下面这两块,都是化金板。
刚做完化金工艺的时候,表面看起来都正常。
可过一段时间以后:
• 有的变色
• 有的发黄
• 还有的到了焊接阶段,直接拒焊
而这些板子有一个特点:
金层厚度都是1微英寸的板,有的甚至低于这个数。
也就是所谓的薄金板。
而以上这些现象,
都是薄金沉镍金板在后续使用过程中暴露出来的问题。
大家试想一个问题:
如果面对这种情况,你会怎么处理?
见过一些板厂的朋友,他们有的会:
• 用物理方式把表面颜色处理掉,交付
• 再做一道化学处理,试图恢复表面状态
• 加强存储条件,希望避免继续恶化
但不管前面怎么做,即使看着正常了,
到了焊接阶段,该暴露的问题还是暴露了:
润湿差、不上锡、表面结合力不行
引发的焊接不良等问题。
那么这到底是什么问题呢?
薄金体系经过后续高温、湿热和长期存放以后,
表面保护能力下降
最终导致底层镍发生氧化
特别说明:实际沉金板变色、拒焊的情况,
也有Ni-P层异常、Cl离子污染、高温历史、表面污染等因素。
这里说的只是特指当前这个案例中的情况,和相同表现的情况。
沉金体系存在的问题
所有问题,本质还是要回到其基本原理——
沉镍金(ENIG)。
它的结构是:铜 → 化学镍 → 浸金
• 化学镍隔开铜,提供后续焊接界面
• 浸金覆盖在镍层上,主要作用是在焊接前保护镍,防止镍氧化
这里有个关键点:
浸金不是简单盖一层金。
它是置换反应。
金沉积在镍表面,同时镍表面会发生一定溶出。
如果金层很薄,或者覆盖不够致密,
就可能存在微孔、不连续点,甚至局部镍暴露。
刚做完的时候,这些缺陷不一定马上表现出来。
外观看起来正常。
初始测试也可能过。
但后面才是真正的考验。
高温、湿热、存放,会把微缺陷放大
薄金沉镍金板在周转和后续工艺中,
可能会经历高温、湿热、潮湿环境,或者较长时间存放,
还有一些批次量比较大、多次回流焊、需要存放时间较长等等。
这个过程,对板子的影响是很大的,
尤其是薄金板。
氧气、水分、污染物可能沿着微孔进入。
下面的镍层开始氧化。
一旦镍氧化,焊接润湿就会受到影响。
最后表现出来就是:
• 不上锡
• 拒焊
• 焊料铺展不好
• 结合力下降
如果氧化和迁移继续发展,情况还会更复杂。
高温可能促进金属迁移。
底层铜也可能通过缺陷、晶界或薄弱路径向表面迁移。
最后表现为:
• 金面颜色异常
• 发黄、发红、发灰
• 甚至在表面检测到镍、铜、氧这些元素
所以变色和拒焊,看起来是两个问题。
一个是外观。
一个是焊接。
但往前追,可能都指向同一件事:
薄金表面的保护能力下降,
底层镍和铜没有被守住。
事后处理,多半只是补救
这类问题最容易误判的地方,就在这里。
• 变色只是表象
• 拒焊、焊点脱落才是结果
一旦已经出现氧化,
无论是去掉颜色,还是后续再做保护,
本质上都属于事后处理。
如果只是单纯地通过物理方式把表面颜色处理掉,
看起来可能干净了一点。
但本质没改变。
它不一定能恢复原来的焊接界面。
因为下面的镍层如果已经氧化,或者界面已经被破坏,
焊接时照样会出问题。
还有一些做法是:
发现已经变色了,然后开始做保护。
这类也是一样的——本质没有发生改变,
只不过是掩盖表面罢了。
更合理的方向,是提前保护
行业里常见的思路,通常有两个:
第一,提高金层厚度。
增加保护余量,降低微孔和镍暴露风险。
但这条路要考虑成本,也要考虑浸金过程本身对镍层的影响。
金不是越厚越好,而且沉金工艺本身金的厚度也是有限的,并不像电金工艺那样。
第二,在化金后增加表面保护。
比如通过金面封孔或类似后处理,
降低高温、湿热、存放过程中的氧化和迁移风险。
核心逻辑不是等失效发生后再修
而是在沉金之后,提前增强薄金表面的保护能力
让氧、水分、污染物更难进入下面的镍层
需要说明一点:
有些案例中,是在已经变色或者已经氧化很严重的时候,
再去做封孔工艺。
这种做法本质是一种掩盖,治标不治本,
很难达到预期效果。
所以,不管你采取什么样的方式,
解决这个问题的核心逻辑是:
在沉金之后增加表面保护,
降低后续氧化和迁移风险。
真正的表面处理,不是等失效发生以后再修复
而是在失效发生之前,提前控制风险
—— 薄金的隐患,不在表面,在底层 ——