188金宝搏苹果下载 在之前的文章曾经提过公司的产品因为ENIG板的浸金厚度不足而造成化镍/无电镀镍(Electroless Nickel)氧化，甚至造零件的焊接强度不足致零件掉落的问题。不过在许多的文献及资料记载里都说明，金层在电路板表面处理的角色只是作为空气的隔绝层，用来保护其下面的镍层不至于氧化而已，金(Au)在焊锡中的非但无法形成强壮的焊接，反而会形成AuSn及AuSn2等脆弱的IMC而造成金脆的后果。
建议延伸阅读：ENIG表面处理PCB焊垫的两大潜在问题(黑镍与富磷层)及预防措施
其实ENIG板子的真正焊点应该要完全生长在镍层，形成Ni3Sn4的良性IMC，如此才能确保焊接强度。
（建议延伸阅读：何谓IMC (Intermetallic Compound)？IMC与PCB焊接强度有何关系？）
（下面的文章及图片参考TPCA(台湾电路板协会)出版的「电路微切片及规范手册」）
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold)表面处理的板子在高温焊接的瞬间，金层将会迅速溶解于液态锡之中，形成AuSn、AuSn2或AuSn4等共金(IMC)而快速脱离EN (Electroless Nickel)层，并迅速扩散进入焊锡之中。所以ENIG的焊点应当是完全生长在EN化镍层的表面，一般的金层功用在保护镍面不要与空气直接接触而生锈氧化而已。金层如果太厚不但无济于焊锡品质，而且一旦超过焊点重量的3%时(Au的比重为19.3)，反而容易让「金」无法顺利扩散进入焊锡中而留存在焊接介面处形成脆弱的IMC，引起金脆(Gold Embrittlement)的问题。
下面四张图片为放大4,500倍的SEM图像，说明在回焊炉热量不足的情况下，黄金(Au)成份正要从镍层分离融入焊锡中的瞬间，当零件遭受外力冲击的时候就极有可能从这一整排AuSn、AuSn2或AuSn4的IMC处裂开。
下面四张图切片显示，当焊接的热量不足或未能持续供热时，虽然薄薄的Ni3Sn4共化物IMC层已经生成且焊牢，但因为AuSn及AuSn2还未来得及逸走融入焊料，而停留在共金介面附近，当有外力拉扯的时候，就很容易从AuSn及AuSn2断裂开来。这就是为何ENIG的焊点强度，始终不如铜面焊点(Cu6Sn5)来得更为牢固的主因之一。
下面两张图显示，当焊接的热量足够且持续的时候，金层将会完全逸走融入到焊料中，从图片中可以零星看到小颗粒的AuSn四处分散漂浮在焊料之中，剩下由锡镍所形成的IMC，自然就可以得到不错的焊接强度。可以想像，如果浸金或镀金层太厚，就会形成过多的AuSn共金，最后导致AuSn无法有效逸走或充满整个焊料，进而影响到焊接强度。
Per IPC-4552 there should be 2-5 micro-inches of immersion gold applied over 120-240 micro-inches of electroless nickel. The electroless nickel is what the assembler shall be soldering to. Nickel thickness results below the range may result in gold peel and solderability issues. Nickel thickness results above the range may result in nickel cracks and solder joint failure.
The immersion gold is only there to prevent the nickel from oxidizing. The gold is absorbed into the solder joint adding no benefit. The immersion gold is a porous surface. Gold thickness results below the specified range shall result in insufficient oxidation resistance for the nickel.
Gold thickness results above the specified range shall result in an attack on the nickel itself. The nickel may corrode and ultimately result in black pad if aggressive enough. The thicker the gold the greater the risk for black pad.
依据IPC-4552的要求一般化金层的厚度建议在2µ”～5µ”，化学镍层在3µm(118µ”)～6µm(236µ”)。IPC-6012(Rigid)要求金厚最少1.97µ”，镍厚118µ”以上；IPC-6013(Flex, Rigid-Flex)要求金厚最少1.58µ”~3.94µ”，镍厚118µ”～236µ”(Rigid)与50µ”～236µ”(Flex)。不过对于焊锡来说金层要越薄越好，以免造成金脆与反向腐蚀，因为「金」在焊接过程中是可以被忽略的元素；但是金层如果太薄，就无法完全覆盖住镍层，成品存放的时间一久要再拿出来焊接，就容易出现氧化而有拒焊的现象，所以「金」的目的在这里最主要在防止电路板氧化。
188金宝搏苹果下载 在另外一篇文章中也说过，因为金价大涨，成本考虑下我们公司之前有将金的最低厚度降到1.2u”，但其保存期限大概会缩短一半，而且还要确实量测大面积处的金厚，因为大焊垫的金厚通常会比较薄，而且这样的变动最好只给那些没有作为按键或是接触使用的PCB。至2022年已执行了大概有10年，期间虽然偶有品质问题，比如送到客户手上的PCBA部份发生氧化，但那大多属于人为纪律问题，而没有发生什么重大品质问题。
延伸阅读：
连接器使用一段时间后掉落问题探讨
如何判断BGA掉件是SMT工厂制程或是设计问题?
用渗透染红试验 (Red Dye Penetration Test)查看BGA焊锡
贊助商广告
PayPal
欧付宝
访客统计
188金宝搏苹果下载 聊电子制造Podcast
熊大~~你客气了
有些产品要有遇到才知道,不然也是乖乖坐在旁边看戏而已!!
像夹式屏蔽夹,我也很久没碰有屏蔽框的产品了,
看了熊大介绍后才知道有这么好用的东西!!
Reply
LED board因为成本因素,基本上不会採用化金板,而且也不需要
只会使用铝基板+喷锡 or FR4+OSP
採用铝基板好处是铝散热快,但不是真正在用铝基板去蚀刻电路
而是用一般铜箔基板蚀刻线路之后再用绝缘胶压合到铝片上面
所以呢
1.请问smt将led焊在铝基板的喷锡焊点上,焊接完成后其焊接层焊锡厚度是多少?锡膏印在焊点(1mm x 2.7mm)上的面积及厚度应该是多少?
a.回焊后不用去算厚度,应该要计较的是回焊之后的锡覆盖率有没有达到90%以上
因为LED是会发热的零件,要是覆盖率不足会影响散热
b.锡膏面积及厚度要多少,这是没有绝对的,要看对品质的影响而定,这需要慢慢
去try
2.请问将铝基板的线路喷锡厚是否可以保持线路的铜箔不氧化或銹蚀
喷锡就是为了铜箔(Pad)不氧化
Reply
ewew;
这解说真的太精彩啦！真亏有你可以学到更多知识。
Reply
请问将铝基板的焊点喷锡或镀金,其效果有何不同?优劣点各为何?
Reply
1.请问smt将led焊在铝基板的喷锡焊点上,焊接完成后其焊接层焊锡厚度是多少?锡膏印在焊点(1mm x 2.7mm)上的面积及厚度应该是多少?
2.请问将铝基板的线路喷锡厚是否可以保持线路的铜箔不氧化或銹蚀?
Reply
对不起，个人对铝质基板没有经验。
Reply
1。本研究的重点似乎只对 Elecroless Nickel，若为电镍会如何？
电镍金仍然有效？
2。有在最后一节如下所述的意见，我不明白这一点。如何有这样的结论呢？
(Nickel thickness results below the range may result in gold peel and solderability issues. Nickel thickness results above the range may result in nickel cracks and solder joint failure.)
有劳您解惑
Reply
不太懂看SEM的图,板主是如何定断黄金层完全脱离?
Reply
KIN;
有经验者看SEM就可以知道黄今是否有无逸入焊锡之中，文章中的图片应该可以很清楚的看出黄金逸走的过程，但一般的情况下通常不会这么明显，所以照片仅供说明黄金逸走的过程。
真的要证明黄金有无逸走，还可以配合EDX来看IMC是否还有金的成份就知道了。
Reply
ENIG之外 还可以选择”选择性化金”的PCB制程 但是也贵
Reply
PAUL;
的确，选择性电镀金当然也是选择，但就如仁兄所言，一方面是价格必较贵，因为多了一道制程；另一方面是选择性电镀金还得有线路连接到板外来，否则电镀是没有办法走线的，也就是无法电镀上去。或许还有别的方法我还不知道的吧!
Reply
PCB表面处理方式除了喷锡.镀金,还有OSP
Reply
会选用ENIG当然有其优点及不得不然的条件ㄚ，我们也都知道ENIG会有信赖度的问题，但这种制程又是最耐久存以即可以长效作为按键接触线路的表面处理，而且价钱也还可以…。最后还是得跟价钱或长期的成本作妥协。
Reply
其实化金制程管控需要较严谨，金厚度越薄其对镍保护性越差(覆盖性差)
除非用特殊方式塞住疏孔处，目前pcb一般已经都往高磷镍方向走，因此镍黑不易出现但相对其组装需要较高温度，要不然无法生成好IMC
回应FINISH制程
电镀金：硬金==>抗磨(如金手指)、软金(打线用)
如果要组装焊锡电镀硬金的话，一般金厚度不能高过5μ以上，要不然无法组装，以上资讯供参考！！
Reply
多谢，又学多了一点。
但想问一问有关氧化的问题。我做一般样板的厂基本上有3种方案，喷锡、镀金和沉金。ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold)是否指镀金?另，以上3种方法各有甚么优缺点可否说明一下，谢谢。
Reply
KSC;
沉金就是ENIG(化镍浸金)，使用置换的原理将金层附着于镍层，容易有黑垫的问题，具有良好的抗氧化性。
镀金跟ENIG的功能类似，但没有黑垫的问题，价格也比较贵。
喷锡的表面会较不平整，不利 uBGA 及精密的焊脚作业，也无法当作长期的按件接触面。但费用应该是这三种之中最便宜的。
可以找一下网路上有很多的资料，有机会再来整理吧!
Reply