金手指变色工艺案例分析

（1）变色。局部放大后的变色表面，如图3所示。从局部放大图中可以看到，颜色变深的点均发生在金面的凹坑上，这些凹坑实际上均是金层的针孔。透过这些针孔使其底部的Ni受到了氧的侵蚀从而使颜色变深。这些颜色变深点的集合，导致了金手指表面大面积变色，如图1。

图3 局部放大后的变色缺陷外观

（2）黄斑。从图2（c）黄斑局部放大图上可以看到，黄斑均发生在已变色的金层表面个别局部小区域上，如图2（a）框内所示。从图可见，黄斑呈泪滴形，很可能是在组装过程中受到飞溅的唾液侵袭。由于唾液的腐蚀性，通过金层的针孔侵入到底层的Ni，唾液加剧了Ni层的腐蚀程度，使颜色变得更深，如图4所示。从图4可见，此时金层针孔底层的Ni层均已变黑，而且黑色的氧化镍分子已扩散到金层的表面，使金层表面变得更暗。

图4局部放大后的黄斑缺陷外观

（3）黄点。在沉金层的表面不均匀地分布着黄色的斑纹状小颗粒点的缺陷，如图5所示。将这些斑纹状的小颗粒点进一步放大，就可以见到如图2(c）所示的表面形貌。此时的腐蚀是沿着金层的晶隙进行的，因此从放大的表面形貌看，黄点是由一个个大小不等、形状各异的点状或小块状组成，如图5所示。它可能是沿金层的结晶体的晶隙中附着了杂物（如清洗液之类）所致。

图5局部放大后的黄点

（4）黑块。在金手指上出现的大面积发黑缺陷，如图6所示。显然这是金层表面附着了腐蚀性很强的杂物（如镀液的药液残渣、盐雾溶液等）引起的结果。

图6局部放大后的黑块缺陷外观

三、腐蚀机理

由Ni镀层氧化导致的黑盘现象，仅发生在PCB ENIG Ni（P）/Au 工艺的涂层中，黑盘现象本质上就是Ni的氧化现象，黑色Ni就是氧化镍（NixOy）。

黑镍现象的成因非常复杂，有一种理论解释为：在化学浸Au/Ni时，Ni溶解与Au沉积同时发生置换反应。当Au镀液置换反应过剧时，将使Ni层迅速氧化而变黑。

通过在Ni表面置换Au的工艺方法所形成的Au层是薄而多针孔的。针孔发生的数量与ENIG Ni/Au工艺参数及其工艺过程控制有关，同时也与化学Au镀层的厚度有关。当涂层过薄或工艺过程参数控制不当时，可能造成覆盖在Ni上的Au层质量低劣，存在大量的针孔，挡不住氧化镍的上下生长，从而形成大片的黑色氧化镍。

Au本身具有极高的抗腐蚀性，但由于黑盘现象发生后，此时附在氧化镍层上的Au与氧化镍层之间已无任何附着力，所以才导致大部分的Au层从金手指表面脱落，从而导致黑色的氧化镍直接暴露在外形成大面积的黑块。

这种缺陷具有偶发性，发生的位置也不确定，是一种无法预测的隐患，危害极大。

四、解决措施

(1)改善PCB ENIG Ni（P）/Au工艺条件和过程的精细控制，尽量增加金层厚度，减少金层针孔。

（2）建议对金手指采取电镀Ni/Au工艺。

（3）加强金镀层后面工序的清洗处理和PCBA组装过程中的7S管理。 《绿板职场》是专为PCB行业求职者而创立的另一个微信公众号（服务号），其求职招聘程序也是为本行业的求职者们量身打造的手机端求职平台，关注下方二维码可进入平台查看。返回搜狐，查看更多