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PCB镀金不上锡原因分析



 

 

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         PCB镀金不上锡原因分析 PCB焊盘镀金的目的是什么,在正常的生产过程中,镀金板与镀银和裸铜板有什么不同,这三种不同的板,在生产过程中他们的温度曲线是不是要有变化呢?

1.铜和银比较容易被氧化,而金不会,镀金的目的应该是用来防止氧化的。

2.但是问题出现了,同样的PCB,在焊盘镀银的时候,能够正常的焊接,当然是无铅焊接,但是在焊盘镀金的时候,出现了大焊盘的锡膏不能正常的熔化,也就是说在过炉后他们还保持着印刷后的形状,但是测试的结果是没有形成虚焊。我考虑问题应该出现在焊盘的镀金上。

3.化镍浸金中,金层主要是保护镍层,在实际的焊接中起不到作用,

也不适合焊接,而且生成的合金强度也非常不好。

在炉温方面可能要适当的提高熔锡的温度,因为锡会跟金在217度生成

可逸走的界面共金化合物(IMC),所以真正的焊点形成于镍层,焊点

的强度与金无关,而是焊锡中的纯锡会跟镍层的镍反应生成Ni3Sn5

可靠的IMC,金根本无法形成可靠的焊点,而且加入金层太厚时流入焊锡

的金也越多,这样会使整体焊点强度变脆变弱。

4.化镍浸金的目的如3楼楼主所说,保护镍层免受氧化,使其维持必要的可焊性。

化镍浸金板具有以下特点:

板表面平整,具有均匀一致的厚度,适合细间距元件的PCB表面处理,

有良好的可焊性,可承受多次再流焊,仍具有良好的可焊性,适合双面再流焊和返修

防氧化,耐磨性好同,接触电阻小

厚金层会导致焊点变脆,使产品失效(AuSn4,含金量超过焊点的3%

搁架寿命长,存储时间可达1

不能进行引线接合

5.现在许多公司做镀金板出了问题,本人也遇到不少,据我分析是PCB制作过程中,主要原因还是镍层氧化造成的,镍本身是很容易氧化的,PCB制作的时候,镀金之前镍层由于各中原因被氧化,导致焊接时锡和镍无法生成焊接。我想很多PCB生产商都明白其中道理,只是不说而已,主要是因为镍层太容易氧化了,即使制程控制做的很好也无法保证,如果生产商承认是自己的问题,客户可能会要求将镀金层腐蚀重新加工镍层,这个成本很高的,估计生产商无法承担。这是从一个做 PCB的朋友哪里了解到了,我们的供应商还真的不认这回事,就说原因无法分析。

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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