在現(xiàn)代電子工業(yè)中，鎳金鍍層因其出色的焊接性能和保護(hù)作用，被廣泛應(yīng)用于元器件和印制電路板(PCB)的表面處理。然而，當(dāng)鍍層工藝存在缺陷時(shí)，不僅無法達(dá)到預(yù)期的保護(hù)效果，還可能引發(fā)嚴(yán)重的焊接質(zhì)量問題。本文通過一系列精密的分析手段，對(duì)鎳金鍍層焊接不良的失效案例進(jìn)行了深入研究，揭示了失效的原因，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

鎳金鍍層的重要性

鎳金鍍層由鎳和金兩種金屬構(gòu)成，鎳層作為阻擋層，防止銅原子和金原子間的相互擴(kuò)散，避免孔隙和氧化問題的發(fā)生，從而保持焊接面的可焊性。金層則因其優(yōu)異的導(dǎo)電性、抗氧化性和穩(wěn)定性，為焊接面提供了額外的保護(hù)。然而，多層金屬鍍層的工藝要求較高，任何工藝缺陷都可能導(dǎo)致焊接質(zhì)量問題。

失效樣品的外觀

分析手段

為了深入探究鎳金鍍層焊接不良的原因，研究人員采用了多種分析手段。金相切片技術(shù)用于觀察引線柱焊點(diǎn)的橫截面，揭示了焊接質(zhì)量的微觀結(jié)構(gòu)。SEM&EDS技術(shù)則用于分析焊點(diǎn)表面和截面的微觀組織形貌及成分，提供了元素分布和化學(xué)狀態(tài)的詳細(xì)信息。FIB技術(shù)通過離子束剝離表面原子，加工出微、納米級(jí)的表面形貌，為觀察提供了更高的精度和清晰度。金鑒實(shí)驗(yàn)室提供的Dual Beam FIB-SEM業(yè)務(wù)，包括透射電鏡(TEM)樣品制備，材料微觀截面截取與觀察、樣品微觀刻蝕與沉積以及材料三維成像及分析等。

研究發(fā)現(xiàn)

研究結(jié)果顯示，引線柱的金層和鎳層之間存在污染物，這些污染物導(dǎo)致金層與鎳層之間的結(jié)合力下降，最終導(dǎo)致金層脫落，鎳層裸露。在焊接過程中，由于污染物的阻隔，焊料無法與鎳層形成連續(xù)的金屬間化合物(IMC)，導(dǎo)致引線柱潤(rùn)濕不良，焊接質(zhì)量下降。這種潤(rùn)濕不良的焊接質(zhì)量問題進(jìn)一步導(dǎo)致了產(chǎn)品輸出信號(hào)的階躍跳變，影響了產(chǎn)品的可靠性。

污染物來源分析

研究人員對(duì)污染物的來源進(jìn)行了分析，提出了幾種可能的原因。首先，鍍鎳槽中可能存在油或其他有機(jī)物，這些物質(zhì)可能在電鍍過程中附著在產(chǎn)品表面。其次，產(chǎn)品在鍍鎳后可能被手觸摸，從而引入了污染物。此外，如果鍍鎳后的產(chǎn)品清洗不徹底，殘留的Ni2+在進(jìn)入鍍金液時(shí)，可能會(huì)因pH值升高而水解生成氫氧化鎳等堿式鹽，這些物質(zhì)也會(huì)附著在鍍件表面，成為污染物。

改進(jìn)建議

針對(duì)上述分析結(jié)果，建議生產(chǎn)廠家對(duì)鍍鎳金工藝過程進(jìn)行全面排查和改善。首先，應(yīng)檢查和清潔鍍鎳槽，確保槽內(nèi)無油或其他有機(jī)物。其次，應(yīng)加強(qiáng)操作人員的培訓(xùn)，避免用手直接觸摸鍍鎳后的產(chǎn)品。此外，應(yīng)優(yōu)化清洗流程，確保產(chǎn)品在進(jìn)入鍍金液前徹底清洗干凈。通過這些措施，可以減少污染物的產(chǎn)生，提高焊接質(zhì)量，從而提升產(chǎn)品的可靠性。

結(jié)論

鎳金鍍層焊接不良的失效案例進(jìn)行分析，揭示了污染物在鎳金鍍層中的危害，為電子裝聯(lián)工藝和電子元器件可靠性研究提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和改進(jìn)方向。通過改進(jìn)鍍鎳金工藝，可以有效提高焊接質(zhì)量，確保電子產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。