越来越多的PCB板选择化学镍金作为最终的表面处理,这是一个成熟的工艺。很多众所周知的,几乎所有的表面处理都会遇到可焊性问题;因此,化学镍金也不例外,业界公布的化学镍金可焊性的原因有很多,比如镍腐蚀、金表面污染等,但对于具体的焊锡缺陷,我们应该做一个具体的具体问题具体分析。过去用于分析焊锡不良的仪器基本上都是金相显微镜。而且,它只是根据过去的经验做出判断,无法科学解释。现在,在SEM&EDS的帮助下,我们对焊接不良的PCBOD体育进行微观和表面元素分析。 , 可为分析焊锡不良的原因提供可靠的数据支持。 SEM和EDS必将发展成为最常用的分析方法。
1. 对焊接缺陷(掉元件/收缩锡)进行SEM&EDS检查
目的是对问题点的位置进行表面分析,检测镀层表面是否有异常,是否有金表面污染,如下图1所示(对应特定元素污染项目)。从SEM&ED分析结果来看,断口上存在C和O,Ni,P,Au元素,不难看出镀锡后板面检测到Au元素。一般情况下,镀锡后金会熔化。该样品在板面仍有残留Au的现象,属于异常状态。
2. 对问题OD体育未镀锡或未安装元器件的位置进行SEM&EDS检测
其目的是确认金表面是否有异常元素,是否有表面污染,需要对脱金后的镍表面进一步进行SEM&EDS检查,以确定脱金后镍表面的表面结晶情况以及是否存在镍层磷含量正常。下图是异常镍表面的SEM图像。可以看出,我们可以在表面形成一层“海绵状”的松散结晶层。同时,我们也对比了普通金面和镍面的SEM图像,正常的金表面和镍表面没有明显的晶界裂纹,沉积的粒度分布均匀。但是当铜面或镍面出现异常现象时,我们可以看到脱金后的镍面出现裂纹和空洞,可能是镍面有裂纹现象造成的通过铜表面的粗糙度。铜表面的粗糙度会导致不同尺寸的镍沉积颗粒。当镍表面排列成大颗粒和小颗粒相互靠近时,晶界比较大,金熔化时容易受到金水的侵蚀。
3.金表面和镍表面的SEM分析将在金表面上进行。下面将分析金面EDS检测到异常元素的问题: 从测试结果可以看出,被测元素为:C、O、P、Ni、Cu、Au,与正常相比分析结果,检测结果中的C、O、Cu三种元素为异常元素。一般20%以内的C元素含量是由于外部环境污染(在取样或检测过程中)造成的,20%以上是有机污染造成的; O元素表示有污染或氧化,Cu元素表示金表面在清洗或保存过程中被Cu污染。这种现象很容易造成金面变红,严重的。影响可焊性;
4、下图列出了最有可能污染金表面的元素:
表1列出了印制板OD体育生产中使用的一些可能污染镍和金表面的材料。对于以后的EDS测试结果,大家可以做个参考。
5. 焊接不良位置切片后的SEM&EDS分析检测
目的是检查是否有镍腐蚀,焊接部位IMC(Inter金属化合物)层的情况,富磷层的情况。我们知道,均匀连续的IMC层IMC层焊点牢固,松散的IMC层焊接存在焊接不良的隐患;正常的IMC层性能为:在连续均匀的情况下,IMC层为i处理地保持在1-3um;而富磷层控制得越薄越好。 IMC层不良,富磷层过厚,主要是化学镍金本身的镍层问题,或焊接过程中焊接参数控制不当造成的。
6、焊接不良的无锡或上部金面的OD体育,切片后也进行EDS检查。主要检查镍层是否有镍腐蚀。检查镍层的状况。有没有镍腐蚀的问题。根据标准,正常的镍腐蚀是镍腐蚀的深度不超过整个镍厚度的1/5,并且在一个可观察的界面中少于三个位置有腐蚀点。图 7 列出了严重镍腐蚀的图片,图 8 列出了正常图片。从这两组图可以很明显的看出区别,这里不再赘述。
针对焊锡不良的问题,需要进行两次测试才能找到原因:一是取问题板进行测试,对问题点进行表面SEM分析,观察表面结构和截面,观察其状况焊接后的IMC层;首先是对问题位置进行EDS元素分析;二是取同一批未焊接的金板进行分析。这是为了对问题板测试的结果进行必要的数据收集。测试包括表面SEM&EDS分析。通过前面两组数据的对比分析,可以得出一个结果,可以起到辅助查找焊锡不良原因的作用。OD体育是专业高精密PCBOD体育研发生产厂家,可批量生产4-46层OD体育,OD体育,OD体育,,高速OD体育,混压OD体育,HDIOD体育等,定位高精密!高难度!高标准!