積時(shí)間過長(zhǎng)或溶液活性過強(qiáng),金會(huì)過度置換鎳層,使鎳層表面形成富磷區(qū)域。這類區(qū)域結(jié)構(gòu)脆弱,極易在存儲(chǔ)或回流焊過程中發(fā)生腐蝕,最終表現(xiàn)為沉金發(fā)黑甚至“黑盤”問題。因此,沉金并非“越多越好”,而是必須精準(zhǔn)控制反應(yīng)窗口。
3. 前處理清潔度直接影響鎳金質(zhì)量
沉金發(fā)黑問題中,前處理往往被低估。如果銅面活化不充分,或存在微量氧化、殘膠、油污,鎳層在沉積過程中就會(huì)出現(xiàn)附著不均的問題。這類缺陷在剛完成制板時(shí)可能不明顯,但在后續(xù)儲(chǔ)存、運(yùn)輸或焊接過程中會(huì)逐漸暴露。高可靠性產(chǎn)品對(duì)前處理清潔度要求極高,任何細(xì)微殘留都可能放大為沉金質(zhì)量問題。
4. 存儲(chǔ)與后段工藝的疊加影響
即便沉金工藝本身控制良好,如果存儲(chǔ)環(huán)境不當(dāng),同樣可能出現(xiàn)發(fā)黑現(xiàn)象。高濕、高硫環(huán)境會(huì)加速鎳金表面的化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致顏色異常。此外,在SMT回流焊過程中,如果溫度曲線過激,也會(huì)放大鎳層缺陷,使沉金外觀和焊接性能同步下降。在實(shí)際項(xiàng)目中,深圳捷創(chuàng)電子在PCBA一站式服務(wù)中,會(huì)將PCB沉金質(zhì)量、存儲(chǔ)條件和SMT焊接工藝進(jìn)行整體評(píng)估,避免單一環(huán)節(jié)失控帶來連鎖問題。
沉金發(fā)黑并非單一工藝失誤,而是鎳層質(zhì)量、沉金反應(yīng)控制、前處理清潔度以及存儲(chǔ)與焊接條件共同作用的結(jié)果。通過穩(wěn)定鍍鎳質(zhì)量、精準(zhǔn)控制沉金反應(yīng)窗口、加強(qiáng)前處理管理,并合理規(guī)劃后段存儲(chǔ)和焊接工藝,才能從根本上降低沉金發(fā)黑風(fēng)險(xiǎn),確保PCB外觀與焊接可靠性同步達(dá)標(biāo)。