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PCB可焊性分析报告一、简介二、PCB可焊性的重要性1.保证连接质量：焊接是电子元器件与PCB之间传递电信号和电能的重要方式，焊接质量的好坏直接影响到电子设备的性能和寿命。
2.提高生产效率：良好的可焊性能减少了焊接过程中的损耗和工作时间，提高了生产效率，降低了生产成本。
3.增强维修性：一旦电子元件与PCB焊接不良，将导致设备无法正常工作，维修时不易发现故障点，并增加了维修的难度和成本。
三、影响可焊性的因素1.PCB设计：焊接质量受到焊盘的设计以及PCB士工艺水平的影响。
焊盘尺寸过小或过大、焊盘排列不合理等都会影响可焊性。
2.焊接工艺：焊接温度、焊接时间、焊接压力等焊接工艺参数都会对可焊性产生影响，过高或过低的温度、时间或压力都会对焊盘和元器件造成损害。
3.焊料选择：正确选择合适的焊料可以提高焊接的可靠性和质量，不同焊盘材质和焊盘形状需要选择不同的焊料。
4.白亮度要求：当焊接的表面需要更好的表面平滑度和亮光效果，对于显示屏和外观要求高的产品需要更好的焊接效果。
四、解决可焊性问题的方法1.合理设计焊盘：根据元件尺寸和要求，合理设计焊盘的尺寸和间距，保证焊盘与元件能够完全接触，并预留一定的间隙以保证焊接过程中的热胀冷缩。
2.控制焊接工艺参数：合理控制焊接温度、时间和压力等参数，确保焊接过程中的温度和时间不会对焊盘和元件造成损害。
3.选择适当的焊料：根据焊接材料和要求选择合适的焊料，在焊料上添加流动剂以提高焊接效果，并确保焊盘与元件之间的粘附性和可靠性。
4.检测与维修：在生产过程中进行可焊性检测，及时发现问题并进行维修，防止不良品流入市场。
五、结论PCB可焊性是影响电子设备工作性能和寿命的重要因素之一，合理的设计、控制焊接工艺参数和选择适当的焊料等措施都可以提高焊接质量和可靠性。
通过对可焊性的分析和解决方法的应用，可以确保焊接过程中的质量和效率，提高产品的竞争力。
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。
化学镀镍金板上锡不良问题的探讨
化学镀镍金板上锡不良问题的探讨
张义兵寻瑞平刘百岚敖四超钟宇玲
【摘要】在沉镍金工艺中，受设备、环境以及人员等因素的影响，沉镍金板容易出现上锡不良等问题.利用X-Ray、SEM、EDS等分析手段对沉金板上锡不良问题进行了分析探讨.结果发现：上锡不良焊盘位存在氧化、轻微镍层腐蚀与磷富集现象，致使焊点的机械强度下降，导致可焊性差，造成上锡不良。
【期刊名称】印制电路信息
【年(卷),期】2016(024)003
【总页数】3
【关键词】线路板；沉镍金；上锡不良；焊盘
在PCB行业中，为了保证下游装配的可靠性和可操作性，通常需要对PCB进行最终表面处理.化学镀镍金(ENIG)又称沉镍金工艺，为PCB板提供了集可焊、导通、散热功能于一身的理想镀层[1][2]，近年发展迅速，在业界得到了广泛的应用。
沉镍金其原理是在印制板焊盘部位裸铜表面上化学镀镍和化学浸金，镀层具有良好的接触导通性和装配焊接性能，同时还可以同其它表面处理工艺配合使用，是一种非常重要、应用十分广泛的表面处理工艺[3]。
由于沉镍金板的多功能性要求，而且表观要求极严，加之沉镍金制成敏感，极易发生品质问题[4]，如金面上锡不良等.本文从沉镍金基本工艺出发，利用X-Ray、SEM、EDS等分析手段，对沉镍金板的上锡不良问题进行了探讨。
1 沉镍金工艺原理
1.1 化学镀镍原理。
一、反应机理1、化学银化学银是利用银与铜的置换反应，在焊盘表面形成薄镀层，厚度在0.1-0.5um；化学银只起可焊性保护作用，不参与焊接，焊点的形成是铜锡界面化合物。
优点:沉银表面均匀一致，适用于高密PCB，制作温度40-50摄氏度左右，对PCB的热冲击小，能满足无铅要求，可耐多次焊接。
缺点：PCB不可返工，银面易变色；线路有腐蚀风险。
2、化学锡在硫脲作为催化剂情况下，发生铜锡置换反应；在反应中，有机络合物的参与，可以减弱锡氧化、枝晶锡须的生成。
锡层的厚度控制在0.8-1.2um。
优点：沉锡表面均匀一致，适用于高密PCB，制作温度35-70摄氏度左右，对PCB的热冲击小，能满足无铅要求，可耐多次焊接。
突出特点是可焊性好；孔壁润滑性好，适合于压接和插件焊接。
缺点：废水中含有硫脲，需要特别的处理；对阻焊有攻击，对阻焊的要求高；锡须的生长暂无定论。
二、常见的失效1、化学银的贾凡尼效应贾凡尼效应包括铜与银间的置换腐蚀和电偶腐蚀。
置换腐蚀的主要因素在于化学银与阻焊连接位的阻焊undercut藏有化学银残留药水；残留的药水中含有银离子与焊盘、走线上的Cu形成腐蚀。
电偶腐蚀的机理是：铜比银活泼，由于水膜中溶解有氧，形成铜为阳极，银为阴极（被保护），发生阳极氧化反应，铜表面发生吸氧腐蚀。
规避措施：（1）走线与焊盘连接处设计成泪滴型焊盘；（2）严格控制阻焊的制成；（3）降低化学银药水中的银离子浓度；（4）改善PCB板的使用环境（避免高湿环境）。
2、化学银银面变色导致银面的变色主要有两方面。
一方面是铜面的不平整导致的。
正常的银层厚度是0.1-0.5um，当银层厚度很薄，小于0.1um，铜面的不平整度就通过银面反映出来。
不平整的银面因为反光的原因会形成颜色不良。
另一方面导致银面变色的是化学银制程中的有机物附着在表面没有被清洗掉，在空气中有机物被氧化变色附到表面，导致银面变色。
经过检测，银表面的附着物主要是碳、氧和氯，并且含量都小于1%，对可焊性的影响非常小。
化学镀锡工艺参数对沉积速率、镀层厚度及表面形貌的影响徐磊, 何捍卫, 周科朝, 刘洪江(中南大学粉末冶金国家重点实验室, 湖南长沙410083)[摘要] 目前,铜基或铁基上化学镀锡存在连续性差、沉积速率慢等问题,为实现连续化学镀锡,提高沉积速率,设计了一种新的化学镀锡工艺,考察了化学镀锡主要工艺参数(镀液主成分、pH值、温度、施镀时间)对镀层表面形貌及厚度的影响。
结果表明,最佳工艺参数为: 20. 0 ～25. 0 g/L 氯化亚锡, 70. 0 ～75. 0 g/L 次亚磷酸钠, 70. 0～75. 0 g/L 硫脲, 75. 0～80. 0 g/L 硫酸, 5. 0～8. 0 g/L 甲基磺酸, 5. 0～8. 0 g/L ED TA , 2. 0～4. 0 g/L对苯二酚, 10. 0～15. 0 g/L乙二醇, 0. 5～1. 0 g/L磷酸, 0. 5～1. 0 g/L 甲醛, 0. 5 ～1. 0 g/L OP 210,温度80～85 ℃, pH值0. 6～0. 8。
该工艺可实现连续化学镀锡,施镀 3 h厚度可达32. 72μm。
[关键词] 化学镀锡; 工艺参数; 连续化学镀; 厚度; 表面形貌[中图分类号] TQ153. 1 [文献标识码] A [文章编号] 1001 - 1560 ( 2009) 05 - 0032 - 040 前言近年来,镀锡层作为可焊性镀层已广泛应用于以铜和铜合金为基体的电子元器件和半导体封装等行业[ 1～3 ] ,作为防护性镀层也已广泛应用于给水系统中铜和铜合金管内表面的镀覆[ 4 ] 。
由于铅带来的污染日益严重,锡铅合金镀层的应用受到越来越多的限制。
无铅可焊性锡基合金镀覆技术在国内外的报道不多[ 5, 6 ]。
因此,在一般的电子元器件上,镀锡依然是首选的可焊性镀层。
在镀覆方法上,与电镀相比,化学镀工艺具有良好的分散能力和深镀能力,而且不受工件几何形状的限制,能解决电镀所无法解决的某些难题[ 7 ] 。
PCB上化学镀锡工艺的研究随着电子行业的飞速发展，PCB（印刷电路板）作为关键的基础设施，在各种电子设备中发挥着至关重要的作用。
在PCB制造过程中，化学镀锡工艺是一种关键的表面处理技术，其目的是在PCB表面形成一层致密的锡层，以提高导电性能和耐腐蚀性能。
本文将深入研究PCB上化学镀锡工艺的历史、现状和未来发展趋势。
化学镀锡工艺是一种基于化学反应的表面处理技术，其最早的应用可以追溯到20世纪初。
随着电子行业的不断发展，化学镀锡工艺在PCB 制造领域的应用越来越广泛。
目前，化学镀锡工艺主要分为酸性镀锡和碱性镀锡两种。
酸性镀锡工艺具有较高的沉积速度和致密的镀层，但易产生有害气体；而碱性镀锡工艺则具有环保性较好和溶液稳定性较高的优点，但沉积速度较慢。
为了更好地了解化学镀锡工艺在PCB制造中的应用，本文从以下几个方面进行了详细的分析：镀锡层的性能特点：化学镀锡层具有高导电性、高耐磨性、高耐腐蚀性等优点，这些优点使得化学镀锡工艺在PCB制造中具有重要意义。
镀锡溶液的组成和性质：镀锡溶液的组成和性质对沉积速度、镀层质量和使用寿命有着重要影响。
本文对酸性镀锡溶液和碱性镀锡溶液的组成和性质进行了对比和分析。
化学镀锡的工艺流程：化学镀锡工艺的流程包括前处理、施镀和后处理三个阶段。
本文详细介绍了各阶段的主要技术点和注意事项。
化学镀锡的应用场景：化学镀锡工艺在PCB制造中主要应用于表面处理和连接器处理等领域。
本文分析了化学镀锡在这些领域中的应用情况和未来发展趋势。
化学镀锡工艺在PCB制造中具有重要意义，其可以显著提高PCB的导电性能和耐腐蚀性能，从而保证电子设备的稳定性和可靠性。
酸性镀锡工艺和碱性镀锡工艺各有优点和不足，选择哪种工艺取决于具体的应用场景和实际需求。
化学镀锡溶液的组成和性质对沉积速度、镀层质量和使用寿命有着重要影响，因此需要对溶液的组成和性质进行深入研究，以提高镀层质量和使用寿命。
化学镀锡工艺的流程包括前处理、施镀和后处理三个阶段，每个阶段的技术点和注意事项都需严格把控，以提高镀层质量和稳定性。
【1】有机保焊膜（OSP）:OSP是Organic Solderability Preservatives的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux。
膜厚：0.2-0.5um【2】无铅喷锡（Lead Free HASL）：【3】化学镍金（ENIG）：Chemistry Nickel Gold，又称沉镍金。
是通过化学反应在铜的表面先镀上一层镍和磷的化合物,然后再通过置换反应在镍的表面镀上一层黄金。
【4】化学沉银（immersion silver）：【5】化学沉锡（immersion tin）【6】电镀金（Electrolytic gold）化学镀锡工艺是为有利于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，已广泛使用与电子产品（如线路板、电子器件）与五金件、装饰品等表面处理。
本产品为甲基磺酸体系，其工艺操作简单、化学镀锡液稳定，药水消耗量小、使用寿命长、生产成本低，加工后表面易清洗、无难闻气味，沉积的镀层结晶细致、外观银白、表面平整、可焊性高且性能优异稳定。
其工作机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,确保化学沉锡镀层之厚度为0.5~1.5μmOSP是印刷电路板(PCB)铜箔表面处理的符合RoHS指令要求的一种工艺。
OSP是Organic Solderability Preservatives的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux。
简单地说，OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜。
这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈（氧化或硫化等）；但在后续的焊接高温中，此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除，如此方可使露出的干净铜表面得以在极短的时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。
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。
OSP表面处理PCB焊接不良原因分析和改善对策点导读OSP是(Organic Solderability Preservatives) 的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux。
它的作用是阻挡湿气，防止焊盘氧化，保持焊接铜面具有良好的可焊性。
由于OSP表面平整度好，焊点可靠性高、PCB制造工艺相对简单、成本低廉，对比其它表面处理PCB优势明显，越来越受到业界的欢迎。
一般情况下，OSP表面处理的PCB上锡性良好，如PCB生产过程控制不当或SMT使用管控不当都会导致焊接不良的问题。
本文根据OSP表面处理PCB的特点及焊接不良案例分析，重点从OSP膜厚度的控制及PCB储存和SMT使用方面对影响PCB可焊性不良的因素进行分析，并提出一些相应的改善对策。
关键词：OSP；PCB；焊锡性；焊点；焊盘；SMT1引言PCB是现代电子产品不可缺少的材料，随着表面贴装技术(SMT)、集成电路(IC)技术的高速发展, PCB需要满足高密度、高平整化、高可靠性、更小孔径、更小焊盘的发展要求，对PCB表面处理和制作环境的要求也越来越高。
OSP表面处理是目前常见的一种PCB表面处理技术，是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层0.2~0.5um的有机皮膜，这层膜在常温下具有防氧化、耐热冲击、耐湿性，可以保护铜表面发生氧化或硫化的作用，在后续的高温焊接中，此种保护膜又必须很容易地被助焊剂所迅速清除，露出干净的铜表面在极短时间内与熔融焊锡结合成为牢固的焊点。
OSP表面处理对比其它表面处理有如下优缺点：a. OSP表面平整均匀，膜厚0.2~0.5um适合SMT密间距元件的PCB；b. OSP膜耐热冲击性能好，适合无铅工艺及单双面板加工，并与任意焊料兼容；c.水溶性操作，温度可控制在80 ℃以下，不会造成基板弯曲变形的问题；d.操作环境好，污染少，易于自动化生产线；e.工艺相对简单，良率高，成本较低等；f.缺点是形成的保护膜极薄，OSP膜容易划伤（或擦伤）；g. PCB经过多次高温焊接后，OSP膜（指未焊接焊盘上的OSP 膜）会发生变色、裂解变薄、氧化，影响可焊性和可靠性；h.药水配方种类多，性能不一，品质参差不齐等。
