沉锡PCB贴装后锡面发黑分析及改善

沉锡基本工艺工作和问题处理
沉锡是一种将锡融化后涂覆在金属表面上的工艺，常用于印刷电路板制造等领域。

具体的工艺步骤如下：
1. 准备工作：清洁金属表面，去除杂质和氧化物。

2. 准备锡料：将锡料熔化至适当温度，保持在一定范围内以保持流动性。

3. 涂覆锡料：将金属表面浸入熔化的锡料中，使其涂覆整个表面。

4. 接触时间：保持金属表面与锡料的接触时间适当，以确保锡层的均匀涂覆。

5. 去除多余锡料：将金属表面从锡料中取出，使多余的锡料自然滴落。

6. 冷却固化：待涂覆的锡料自然冷却，形成坚固的锡层。

在沉锡过程中常会遇到一些问题，需要及时处理：
1. 锡层太厚或不均匀：可能是由于接触时间不足或锡料温度不恰当。

解决方法是调整接触时间和锡料温度，确保涂覆均匀。

2. 锡球：在沉锡过程中，锡料容易形成小球状，无法均匀涂覆。

可以尝试调整锡料的温度和浸泡方式，避免锡球的产生。

3. 氧化：金属表面没有清洁干净或未及时涂覆锡料可能导致氧化的问题。

应确保金属表面干净，及时涂覆锡料，避免氧化的发生。

4. 粘附不良：可能是由于金属表面没有充分清洁或锡料质量不佳。

应仔细清洁金属表面，并使用质量良好的锡料。

以上是沉锡的基本工艺和问题处理的一般步骤和方法，具体处理方法可以根据实际情况进行调整。

喷锡与沉锡异同点及化学沉锡常见问题分析PCB沉锡工艺是为有利于SMT与芯片封装而特别设计的在铜面上以化学方式沉积锡金属镀层，是取代Pb-Sn合金镀层制程的一种绿色环保新工艺，已广泛应用于电子产品、五金件、装饰品等。

印刷线路板有两个较为常用的工艺：喷锡和沉锡。

喷锡，主要是将PCB板直接侵入到熔融状态的锡浆里面，在经过热风整平后，在PCB铜面会形成一层致密的锡层，厚度一般为1um-40um。

沉锡，主要是利用置换反应在PCB板面形成一层极薄的锡层，锡层厚度大约在在0.8um-1.2um之间，沉锡工艺更普遍应用在线路板表面处理工艺当中。

化学沉锡常见技术问题分析化学沉锡是PCB沉锡工艺的一种，应用较为普遍，其工作原理是通过改变铜离子的化学电位使镀液中的亚锡离子发生化学置换反应，其实质是电化学反应。

被还原的锡金属沉积在铜基材的表面上形成锡镀层，且其浸锡镀层上吸附的金属络合物对锡离子还原为金属锡起催化作用，以使锡离子继续还原成锡，其化学反应方程式为2Cu+4TU+Sn2→2Cu+（TU）2+Sn。

化学沉锡层的厚度大约在在1um-40um之间，表面结构较为致密，硬度较大，不容易刮花；喷锡在生产过程中只有纯锡，所以表面容易清洗，正常温度下可以保存一年，并且在焊接的过程中不易出现表面变色的问题；沉锡，锡厚大约在在0.8um-1.2um之间，表面结构较为松散，硬度小，容易造成表面刮伤；沉锡是经过复杂的化学反应，药剂较多，所以不容易清洗，表面容易残留药水，导致在焊接中易出现异色问题，保存时间较短，正常温度下可以保存三个月，如果时间久会出现变色。

化学沉锡板的主要缺陷表现为锡面发暗、锡面污染导致的可焊性不良问题，经过大量数据分析及现场调查，基本确定造成原因主要由以下几个方面，首先，生产过程药液拖带消耗：因锡槽药水具有粘度较大特性，致使生产带出量较大，从而导致锡槽药液消耗量大。

同时，由于锡槽槽液大量带入硫脲洗槽，造成硫脲洗槽铜含量上升快，影响生产板清洗效果，易。

一站式的材料检测、分析与技术咨询服务沉锡焊盘上锡不良是什么因素导致？沉锡焊盘上锡失效分析1. 案例背景送检样品为某PCBA板，该PCB板经过SMT后，发现少量焊盘出现上锡不良现象，样品的失效率大概在千分之三左右。

该PCB板焊盘表面处理工艺为化学沉锡，该PCB板为双面贴片，出现上锡不良的焊盘均位于第二贴片面，失效分析。

2. 分析方法简述2.1 样品外观观察如图1所示，通过对失效焊盘进行显微放大观察，焊盘存在不上锡现象，焊盘表面未发现明显变色等异常情况。

一站式的材料检测、分析与技术咨询服务图1、失效焊盘图片2.2 焊盘表面SEM+EDS分析如图2~4所示，对NG焊盘、过炉一次焊盘、未过炉焊盘分别进行表面SEM观察和EDS成分分析，未过炉焊盘表面沉锡层成型良好，过炉一次焊盘和失效焊盘表面沉锡层出现重结晶，表面均未发现异常元素；一站式的材料检测、分析与技术咨询服务图2. NG焊盘的SEM照片及EDS能谱一站式的材料检测、分析与技术咨询服务图3.过炉一次焊盘的SEM照片+EDS能谱图一站式的材料检测、分析与技术咨询服务图4.未过炉焊盘的SEM照片+EDS能谱图2.3 焊盘FIB制样剖面分析如图5~7所示，利用FIB技术对失效焊盘、过炉一次焊盘及未过炉焊盘制作剖面，对剖面表层进行成分线扫描，发现NG焊盘表层已经出现Cu元素，说明Cu已经扩散至锡层表面；过炉一次焊盘表层在0.3μm左右深度出现Cu元素，说明过炉一次焊盘后，纯锡层厚度约为0.3μm；未过炉焊盘的表层在0.8μm左右深度出现Cu元素，说明未过炉焊盘的纯一站式的材料检测、分析与技术咨询服务锡层厚度约为0.8μm。

鉴于EDS测试精度较低，误差相对较大，接下来采用AES对焊盘表面成分进行进一步分析。

图5. NG焊盘剖面的SEM照片及EDS能谱一站式的材料检测、分析与技术咨询服务图6.过炉一次焊盘剖面的SEM照片+EDS能谱图一站式的材料检测、分析与技术咨询服务图7.未过炉焊盘剖面的SEM照片+EDS能谱图2.4 焊盘表面AES成分分析对NG焊盘和过炉一次焊盘的极表面成分进行分析，NG焊盘在0~200nm深度范围一站式的材料检测、分析与技术咨询服务内，主要为Sn、O元素，200~350nm深度范围内，为铜锡合金，几乎不存在纯锡层；过炉一次焊盘在0~140nm深度范围内主要为锡层，之后出现元素Cu（金属化合物），如图12~15所示。

印刷电路板焊锡常见问题及解决方案印刷电路板的焊锡作业永远有不良焊点的问题存在，而这种问题曾出不穷，似乎永远都会有新问题出现应接不暇，因此我们整理出一些规，可做为找出问题所在依据。

PCB板上的问题常是由焊锡作业中造成的，但在确定是焊锡作业造成问题以前，应先考虑其他各种因故，再考虑焊锡作业，焊锡作业之间题大多出在材料的变化及操作条件改变，我们整理出下列最常见的问题焊点，如锡尖、不沾锡、锡点过大、绿漆上有锡丝、白班、锡孔等。

1、沾锡不良＊这种情况是不可接受的缺点，在焊点上只有部分沾锡，如果是在裸铜面上焊接，可看到某些完全不同的现象，很容易分辨出来。

分析其产生原因及改善方式如下：＊外界的污染物如油、脂、臘等，此类污染物通常可用溶剂清洗。

些类污染物有时是在印刷助焊剂时沾上的，可用打磨方式支除，但必须非常小心，不可残留打磨粉末在表面。

＊Silicon Oil通常用于脱模及润滑之用，常会在PCB板及零件脚上发现，而SiliconOil等要非常小心，如使用SiliconOiL当作抗氧化油，亦常会发生问题因为SiliconOil会蒸发SiliconOil 会蒸发，沾露在PCB板上而造成沾锡不良。

＊严重氧化，通常是由于宁存状况不佳或PCB板制程上有问题，发生严重氧化后，助焊剂是无法去除的，因些出现沾锡不良。

氧化轻微两次焊锡可解决此问题。

＊涂敷焊剂方式不正确，造成原因为发泡气压不稳定或不足，致使＊泡沫高度不稳或不均匀而使PCB板部份无法涂敷上助焊剂。

焊锡时间不足或温度不够，会造成沾锡不良，因为熔锡需要足够的温度及时间于元件脚和PCB接触，才能形成良好的焊点。

2、局部粘锡不良些种现象与粘锡不良相似，不同的是局部粘锡不良的情况，不会露铜面，只有薄薄的一会焊锡无法形成饱满的焊点，其形成原因于粘锡不良相似。

两次焊锡出许无法改善些状况，必须用焊锡剥除剂除去焊锡，重新清洁表面再做焊锡。

电镀时污染未清理干净，亦会产生局部沾锡不良，此类问题，宜送回PCB板厂家重新处理。

沉锡PCB贴装后锡面发黑原因分析及改善1、前言近年来，随着印制线路板(Printed circuit board,以下简称PCB) 的无铅化的推行，化学沉锡(Immersion Tmatchin )具有成本较低、储存时间长、可焊性良好的优点而备受欢迎。

化学沉锡是通过置换反应在铜表面沉积一层厚度约为lpm左右的锡层，其表面颜色为无光泽的淡白色，但由于其表面结构较为疏松、硬度小，易造成划伤、氧化、药水残留等缺陷。

另外，在回流焊处理后，锡面发黄、发黑等异色问题不但影响印制板的美观，且对其可焊性、耐腐蚀性能等均有不同程度的影响，文章通过一例锡面发黑异色导致可焊性不良的案例，从失效分析的角度出发，探究了锡面发黑的原因和机理，为业内同行提供参考。

2、锡面发黑失效分析2.1案例背景沉锡表面处理的印制板在经过回流焊贴装过程后，锡面才由正常的淡白色，转变为发黑异色现象，所以在PCB板的生产制程中难以对此进行有效的拦截，当产品流到客户端进行SMT贴装之后，才出现相应的品质问题，这会给PCB生产厂商造成客诉等不良影响，我至会造成大量的经济损失。

以下是一例沉锡表面发黑的失效分析案例，该化学沉锡表面处理的PCB 在出货前锡面颜色为正常的淡白色，但在客户端经过回流后，其焊盘表面出现上锡不良和锡面发黑的现象，如下图1所示：图1异色不良样品与正常样品锡面外观a-l・上锡不良焊盘(50X)： a・2•上锡不良焊盘(100X)：b・l•发黑PCBA外观图：b・2•正常沉锡表面颜色。

由上图1所示，不良PCBA锡面发黑与正常沉锡表面所呈现的淡白色明显不一致，且焊接面有退润湿现象，现通过失效分析手段来排查可焊性不良的原因，并探究锡面发黑的机理。

2.2失效原因排査2.2.1锡层厚发确认采用X-Ray测厚仪，对沉锡焊盘进行锡厚测量，结果如表1所示:表1锡厚数据(单位：gm )测量位置 1 2 3 4 A 平均要求测量结果 1.080 1.061 1.051 1.022 1.073 •航2 如表1所示，沉锡焊盘实测单点锡厚和平均锡厚都满足工艺控制要求。

PCB沉金工艺控制故障及改善方法一、沉金沉金过程是一种浸金工艺，沉金缸的主要成分；Au(1.5-3.5g/l),结合剂为（Ec0.06-0.16mol/L），能在镍磷合金层上置换出纯金镀怪，使得镀层平滑，结晶细致，镀液PH值一般在4-5之间，控制温度为85℃-90℃。

二、后处理沉金后处理也是一个重要环节，对印制线路板来说，一般包括：废金水洗，DI水洗，烘干等步骤，有条件的话可以用水平洗板积对沉金板进行进一步洗板，烘干。

水平面洗板机可按药水洗（硫酸10%，双氧水30g/L），高压DI水洗（30~50PSI），DI水洗，吹干，烘干顺序设置流程，以彻底除去印制线路板孔内及表面药水和水渍，而得到镀层均匀，光亮度好的沉金板。

三、生产过程中的控制在沉镍金生产过程中经常出现的问题，常常是镀液成分失衡，添加剂品质欠佳及镀液杂志含量超标，防止和改善此问题，对工艺控制起到很大的作用，现将生产过程中应注意的因素有以下几种：1）、化学镍金工艺流程中，因为有小孔，每一步之间的水洗是必需的，应特别注意。

2）、微蚀剂与钯活化剂之间微蚀以后，铜容易褪色，严重时使钯镀层不均匀，从而导致镍层发生故障，如果线路板水洗不好，来自于微蚀的氧化剂会阻止钯的沉积，结果影响沉金的效果，从而影响板的品质。

3）、钯活化剂与化学镍之间钯在化学镍工艺中是最危险的杂质，极微量的钯都会使槽液自然分解。

尽钯的浓度很低，但进入化学镀槽前也应好好水洗，建议采用有空气搅拌的两道水洗。

4）、化学镍与浸金之间在这两步之间，转移时间则容易使镍层钝化，导致浸金不均匀及结合力差。

这样容易造成甩金现锡。

5）、浸金后为保持可焊性及延展性，镀金后充分水洗（最后一道水洗最好用蒸馏水），并完全干燥，特别是完全干燥孔内。

6）、沉镍缸PH，温度沉镍缸要升高PH，用小于50%氨水调节，降低PH，用10%V/V硫酸调节。

所有添加都要慢慢注入，连续搅拌。

PH值测量应在充分搅拌时进行，以确保均衡的镀液浓度。

快速的检测沉镍金镍层“黑焊盘”现象的方法摘要：本文主要介绍如何采用快速的方式检测PCB 沉镍金表面处理工艺是否存在有“黑焊盘”的现象，以便及时的发现、解决问题，避免系统性问题发生。

关键词：沉镍金黑焊盘检测一、前言：化学沉镍金以其在多次回流焊、波峰焊中表现出来的优良的平整性、可焊性得到了广泛的运用及发展。

然而，随着化学沉镍金这种特定的表面处理技术的采用，“黑焊盘”的现象也开始逐渐为大家所认识，黑焊盘这种缺陷体现为贴装后焊点处下伸灰色或黑色的镍层表面。

通过过去众多的实际生产中对于“黑焊盘”现象的研究，业界对此缺陷的产生原理已经有了一个比较清晰的认识。

业界已普遍接受化学沉镍层中的磷含量对于镍层的抗腐蚀性能和可焊性有重大影响，当镍层中磷的含量较高时，镍层的抗腐蚀能力增强，但在贴装过程中引起的焊接结合部分合金层的磷产生富集，会导致该部分焊料与镍层所形成的内金属层变脆；当镍层中磷含量较低时，其抗蚀能力降低，在之后的浸金过程中，在金缸酸性的溶液的攻击下，表面大量的镍金属溶于浸金溶液，导致镍层表面磷含量相对才增高，在正常的沉积的镍磷含量合金层与薄金层之间形成一层薄薄的高磷含量合金层，在焊接过程中，表面薄金层迅速溶解于焊料当中，露出低可焊性的高磷镍表面，最终呈现表面不上锡或镍面发黑，这就是所谓的“黑焊盘”现象。

二、检测方法：方法一：先利用氰化物去除表面的沉金层，然后在放大镜或电子扫描显微镜（SEM ）下观察镍层受腐蚀的情况；优点：比较直观的观察到镍层的结构及腐蚀情况；缺点：氰化物去除表面的沉金层的时间需要控制得比较恰当，要不会腐蚀到镍层，造成假象的镍层腐蚀图片：方法二：将样品制作成观察切片中镍层颗粒沉积层的晶体是否存在“齿型”的纵向腐蚀的情况；优点：不受外来因素的影响，能明确的确认镍层腐蚀的深度及辐射面；缺点：需要SEM 测试仪图片：方法三：采用高浓度的强酸性溶液，如：硫酸、盐酸或硝酸模拟沉金过程中的腐蚀作用，较多使用的是硝酸法。

化学沉锡PCB表面发黑异色失效分析及机理探究1、前言近年来，随着印制线路板（Printed circuit board，以下简称PCB）的无铅化的推行，化学沉锡（Immersion Tmatchin）具有成本较低、储存时间长、可焊性良好的优点而备受欢迎。

化学沉锡是通过置换反应在铜表面沉积一层厚度约为1μm左右的锡层，其表面颜色为无光泽的淡白色，但由于其表面结构较为疏松、硬度小，易造成划伤、氧化、药水残留等缺陷。

另外，在回流焊处理后，锡面发黄、发黑等异色问题不但影响印制板的美观，且对其可焊性、耐腐蚀性能等均有不同程度的影响，文章通过一例锡面发黑异色导致可焊性不良的案例，从失效分析的角度出发，探究了锡面发黑的原因和机理，为业内同行提供参考。

2、锡面发黑失效分析2.1 案例背景沉锡表面处理的印制板在经过回流焊贴装过程后，锡面才由正常的淡白色，转变为发黑异色现象，所以在PCB板的生产制程中难以对此进行有效的拦截，当产品流到客户端进行SMT贴装之后，才出现相应的品质问题，这会给PCB生产厂商造成客诉等不良影响，甚至会造成大量的经济损失。

以下是一例沉锡表面发黑的失效分析案例，该化学沉锡表面处理的PCB在出货前锡面颜色为正常的淡白色，但在客户端经过回流后，其焊盘表面出现上锡不良和锡面发黑的现象，如下图1所示：图1 异色不良样品与正常样品锡面外观a-1.上锡不良焊盘(50X)；a-2.上锡不良焊盘(100X)；b-1.发黑PCBA外观图；b-2.正常沉锡表面颜色。

由上图1所示，不良PCBA锡面发黑与正常沉锡表面所呈现的淡白色明显不一致，且焊接面有退润湿现象，现通过失效分析手段来排查可焊性不良的原因，并探究锡面发黑的机理。

2.2 失效原因排查2.2.1 锡层厚度确认采用X-Ray测厚仪，对沉锡焊盘进行锡厚测量，结果如表1所示：表1 锡厚数据（单位：μm）如表1所示，沉锡焊盘实测单点锡厚和平均锡厚都满足工艺控制要求。