化金板上锡不良改善报告(2011-12-23)

化金常见异常及改善常见问题的原因及处理方案1．漏镀产生原因及解决方案A、镍缸方面①．镍缸拖缸效果差，未能很好激发其活性：重新拖缸，拖缸时镍缸温度提升至82-85℃之间或负载加大或时间延长则可解决。

②．镍缸温度低于75℃或PH值低于4.0：检查温度和PH值，使其不脱离控制范围。

③．镍缸D剂含量过高：正确使用D剂，停产1天以上则额外补加1ml/L，平时按正常比例补加。

④．镍缸打气过强：适当调整其打气流量。

⑤．镍缸空载时间过长或负载不够：保证生产连续性，负载不足加挂拖缸板共镀。

⑥．镍缸加热管漏电：将漏电加热管换掉；B、活化方面①．活化Pd2+浓度低：添加钯水提高Pd2+浓度；②．活化温度太低（低於20℃）：加强检测频率，留意温控效果。

③．活化CU2+高，已到后期：更换新活化。

④．活化处理时间过短：正确掌握活化处理时间。

C、板子方面①．线路图形设计不合理，存在电位差，生产时产生化学电池效应出现漏镀：前处理磨板时仅磨板不过微蚀，适当延长活化时间并提高镍缸的活性。

②．阻焊油塞孔未塞满填平，生产中水洗不足，造成药水污染铜面：加大水洗流量。

③．板面铜层显影不净或毒钯处理时遭硫化物污染：检查前工序，毒钯处理应当在蚀刻后退锡前进行，生产此种板需加强磨刷和水平微蚀。

④．板面铜层退锡不净：重新剥锡至铜面干净。

⑤．挠性板溢胶：检查压合工序，控制压合品质。

D、其他方面①．板子活化后在空气中裸露太久钯钝化：防止板子裸露空气中，天车故障及时将板移入对应水洗槽。

②．活化后酸洗或水洗太久，促使钯剥离或铜面遭氧化：活化后酸洗和水洗总时间保持在3分钟以内。

③．新配后浸酸温度太高使钯剥离：新配后浸需将温度下降到30℃以下才可生产。

2．渗镀产生原因及预防改善对策A、活化时间过长或活化水洗不足：致使镀镍时出现长胖现象，严重的则表现为跨镀。

预防及改善：①．活化时间控制在工艺范围内。

②．加大活化后水洗流量，并且活化后水洗每班更新一次。

若中途停纯水则需停止生产，待有纯水后再生产。

TO：生产线各工序CC：生产/刘经理、厂务/刘经理、市场/尹经理FM：王登卫DATE：2005/4/19主题：有关镀金板焊锡不良的改善措施近段时间，我司生产的301系列镀金板，客户投诉焊锡不良、不好上锡，焊接过程中有焊盘脱落品质问题，为保证生产品质，请生产线各工序团结协作，严格按以下规范进行操作。

一、图形电镀1、图形转移后的电镀金板，IPQC检验合格后，图形电镀前保证铜面无氧化，如板面氧化面积超过5%，一律返洗。

2、化学实验室按分析频率每4小时对除油、微蚀活化药水成份进行分析，根据分析结果，及时调整药水。

3、每周对镀铜、镀镍缸以－电流密度，瓦楞形不锈钢板电解处理8小时以上，以消除重金属污染，保证铜镀层、镍镀层纯度。

4、每周清洗镀铜、镀镍缸过滤棉芯一次，每半月更换棉芯一次，每半月用活性炭滤芯过滤4小时，然后再换回棉芯，棉芯使用前用50℃－60℃热DI水浸泡15至30分钟除胶。

5、每班图电生产前，用百洁布清洁镀铜，镀镍缸阴极杆，保证无氧化、药水结晶，导电良好。

6、镀镍电流密度18－23ASF，电镀时间15－20分钟，保证镍镀层厚度达3－5微米。

7、每班更换镀镍后两道水洗，镀金前、后水洗，镀镍后第一时间镀金，以防止镍面钝化，电金不良。

8、镀金电流密度－，电镀时间30－50秒，保证金镀层厚度达到－微米，每250安培分钟补加10g金盐，同时补加10ml LH903R补充剂。

9、印制板镀镍后，镀金前一定要彻底清洗，防止将镀镍液带入镀金液，保证金镀层纯度。

金板蚀刻后10分钟内必须用3－5%柠檬酸或盐酸浸洗吹干，烘干前按日保养要求对10、磨板机进行保养，清洁吸水海棉，更换水洗缸水。

二、图形转移1、每班对磨板机按日保养要求进行保养，更换各水洗缸水，清洁滚轮、风刀、吸水海棉，保证丝印阻焊前金面无氧化、污染。

2、IPQC检验合格的镀金板，4小时内必须完成丝印阻焊，最长不超过8小时，网印后的金板，12小时之内必须完成曝光显影，控制好丝印环境，温度小于等于25℃，湿度50－60RH。

3.3 另篇黑墊論文佳著Black Pad：ENIG with ThickGold and IMC Formation During Soldering andRework（IPC 2001論文集S10-1-1）本文甚長共有18頁且含46張照片，作者Sungovsky及Romansky均任職於加拿大之Celestica 公司（CEM廠商類），與前ENIG專案負責人Houghton 皆屬同一公司。

本文亦從模擬實際板的焊接及拉脫著手，而仔細觀察黑墊的成因。

並對ENIG的層次結構深入探討，更值得的是尚就故障銲點與脫落元件提出了挽救的辦法，是其他文獻所少見。

現將全文要點整理如下：1.綜合前人研究認為BGA的圓墊與QFP的長墊，其等銲點的脫裂與黑墊的發生，是一種難以捉摸的偶發性缺點（Sporadic Depect）。

發生的可能機理（Mechanism）係於置換反應中，當一個體形較小的鎳原子（氧化）溶走的同時，會有兩個體形甚大的金原子（還原）沈積，在晶格成長時會造成全面推擠性的差排（Misalignment），因而使得鎳與金的界面中出現很多的空隙疏孔，甚至藏有藥水等，容易會造成鎳面的繼續鈍化及氧化。

圖38.左為已有黑墊的銲點用牙籤即可推裂，摧枯拉朽莫此為甚右為移走零件腳後的墊面黑垢，災情嚴重下場淒慘。

2.3.置換反應中金水過度活躍又猛攻含磷較多（9%以上）的鎳層，以致在鎳金界面中形成的各種黑墊的惡果（即前文3.1中Biunno的發現）。

金層不宜太厚，否則對強度不但無益反而有害(拜託！老師傅們請千萬別再自作聰明自以為是了！)，即使未能全數溶入焊錫之中時，還會積存而以AuSn4參與黑墊的犯罪組織。

4.化鎳藥水管理不善，綠漆硬化不足，以致有機物溶入甚多，使得黑墊中不但為NixOy的主成份外，亦發現碳的含量頗高。

5.曾用XRF量測實驗板上QFP與BGA等總共239個焊墊，以及通孔環面的鎳厚與金厚，發現鎳厚的變化很大（75 in-224 in），金厚的落差也不少（2.2 in-7.5in）。

技术报告不良案例1、上锡不良案例1.1、8-12月份上锡不良统计月份8月9月10月11月12月（截止12月23日）上锡不良（件） 1 6 5 5 19-11月上锡不良投诉明显增多8-12月共投诉18件上锡不良分布图1.2、客户投诉上锡不良典型案例如下1.2.1不熔金、缩锡发黑案例料号不良描述不良率不良周期相关图片4513BGA处不上锡，且有轻微的发黑2% 311118901PAD吃锡不良，表现为部分不熔金6% 37114532整PCS不吃锡，金完全未熔，轻拨零件就会脱落2.5% 4111上锡不良24688月9月10月11月12月月份件数不良分布不熔金65%缩锡发黑35%BGA处不上锡且有明显有不整板不熔不良案例1.2.2案例分析料号BGA 处EDS图片EDS光谱图给客户端结论4513 外界污染18901 金面轻微污染4532金层有阻焊层，可能有菌类污染1.2.3小结从上述三个案例分析来看，不熔金、缩锡发黑应为焊接过程中润湿性不够，导致无法熔掉金层或无法形成IMC层，继而产生上锡不良；影响润湿性原因很多，PCB表面污染、镍层腐蚀氧化等都会影响影响润湿效果，客户端炉温低、锡膏助焊剂差等也会影响润湿性。

上锡不良模拟分析2、原因分析（鱼骨图）上锡不良锡膏退洗作业不规范辅助工具不良培训不到位PCB不良参数不当保养不到位酸碱恶劣环境人物环机法锡膏异常客户炉温异常调查跟踪4.不良问题跟踪4.1.上文提到的3.1.1及3.1.2在之前的上锡不良改善方案中早有要求，各部门必须严格按章操作。

4.2化金线保养不到位，并不是化金未做保养，而是在酸碱泡或换槽时未用扫把或碎布彻底清洗槽壁污垢，还有部分水洗未按要求更换，可能让缸壁滋生菌类有“可趁之机”。

4.2.1.前处理酸洗槽大保养后及用扫把及碎布彻底清洁后对比4-1酸碱泡后缸壁仍有污垢4-2用扫把彻底清洁后4.2.2.金回收后水洗槽缸壁大保养后及用扫把及碎布彻底清洁后对比明显有污垢污垢已被白色污垢用扫把清洗多次才能清洗干净，此污垢可调查跟踪4.2.3.后处理酸洗槽大保养后及用扫把及碎布彻底清洁后对比4-5酸碱泡后缸壁仍有污垢4-6用扫把彻底清洗后4.3金槽浓度偏低会加大对镍层的攻击（金槽金浓度偏低、镍层磷含量偏低、草酸残留等相关模拟实验在下文试验跟进中会有详细体现）4.3.1.8月2日-12月13日金槽金浓度化验结果具体如下：总化验次数≤400PPM次数400-500PPM次数500PPM以上次数最低化验值不合格率30次3次11次19次250PPM 36.7% 4.3.2.从上表可以看出8月2日-12月13日金缸化验不合格率高达36.7%，且最低化验值仅250PPM，金槽浓度极不稳定，给镍层带来更大腐蚀风险。