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给企业带来巨额损失的PCB“黑盘”,其实可以规避

发布时间:2016-07-12 08:13:47 分类:资料中心

 PCB“黑盘”会给焊点的可靠性带来灾难性影响,造成电子产品的质量事故,重则给企业带来巨额损失。

 

黑盘镍面龟裂SEM图  


黑盘现象主要由以下四个方面引起:


(1)镍层磷含量太低,镍膜抗腐蚀性差;磷含量对化学镍磷层的沉积结构和抗腐蚀性有直接影响。大量试验和研究表明,一般使用中磷化学镀镍液,镍层磷含量控制在6%~9%(中磷)较好;


(2)镍晶粒生长不均一,晶粒间存在很大裂纹,镍膜致密性差;


(3)浸金时金镍置换反应加速使得镍腐蚀加剧,药水不断腐蚀镍表面产生裂纹;


(4)ENIG后的PCB长期暴露于潮湿或恶劣的环境中镍层被腐蚀。


因Ni-Au层Au层薄、疏松多孔,在潮湿或恶劣的空气中,Ni为负极,Au为正极,由于电子迁移产生电化学腐蚀(贾凡尼腐蚀),造成镍面氧化生锈。严重时,也会在波峰焊或回流焊后发生潜在的黑色镍锈,导致可焊性劣化与焊点强度不足,原因是金面上的助焊剂或酸性物质通过孔隙渗入镍层。

如何规避ENIG“黑盘”风险?


规避ENIG“黑盘”风险以提升PCB可靠性的探索之路从未止步,业界也曾摸索出了一些规避ENIG“黑盘”风险的方案:


早期选择性化金(ENIG+OSP)工艺曾一度受到热捧。选择性化金(ENIG+OSP),顾名思义,即在PCB焊盘表面,部分区域选择性采用ENIG涂覆工艺,其他密集QFP/SOP/小PAD或BGA区域采用OSP涂覆工艺。但这种工艺也存在一定的弊端,主要表现为:工艺流程长、成本高;若ENIG制程管控不好,也同样存在品质风险。


还有业界新发展起来的化学镍钯金工艺(ENEPIG)也是一种规避“黑盘”风险的方案,但由于其药水成本高、药水维护难度大等原因,目前还没有大批量推广应用。


ENIG工艺在内外均被广泛使用,在外PCB“黑盘”的报道并不多见,而内PCB“黑盘”的质量事故则屡见不鲜,以至于人们往往“谈虎色变”。


内中小型PCB企业往往为了节省成本,亦或者没有专业和系统化的ENIG制程管理知识和经验,长期疏于对ENIG“黑盘”进行预防,如对ENIG药水体系的选择、镀镍关键工艺参数、镍槽镀液使用寿命(MTO)、镀金关键工艺参数、金槽镀液使用寿命(MTO)、PCB存放环境等方面管控不到位,以至于时有“黑盘”质量事故爆发,使企业蒙受巨大的经济损失,而至此企业人员才追悔莫及。

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