快速的检测沉镍金镍层黑焊盘现象的方法
检查镍镀层缺陷的四个方法
检查镍镀层缺陷的四个方法2010/11/2/9:11来源：中国电镀网慧聪表面处理网：镍镀层缺陷可通过以下几个方面进行检查。
①外观。
应是结晶细致，呈略带淡黄色彩的银白色。
抛光后的表面光亮均匀，不应有烧焦、裂纹、起泡、脱皮、暗斑、麻点及深色条纹等缺陷。
允许有轻微的划伤及粗糙。
不应有未镀上的地方(夹具印除外)。
②厚度。
常用点滴法测定。
使用溶液：三氯化铁(FeCl3·6H20，化学纯)150g／L硫酸铜(CuS04·5H20，化学纯)100g／L冰醋酸(CH2COOH)250g／L测定方法：用酒精将测定部位仔细洗净，并用滤纸吸干，然后滴上溶液，保持lmin后，立即用滤纸擦干，在同一地方再继续滴上新的溶液，直至有接触铜出现(钢铁件)或露出铜底层为止，记下滴数，按下列公式计算δ=(n-l)K式中δ--被测定厚度，μm；n--试液的滴数；K--在滴定温度下，一滴溶液在lmin内溶解的镀层厚度(μm)。
在不同温度下的K值，如表所列。
不同温度下的K值温度／℃lO15172023K值0.510.610.650.70.73③结合力。
在试验的镍层表面用钢针划互相交错的划痕，在划痕交错处，应无脱落或起皮现象。
④气孔率。
试剂成分：铁氰化钾[K3Fe(CN)6，化学纯]10g氯化钠(NaCl，化学纯)20g蒸馏水1L测定方法：将测定处用酒精洗净，用滤纸吸干，然后贴上浸有上述溶液的滤纸，3～5min后，取下滤纸用冷水冲洗，将此滤纸用4％的亚镁氰化钾溶液充分浸湿，用冷水冲洗，在干净玻璃板上干燥，滤纸上出现的红褐色斑点，即是铜或黄铜底层上镍层气孔的标志，如在lcm2的表面积上，小于3个气孔，则镍层是合格的。
上述各项试验，可用同槽处理的试件进行。
PCB化学镍金ENIG板焊接不良和回流焊不良的分析区分——PCB测试手段综合运用实例探讨
PCB化学镍金ENIG板焊接不良和回流焊不良的分析区分——PCB测试手段综合运用实例探讨
首先，可以使用X射线检测来检测焊接不良和回流焊不良。
焊接不良通常包括焊盘未焊接、焊盘短路、焊接缺陷等问题，而回流焊不良通常包括焊盘短路、焊盘开路、焊盘脚翘曲、焊接球缺陷等问题。
通过对焊盘和焊接球的形态特征进行分析，可以区分出这两种不良情况。
其次，可以使用电子显微镜（SEM）来观察焊接界面的形貌。
焊接不良通常会导致焊盘和焊线之间存在空隙或者氧化物，而回流焊不良通常会导致焊盘和焊线之间没有良好的结合。
通过观察焊接界面的形貌特征，可以辨别出这两种不良情况。
此外，可以使用热敏测试仪来检测PCB上热敏元件的工作温度。
焊接不良通常会导致焊盘和焊接球之间存在电阻，从而导致温度升高。
而回流焊不良通常会导致焊盘和焊接球之间没有良好的导热性能，从而导致温度升高。
通过测试热敏元件的工作温度，可以判断出这两种不良情况。
最后，可以使用成像工具来观察PCB的外观缺陷。
焊接不良通常会导致焊盘和焊接球之间存在残留物或者烧焦的痕迹，而回流焊不良通常会导致焊盘和焊接球之间没有良好的润湿性。
通过观察PCB的外观缺陷，可以推断出这两种不良情况。
综上所述，对于PCB化学镍金（ENIG）板焊接不良和回流焊不良的分析和区分，可以通过综合运用X射线检测、电子显微镜观察、热敏测试仪和成像工具等多种PCB测试手段来实现。
通过对焊接界面的形态特征、热敏元件的工作温度和PCB的外观缺陷等进行分析，可以准确地判断出焊接不良和回流焊不良。
金镍合金镀液和镀层中镍的测定(EDTA滴定法)
Al3+、Ca2+、Mg2+、Cu2+离子，采用加入掩蔽剂的方法 掩蔽：加入NH4F-酒石酸钾钠掩蔽Fe3+、Al3+、Ca2+、 Mg2+ 离子；加入Na2S2O3溶液
掩蔽Cu2+离子。在加入Na2S2O3溶液进行掩蔽Cu2+离子 时，pH不能小于3，否则析出的S0↓会使溶液浑浊无法确 定终点[16]。镀液中氰化物干扰测定，加(NH4)
ol/L。⑻ 紫脲酸铵(MX)指示剂：m(MX)∶m(NaCl)=0.1∶50 的固体混合物。㈢测定步骤⑴镀液中镍量的测定移取金 镍合金镀p;rho;(Ni)≤8 g /L时，取2 mL，当ρ(Ni)≥8 g/L时，取1 mL)置于250 mL锥形瓶中，加入150 g/L(NH4)2S2O8 10
金镍合金镀层的硬度高、耐磨性好。镀层中金的质量分 数为：ωAu 80 % 时，硬度（HV）可达350。镀层 的外观随镍量的增高而由黄转为青黄，直至白色。金镍 合
金镀层作为硬金镀层主要用于接插件、印制板插头、触 点等件中。在电子工业中，由于碱性氰化镀液常引起电 器元件，特别是印制电路板的剥离，目前金镍合金镀液 仍以弱酸性(pH值3~
匀。④ 吸取已制备好的待测液20 mL(V3 / mL)，加入250 mL锥形瓶中，加蒸馏水50 mL、(1＋1) 氨水10 mL、pH10 氨性缓冲溶液。加入0.3
g紫脲酸铵指示剂，用0.05 mo/L的EDTA标准滴定溶液滴定， 溶液由黄转变为紫红色为终点（V4 / mL）。㈣计算式中 ρNi— 镀液中镍离子的质量浓度,
2S2O8将其氧化，以破除其干扰。㈡试剂⑴ 氨水：(1＋1)。 ⑵ 盐酸：(1＋1)。⑶ (NH4)2S2O8：150 g/L；⑷ pH10氨性 缓冲溶液。⑸ Na2S2
第一组：黑盘的机理及预防措施资料
四、黑盘失效机理
正文
第二种失效机理：黑盘”现象与焊点的脆化有关, 第一失效机理：是指在“浸金”过程中, 由于过度腐蚀而使
涉及了许多发生在Ni(P)/Ni3Sn4 界面或附近的焊
Ni(P)表面缺乏可焊性, 但也包括不同合金或合金化合物在界面附
点断裂现象。第二失效机理是指由于Ni3 Sn4 的增
近产生的作用, 反映在接点焊盘或附近出现明显的脆弱性, 降低机
正文
1、在印制板表面 的镀镍层被过度 腐蚀造成黑盘
2、浸金对镍的粘 附力减弱
3、浸金的厚度大 于0.12微米
4、在氰化物剥离 金之后某些焊盘
会显示很严重的
黑泥状裂缝
三、黑盘形成机理
第一脆化机理是指在浸金过程中，由于过度腐蚀而使
Ni(P) 表面缺乏可焊性，但也包括不同合金或合金化合物在
界面附近产生的作用，反映在接点焊盘或附近出现明显的脆
07
目录
黑盘主要测试方法介绍
02
黑盘缺陷的特征
04
黑盘失效机理
06
黑盘的预防措施
一、黑盘现象的概念
化学镀镍金工艺一般是在铜焊盘上进行化学镀镍，通过
控制时间和温度来控制镀镍层厚度，再将镀镍的焊盘浸
正文
入金水中，通过化学置换反应将金从溶液中置换到焊盘
表面，有部分的镍则溶入金水中，但置换上来的金将镀
镍层覆盖，置换反应就会自动停止。最后清洗，这是金
正文
六、黑盘的主要测试方法
金层疏孔度测试
6
1
可焊性测试
测试
正文
镍层耐硝酸测试
5
2
IMC测试
方法
镍腐蚀测试
4
3
拉脱测试
6. 金层疏孔度测试
快速的检测沉镍金镍层“黑焊盘”现象的方法
快速的检测沉镍金镍层“黑焊盘”现象的方法摘要：本文主要介绍如何采用快速的方式检测PCB 沉镍金表面处理工艺是否存在有“黑焊盘”的现象，以便及时的发现、解决问题，避免系统性问题发生。
关键词：沉镍金黑焊盘检测一、前言：化学沉镍金以其在多次回流焊、波峰焊中表现出来的优良的平整性、可焊性得到了广泛的运用及发展。
然而，随着化学沉镍金这种特定的表面处理技术的采用，“黑焊盘”的现象也开始逐渐为大家所认识，黑焊盘这种缺陷体现为贴装后焊点处下伸灰色或黑色的镍层表面。
通过过去众多的实际生产中对于“黑焊盘”现象的研究，业界对此缺陷的产生原理已经有了一个比较清晰的认识。
业界已普遍接受化学沉镍层中的磷含量对于镍层的抗腐蚀性能和可焊性有重大影响，当镍层中磷的含量较高时，镍层的抗腐蚀能力增强，但在贴装过程中引起的焊接结合部分合金层的磷产生富集，会导致该部分焊料与镍层所形成的内金属层变脆；当镍层中磷含量较低时，其抗蚀能力降低，在之后的浸金过程中，在金缸酸性的溶液的攻击下，表面大量的镍金属溶于浸金溶液，导致镍层表面磷含量相对才增高，在正常的沉积的镍磷含量合金层与薄金层之间形成一层薄薄的高磷含量合金层，在焊接过程中，表面薄金层迅速溶解于焊料当中，露出低可焊性的高磷镍表面，最终呈现表面不上锡或镍面发黑，这就是所谓的“黑焊盘”现象。
二、检测方法：方法一：先利用氰化物去除表面的沉金层，然后在放大镜或电子扫描显微镜（SEM ）下观察镍层受腐蚀的情况；优点：比较直观的观察到镍层的结构及腐蚀情况；缺点：氰化物去除表面的沉金层的时间需要控制得比较恰当，要不会腐蚀到镍层，造成假象的镍层腐蚀图片：方法二：将样品制作成观察切片中镍层颗粒沉积层的晶体是否存在“齿型”的纵向腐蚀的情况；优点：不受外来因素的影响，能明确的确认镍层腐蚀的深度及辐射面；缺点：需要SEM 测试仪图片：方法三：采用高浓度的强酸性溶液，如：硫酸、盐酸或硝酸模拟沉金过程中的腐蚀作用，较多使用的是硝酸法。
黑焊盘之初步探讨
快速检测ENIG PCB焊盘有无黑焊盘失效的方法[3]
方法1：
先利用氰化物去除表面的沉金层，然后在放大镜或电子扫描显微 镜（SEM ）下观察镍层受腐蚀的情况；
ห้องสมุดไป่ตู้
方法2：
将样品制作成观察切片中镍层颗粒沉积层的晶体是否存在“齿型”的 纵向腐蚀的情况；
[3] 快速的检测沉镍金镍层“黑焊盘”现象的方法 <印制电路资讯>
黑焊盘之初步探讨
Prepared By Navy Yang 2010-12-16
黑焊盘失效特征[1]
1) 焊接前Ni 层表面存在腐蚀状裂缝, Ni层截面存在纵向腐蚀; 2) 焊接后的Ni 层截面纵向腐蚀裂缝进一步加剧, IMC 层与Ni (P) 层之间可见明显富P 层(P 含量为焊接前的2 倍或以上) ; 3)焊点开裂发生在IMC 层与Ni3P 之间, 断裂后的镍层表面平坦, 基本无焊料残留, 且可见明显泥裂。
[1]:周斌, 邱宝军 ENIG焊点的失效机理及镀层重工方法研究 半导体技术 第35 卷第7期. [2]:ZENG K J , STIERMAN R ,ABBOTT D , et al. Root cause of black pad failure of solder joints with electroless nickel immersion gold plating [C] ∥Proc of ITHERM’06. San Diego , CA , 2006 :1 11121119.
[2]:ZENG K J , STIERMAN R ,ABBOTT D , et al. Root cause of black pad failure of solder joints with electroless nickel immersion gold plating [C] ∥Proc of ITHERM’06. San Diego , CA , 2006 :1 11121119.
焊盘氧化判定标准
焊盘氧化判定标准
焊盘氧化的判定标准通常涉及以下几个方面：
1.外观检查：首先，通过目视检查焊盘的颜色和状态。
焊盘如果出现变色，特别是变成深褐色或黑色，那么可能意味着焊盘已经氧化。
2.焊接性测试：进行焊接性测试是判断焊盘是否氧化的常用方法。
可以通过取2-3片印刷锡浆的panel，不贴片直接过回流焊。
如果锡珠成球形或扩散性差，那么这可能表示焊盘受到污染或氧化。
3.材料分析：对于更精确的判断，可以进行材料分析。
例如，通过能谱分析（EDS）或其他表面分析技术，可以确定焊盘表面的化学成分和氧化程度。
4.接触电阻测量：通过测量焊盘与引脚之间的接触电阻，也可以间接判断焊盘是否氧化。
如果接触电阻显著增大，那么可能表示焊盘表面存在氧化层。
需要注意的是，焊盘氧化程度的判定可能因不同的材料、工艺和应用场景而有所差异。
因此，在实际应用中，应根据具体情况选择合适的判定方法和标准。
同时，为了避免焊盘氧化，可以采取一些预防措施，如使用合适的封装材料、控制焊接温度和时间等。
金属发黑,的检验方法
金属发黑，的检验方法嘿，咱今儿来聊聊金属发黑这档子事儿！金属发黑啊，就好像人长了白头发想变黑一样，咱得知道它到底黑得正不正常呀！那怎么检验呢？咱先说说最简单直观的法子，那就是用咱这双明亮的眼睛瞧！仔细看看这发黑的金属表面，是不是颜色均匀啊？有没有这儿黑一块儿那儿浅一块儿的？要是颜色不均，那可得打个问号了。
这就好比脸上的妆容花了，肯定不正常呀！再一个，可以用手摸摸呀！感受一下这表面是不是光滑的。
要是摸起来坑坑洼洼，那这发黑处理得可不咋样。
就好像走在路上，突然踩到一块不平整的石头，让人心里咯楞一下。
还可以用些小工具来帮忙检验呢！比如硬度计，测测这金属发黑后硬度有没有变化。
要是变软了或者变硬了，那可都得好好琢磨琢磨原因咯。
这就跟人锻炼身体一样，要是锻炼完了反而没力气了，那肯定哪里出问题了嘛！还有啊，把这发黑的金属放在一些特定的溶液里泡一泡，看看会不会有啥反应。
要是呼呼地冒泡泡或者变色了，那这里面肯定有文章。
这就像把糖放进水里，会有奇妙的变化一样。
再就是观察它的耐腐蚀性啦！把它放在一些可能会腐蚀它的环境里，看看过段时间会变成啥样。
要是很快就锈迹斑斑了，那这发黑处理得可不过关哟。
好比一件新衣服，没穿几次就破了个洞，那质量能好吗？咱可别小看了这些检验方法，每一个都有它的用处呢！就像医生给病人看病，得通过各种检查才能知道到底有没有毛病。
金属发黑也是一样，得仔细检验才能放心使用呀。
说起来，金属发黑处理不好，那可会带来不少麻烦呢！可能会影响它的使用寿命，可能会让它的性能下降，这可都不是小事儿啊！所以啊，咱得重视这检验工作，不能马虎大意。
总之，要想知道金属发黑正不正常，就得用这些方法好好检验一番。
咱得像个细心的侦探一样，不放过任何一个蛛丝马迹。
只有这样，才能保证金属发黑处理得妥妥当当，让我们用起来放心又安心！这可不是开玩笑的哟！。
化镍浸金工艺之黑盘特征、测试方法介绍及判定标准建议
化镍浸金工艺之黑盘特征、测试方法介绍及判定标准建议李伏;李斌【摘要】刚挠结合板是一种兼具刚性PCB的稳定性和FPC的柔软性的新型印刷电路板,其对恶劣应用环境具有很强的抵抗力,有较好的信号传输通路,并可实现不同装配条件下的三维立体组装,因此在医疗与军事设备和通讯方面有重要的应用,我国的线路板制造企业也正在逐步提高软硬结合板占总体产量的比例.软硬结合板因为材料特性与产品规格的差异,在设备的适用程度上将影响产品良率与稳定度,因此跨入软硬结合板的生产前须先考虑到设备的适用程度;为验证我公司的硬板设备制作软板的可行性,选取一款刚挠结合板作为样品试制作.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】7页(P60-66)【关键词】化镍浸金;黑盘;测试方法;判定标准【作者】李伏;李斌【作者单位】汕头超声印制板(二厂)有限公司,广东汕头515065;汕头超声印制板(二厂)有限公司,广东汕头515065【正文语种】中文【中图分类】TN41化镍浸金（ENIG，Electroless Nickel Immersion Gold ）表面处理具有平整度高、接触电阻低、耐磨性、耐热性好及贮存时间长等很多优点，使其兼可焊接、触通性、键合性与可散热等多种功能于一身，在SMT、BGA等平整度要求较高的表面贴装中得到了广泛的应用，尤其是有要求表面接触功能的PCB，成为带按键手机板及笔记本电脑主机板与通讯卡板的首选。
但ENIG工艺存在一个致命的先天不足，即容易产生黑盘，且出现黑盘时，多数都比较隐蔽，从外观上看板件并不会有明显降级迹象，因此很可能通过外观检查，导致不合格品流入客户端，并在装配后导致元器件焊点强度不足，最终导致功能失效。
由于黑盘会直接导致焊点可靠性问题，因此有些PCBA厂家甚至到了谈“黑”色变的程度，只要测试出有黑盘，便成为PCB拒收的理由，但是否所有的黑盘都会对焊接的可靠性造成影响，笔者认为还要区别对待，尤其是随着选择性沉金工艺的广泛应用，沉金焊盘对焊接可靠性的影响已大大降低。
镍电沉积及镀层的结构与性能的测试
化学化工学院 08 化学系
速地测试镀液性能、镀液组成和工艺条件的改变对镀层质量产生的影响。通过此实验，通常 可以用于确定镀液中各种成分的合适用量； 选择合适的工艺条件； 测定镀液中添加剂或杂质 的大致含量；分析、排除实际生产过程中出现的故障；测定镀液的分散能力。 Hull 槽是梯形结构的镀槽，阴、阳极分别置于不平行的两边，容量主要有 1000 mL 和 267 mL 两种。一般常在 267 mL 的 Hull 槽中加入 250 mL 镀液，便于折算镀液中的添加 物种的含量。Hull 槽的结构见图 31.1 所示。由于阴阳极距离有规律的变化，在固定外加 总电流时，阴极上的电流密度分布也发生有规律的变化。在 267 mL Hull 槽中加入 250 mL 镀液，总电流为 1 A，阴极上的电流分布见表 31.1。Hull 槽试验对镀液组成和操作条件的 变化非常敏感。因此常用来确定镍镀液各组分的浓度、pH 和获得良好沉积层的电流密度范 围。 Hull 槽实验结果可用图示记录， 如图 31.2 所示。 沉积电流密度范围一般为图 31.2 中 的 bc 范围(图中 ab=ad/2,cd=bd/3)。
1
化学化工学院 08 化学系
2.试剂 硫酸镍，氯化钠，硼酸，除油液和酸洗液。 四、实验步骤 1．基础镀液的配制 按下列配方配制 500 mL 基础镀液： NiSO4·6H2O 300 g/L NaCl 10 g/L H3BO3 35 g/L pH 3.5～4.5 温度/℃ 55～65 将 267 mL Hull 槽用水洗净后，加入 250 mL 基础液，置于恒温槽中，进行下面的实验。 2．将 Hull 槽阴极片（10 cm×7 cm 的不锈钢或纯铜片）用金相砂纸磨光，经碱除油和 30% HCl 弱腐蚀，用自来水和去离子水逐次认真清洗后，带电置于 Hull 槽中，用镍为阳极，以 1 A 的电流沉积 10 min。取出阴极片，用水冲洗干净，经干燥后观察并按图 10.2 记录示 意图记录阴极上镍的沉积情况，以及镀液组成和实验条件。 3. 在 2 的溶液中依次加入糖精、苯亚磺酸钠、镍光亮剂 XNF 和十二烷基硫酸钠，使其浓 度分别为 1.0 g/L、0.1g/L、3 mL/L 和 0.1 g/L 分别进行同 2 的实验和记录。 4. 在含所有添加剂的光亮镍镀液中，根据 2 的实验条件，比较镀液搅拌与不搅拌、常温和 实验温度下镍的沉积层质量，并进行记录。 五、实验记录和数据处理及分析 序号 1 2 3 4 5 6 7 镀液组成和实验条 件 无添加剂 加入糖精 加入苯亚磺酸钠 加入镍光亮剂 XNF 加入十二烷基硫酸 钠 搅拌 常温 镍的沉积情况 9cm 暗，1cm 半光亮 7cm 暗，3cm 半光亮 5.5cm 暗，4.5cm 半光亮 3cm 麻点，1cm 半光亮，6cm 光亮 1cm 麻点，1cm 半光亮，8cm 光亮 1cm 半光亮，9cm 光亮 2cm 无镀层，8cm 半光亮 应力情况 张应力 张应力 张应力 无力 无力 无力 张应力 脆性 不脆 不脆 不脆 较脆 脆 脆 脆
镍金属的简单检测方法
镍金属的简单检测方法引言镍是一种重要的金属元素，广泛应用于工业生产和日常生活中。
然而，过量暴露于镍金属可能会对人体健康产生不良影响。
因此，了解如何简单快速地检测镍金属的存在是至关重要的。
本文将介绍几种常用的镍金属检测方法，并对其原理和应用进行详细解析。
原子吸收光谱法原子吸收光谱法是一种常用的定量检测金属元素含量的方法，也可用于镍金属的检测。
该方法基于镍金属原子在特定波长的光谱辐射下吸收特定的光线，通过测量光线的吸收程度来确定镍的浓度。
该方法具有高灵敏度和较宽的线性范围，可以达到较低的检测限和高的准确度。
然而，该方法需要专业仪器和设备，且操作较为复杂，通常用于实验室环境。
离子交换色谱法离子交换色谱法利用树脂的特性，将金属离子与树脂表面的功能基团发生置换反应，使镍离子被吸附在树脂表面。
然后，通过对树脂进行洗脱，将吸附在树脂上的镍离子释放出来，并通过色谱柱分离和定量。
该方法操作简单，检测限低，可适用于常规实验室条件下对镍金属进行快速检测。
草酸铵法草酸铵法是一种常用的定性检测镍金属的简便方法。
该方法基于草酸铵和镍金属之间的反应，产生氨气的现象。
当草酸铵与镍离子结合后，加热时会产生白色的氨气。
这种现象可以用肉眼观察或通过简单的化学反应进行检测。
虽然该方法不能提供镍金属的准确浓度，但是可以用于初步检测镍离子的存在。
硫属化物法硫属化物法是一种常用的快速检测镍金属的定性方法。
镍与硫属化合物反应后，产生明显的颜色变化，可以用肉眼观察。
常用的硫属化物试剂包括二硫化钠、硫氰酸钠等。
将待检样品与硫属化物试剂反应后，观察样品的颜色变化即可初步判断镍金属的存在。
硫属化物法操作简单，成本低廉，适合于野外环境或快速初步检测。
生物传感器法生物传感器法是近年来发展的一种新型检测方法，可以用于镍金属的定性和定量分析。
该方法利用生物材料（如酶、细胞或抗体等）与目标金属元素之间的相互作用，通过测量生物材料与金属元素结合或催化反应产生的电信号、荧光信号等来确定镍金属的存在和浓度。
镀镍层发暗、发黑的故障及其排除方法
一
ｒ ｒ
—
● ０ ■１
｜＿ ＿ 一
１ ）
Ｉ
终 胍 赤 赤
ｉ 钔 晴
。 一 ＇ ． ｜
蚕 Ｉ
复抽 冒 学 睡 雷
里
●◆
Ｉ － — Ｉ Ｉ
一。ｉ 其－。 ｉ 末 。 ！ ！ Ｉ ； 一 【 ■ 除
＿
１ 镀层发暗 、发黑的原 因
起 的。工作上的疏 忽导致两只镀槽损坏。
２４ 亮镍槽 内误加入大量的Ｋ Ｏ 。镀层全部发黑 ． Ｎ
由此ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ见 ，健全交接班制度和 加强操作 人员工作
方面生成氢氧化铜沉淀 ，然后加入 活性 炭过滤 。此法 低 ” ，这主要是指 吊镀 ，对滚镀镍并不适用 。因为滚 镀 的特 点是 电流 密度小 ，若镀 液 的ｐ 值 过低 ，容 易 Ｈ 基本上能除去铜 杂质 ，不过将损失大约１６ ／ 的镍 。
这个故障是操作人员把硫酸Ｎ／ ． 了亮镍槽 内引 析氢 ，从而 出现故障。 ｊ， ｎ． ｘ
单。
（ 低 电流 密度 区镀 层发 暗 ，可能是镀 液温度 １） 多或镀液中有铜 、锌等 异金属杂质所 引起的。 （ ２）中 电流密度 区镀 层发暗 ，可 能是 由二次光 亮剂太少 ，有机杂质过 多或有一定量 的铁杂质 所造成
的。
太高 ，电流密度太小 ，主 盐浓度 太低 ，二次光 亮剂过 ２ 排 除 发 暗 、发 黑 故 障 的一 些 实例 ２１ 挂 具铜 钩与 零件 洞 眼接触 处 亮镍层 发 暗、发 黑 ． （ 俗称挂具影子 ）
类似的故障 ，有 不少电镀 厂曾遇到 ，其产生的原
因可 能 有 如 下三 点 ： （ 镀 液 中 有 异 金 属 杂 质 ，主 要 是 铜 杂 质 的 影 １）
化学镍金黑盘分析报告.
不同的影響值(Page12).故表面P%含量分析只作 為參考資料.
15
客訴板鎳黑縮錫分析 報告
1
現象說明
客戶反應與PCB製程廠所完成的化 金板,送至國外客戶組裝零件發現有掉件及 鎳黑產生,針對此問題板做出原因分析說明.
2
分析項目
1. 異常板圖示切片位置 2. 剖視圖異常位置解析 3. FIB圖示 4. SEM異常部份圖示 5. EDS元素分析
3
1.金相顯微鏡圖示
切片位置
切片位置
4
2.切片剖面圖示(金手指部份)
Pad 邊緣兩側腐 蝕情狀較輕微
鎳層上緣面 粒界處呈現 出腐蝕現象
5
2-1切片剖面圖示(Pad 縮錫部份)
錫與鎳 間亦有 縫隙
6
3.FIB鎳層剖面(金手指部份)
鎳層上緣處嚴重 腐蝕呈現出黑洞
7
3-1 FIB鎳層剖面
8
4. 剝金後之鎳面表態
粒界 嚴重 腐蝕 分離
Count s
5000 Ni
4000
3000 Ni
2000
C
P
1000
Ni
0
0பைடு நூலகம்
2
4
6
8
10
Energy (keV)
C 3.19% P 7.89% Ni 88.92%
14
分析歸納
從剖視圖照片中可明顯看出腐蝕點位於鎳層上方 及兩側外緣處,而在放大圖中腐蝕的延伸點是由粒 界開始.
金手指兩側腐蝕並不比表面來的嚴重.推判攻擊性 應先由鎳層上方開始再延伸至兩側.
影响金板可焊性原因--SMT生产方面
PTH孔表面焊盘总是无法形成良好的焊点，去返工修正时，焊盘就露黑色，然后再也焊不上去了，划掉黑色层，却又可以焊了，沉镍金PCB板一般只能经受两次高温焊接（一次回流、一次波峰焊）。
再修补的话，表面的沉金就很容易脱落，露出里面的镍（呈现黑色），而镍氧化后的可焊性差，因此很难焊接。
刮掉这层黑色的镍，就露出了里面的铜，所以又能焊接了。
金是被锡溶解的，不是因为高温！锡最终在镍在形成良好的焊点，前提是镍没有氧化！但镍氧化后是沉不上金的！金的掉落并不是因为高温，而是因为与锡发生反应，但沉金的确实只能经过两次焊接的，否则会有质量问题；镍很容易氧化，当然在沉金时是没有氧化的，但经过加工（特别是高温加工）后，如果暴露在空气中，将很快就被氧化了，氧化的镍是不可能进行焊接加工的黑焊盘的检测方式有２种：拉力测试和酸性试验。
黑色氧化物质是Ｎｉ２Ｏ３。
为化金镀层。
但是当把此小扳子焊接在大扳子上面时发现有较多假焊，甚至拒焊情况。
针对此情况我们有把此位置钢板开孔加大，锡量加大的同时减少了此不良情况，但不良依然存在，一般不良率为2%。
我们初步分析：一.为镀Ni层P含量不较低，在焊接时产生应力较大的IMC，导致IMC以及Nip3熔入锡液中导致拒焊现象（李宁成博士曾经在自己的文章里面这样阐述过）二.PCB 板厂商偷工减料在镀金时镀金量不够，导致可焊性下降。
事实上板面化学沉镍金所形成的焊点，其对零件之焊接强度几乎全都建立在镍层表面上，金层之目的只是让镍层在空气中受到保护不致钝化或氧化，维持起码的可焊性。
因为金层不适合焊接，其焊点强度也非常不好。
在高温焊接的瞬间，金早已与锡组成不同形式的“介面合金共化物”（如：AuSn,AuSn2,AuSn4等）而逸在走，因而真正的焊点基础都是着落在镍面上，焊点的强弱与金无关。
也就是说焊料中的纯锡会与镍形成Ni3Sn4的“介面合金共化物”。
薄薄的金层会在很短时间内快速散走，溜入到大量的焊料中。
金层根本无法形成可靠的焊点，而且金层越厚溶入焊料中也越多，反而使整体焊点强度为之变脆变弱。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
快速的检测沉镍金镍层“黑焊盘”现象的方法
【来源:<印制电路资讯>】
摘要：本文主要介绍如何采用快速的方式检测PCB 沉镍金表面处理工艺是否存在有“黑焊盘”的现象，以便及时的发现、解决问题，避免系统性问题发生。
关键词：沉镍金黑焊盘检测
一、前言：
化学沉镍金以其在多次回流焊、波峰焊中表现出来的优良的平整性、可焊性得到了广泛的运用及发展。
然而，随着化学沉镍金这种特定的表面处理技术的采用，“黑焊盘”的现象也开始逐渐为大家所认识，黑焊盘这种缺陷体现为贴装后焊点处下伸灰色或黑色的镍层表面。
通过过去众多的实际生产中对于“黑焊盘”现象的研究，业界对此缺陷的产生原理已经有了一个比较清晰的认识。
业界已普遍接受化学沉镍层中的磷含量对于镍层的抗腐蚀性能和可焊性有重大影响，当镍层中磷的含量较高时，镍层的抗腐蚀能力增强，但在贴装过程中引起的焊接结合部分合金层的磷产生富集，会导致该部分焊料与镍层所形成的内金属层变脆；当镍层中磷含量较低时，其抗蚀能力降低，在之后的浸金过程中，在金缸酸性的溶液的攻击下，表面大量的镍金属溶于浸金溶液，导致镍层表面磷含量相对才增高，在正常的沉积的镍磷含量合金层与薄金层之间形成一层薄薄的高磷含量合金层，在焊接过程中，表面薄金层迅速溶解于焊料当中，露出低可焊性的高磷镍表面，最终呈现表面不上锡或镍面发黑，这就是所谓的“黑焊盘”现象。
二、检测方法：
方法一：先利用氰化物去除表面的沉金层，然后在放大镜或电子扫描显微镜（SEM ）下观察镍层受腐蚀的情况；
优点：比较直观的观察到镍层的结构及腐蚀情况；
缺点：氰化物去除表面的沉金层的时间需要控制得比较恰当，要不会腐蚀到镍层，造成假象的镍层腐蚀图片：
方法二：
将样品制作成观察切片中镍层颗粒沉积层的晶体是否存在“齿型”的纵向腐蚀的情况；
优点：不受外来因素的影响，能明确的确认镍层腐蚀的深度及辐射面；
缺点：需要SEM 测试仪
图片：
方法三：
采用高浓度的强酸性溶液，如：硫酸、盐酸或硝酸模拟沉金过程中的腐蚀作用，较多使用的是硝酸法。
测试方式为：观察样品在一定的浸泡时间内是否能否经受住硝酸的腐蚀（即不会变黑）来判断，根据相关资料中的试验得出，在Ni 缸5MTO 内，90% 的样品可以耐40% 的硝酸溶液的腐蚀时间达20s 以上。
测试过程见下图所示：
方法四：采用快速上锡的方式原理：
跟据上锡过程中，板件在脱离锡面时，锡面将产生了一个表面张力，若镍层有黑焊盘存在，此表面张力及锡的重力将会将存在黑盘的锡拉落下来，从而将肉眼可见其黑焊盘的现象。
方式：
1）取30mm*40mm 的样品，涂上免清洗松香；
2）自然凉到松香接近“干态”；
3）在锡面上模拟波峰焊做上锡试验，板面与锡面接触的时间控制在3s 左右；
4）以板与锡面接近45 度角快速将板件与锡面脱离；
5）观察板面的上锡的上锡情况。
图片：
5）采用拉脱的方式：
原理：因Ni 层中有黑焊盘的存在，锡与镍层之间不能形成有效的结合，镍层上的锡在外力的左右下很容易脱落，因而采用外加的力拔锡层，观察其是否有存在锡与镍层脱落的现象。
优点：能快速检测是否存在黑焊盘的问题。
缺点：没法系统性的做整体的检测。
方式：
1）取30mm*40mm 的样品，涂上免清洗松香；
2）自然凉到松香接近“干态”；
3）在锡面上模拟波峰焊做上锡试验，板面与锡面接触的时间控制在4s 左右；
4）以板与锡面接近15 度角将板件与锡面脱离；
5）在已上锡的PAD （最好是1mm*1mm 或1.5mm*1.5mm），用电锣铁焊接一根电线（注意控制焊接时间）；
6）用固定的拉力均匀的拉电线，观察其脱落的现象，若有黑焊盘的，其脱落将是锡层与镍层分离，现象如样品四；若无黑焊盘的，其脱落将是铜箔与基材分离；
图片：
三、结论：
以上方法中最直接，最有效的办法是第二种切片后SEM 观察镍层腐蚀深度及宽度，其他的方式虽比较快速，但有一定的不确定性，仅供同行参考。