沉金板变色、拒焊,良品率下降,这难道是薄金板的通病?

技术文章


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 ——

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