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PCB鍍金不上錫原因分析



 

 

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         PCB鍍金不上錫原因分析 PCB焊盤鍍金的目的是什么,在正常的生產過程中,鍍金板與鍍銀和裸銅板有什么不同,這三種不同的板,在生產過程中他們的溫度曲線是不是要有變化呢?

1.銅和銀比較容易被氧化,而金不會,鍍金的目的應該是用來防止氧化的。

2.但是問題出現了,同樣的PCB,在焊盤鍍銀的時候,能夠正常的焊接,當然是無鉛焊接,但是在焊盤鍍金的時候,出現了大焊盤的錫膏不能正常的熔化,也就是說在過爐后他們還保持著印刷后的形狀,但是測試的結果是沒有形成虛焊。我考慮問題應該出現在焊盤的鍍金上。

3.化鎳浸金中,金層主要是保護鎳層,在實際的焊接中起不到作用,

也不適合焊接,而且生成的合金強度也非常不好。

在爐溫方面可能要適當的提高熔錫的溫度,因為錫會跟金在217度生成

可逸走的界面共金化合物(IMC),所以真正的焊點形成于鎳層,焊點

的強度與金無關,而是焊錫中的純錫會跟鎳層的鎳反應生成Ni3Sn5

可靠的IMC,金根本無法形成可靠的焊點,而且加入金層太厚時流入焊錫

的金也越多,這樣會使整體焊點強度變脆變弱。

4.化鎳浸金的目的如3樓樓主所說,保護鎳層免受氧化,使其維持必要的可焊性。

化鎳浸金板具有以下特點:

板表面平整,具有均勻一致的厚度,適合細間距元件的PCB表面處理,

有良好的可焊性,可承受多次再流焊,仍具有良好的可焊性,適合雙面再流焊和返修

防氧化,耐磨性好同,接觸電阻小

厚金層會導致焊點變脆,使產品失效(AuSn4,含金量超過焊點的3%

擱架壽命長,存儲時間可達1

不能進行引線接合

5.現在許多公司做鍍金板出了問題,本人也遇到不少,據我分析是PCB制作過程中,主要原因還是鎳層氧化造成的,鎳本身是很容易氧化的,PCB制作的時候,鍍金之前鎳層由于各中原因被氧化,導致焊接時錫和鎳無法生成焊接。我想很多PCB生產商都明白其中道理,只是不說而已,主要是因為鎳層太容易氧化了,即使制程控制做的很好也無法保證,如果生產商承認是自己的問題,客戶可能會要求將鍍金層腐蝕重新加工鎳層,這個成本很高的,估計生產商無法承擔。這是從一個做 PCB的朋友哪里了解到了,我們的供應商還真的不認這回事,就說原因無法分析。

6.這個情形也是我們說的"鍍金的矛盾", 大家都知道pcb 鍍金的優點主要是

表面平整又能保護鎳層防止氧化, 焊接的時候銲錫是跟鎳層產生IMC,

而不是跟金層產生接合, 焊接後度金層被銲錫所吸收, 這是傳統的概念

但是傳統上pcb 鍍金最被人所詬病的就是"黑墊"的產生, "黑墊"

產生的原因, 傳統上認為是pcb鍍金前鎳層氧化所造成, 但這只是原因之一

實際上就算鎳層在鍍金前沒有氧化, 但是鍍金後鎳層還是有可能氧化,

因為傳統上一般鍍金層厚度大約只有4 micron inch, 這樣的厚度有時候根本

無法完全覆蓋鎳層, 把鍍金後的pcb用顯微鏡看還可看到鍍金層的破孔或不完整,

再加上pcb製造廠內高度潮濕及高溫, 或其他存放空間的環境影響, 濕氣很容易

透過鍍金的"破孔"鑽入"鎳層表面產生鎳層氧化, 或經迴流焊後加速氧化, 造成黑墊

因此pcb製造廠為解決鍍金破孔問題, 就必須增加鍍金厚度, 並加強鍍金層

與鎳層間之接合性, 但也因此產生了"矛盾", 鍍金層越厚與鎳層接合的越好,

越不利銲錫對鍍金層的吸收, 因為需要更高比例的銲錫量才"足以"吸收掉增加

的鍍金層, 再加上鍍金層的增厚, 勢必增加成本, 因此pcb廠商就"有可能"

鍍金材料的純度上動手腳, 反正鍍出來還是金金亮亮肉眼看不出來, 也不容易產生

黑墊, 因此分析起來常可看到高比例""以外的金屬成份如Fe

  尤其是應用在無鉛製程的時後, 焊接溫度光是給錫膏都有點勉強, 而要

"突破"這種又厚又含雜質的鍍金層, 必需要更高的溫度及更多的熱量, 否則

這種鍍金層就像""""璧一般難以突破, 就像照片中一樣, 焊錫不但不足以

把鍍金層"吸收", 反而被鍍金層""到一邊, 連基本的擴散都不易形成,

甚致被""到零件焊點上, 這種問題焊盤越大越明顯, 有些焊點就算"看起來"

有接合但是強度也可能不足.

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