PCB沉金工艺流程简介预浸

发布时间：2025-05-28 16:20:21
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PCB沉金（化学镀镍金，ENIG）工艺的后处理是整个流程中至关重要的一环，它直接影响到最终镀层的质量、可靠性、外观和可焊性。沉金后的后处理主要包括以下几个步骤：

彻底水洗：
- 目的： 去除PCB表面残留的化学药液（如金盐、络合剂、稳定剂、反应副产物等），防止药液残留导致镀层变色、腐蚀、污染或影响后续工艺（如焊接）。
- 方法： 通常采用多级逆流漂洗。
  - 第一道： 快速冲洗，去除大部分残留药液。
  - 后续几道： 使用更洁净的水进行深度漂洗，确保彻底清除所有微量的化学物质。
- 关键点：
  - 水纯度： 最后一道或两道清洗必须使用去离子水，其电阻率通常要求达到15 MΩ·cm 或更高，以防止水中的杂质离子（特别是氯离子Cl⁻、硫酸根离子SO₄²⁻、钙镁离子等）污染或氧化镀层。
  - 水流和喷淋： 良好的水流设计和喷淋压力有助于冲洗死角。
  - 溢流/换水频率： 确保清洗槽中的水保持足够洁净，避免交叉污染。
热去离子水洗 (可选但推荐)：
- 目的： 进一步溶解并去除可能附着在镀层表面的微量有机物或难以清洗的残留物；同时预热板件，有助于后续干燥。
- 方法： 使用加热（通常60-80°C）的去离子水浸泡或喷淋PCB。
- 优点： 提高清洗效率，减少水渍残留风险。
高效干燥：
- 目的： 完全去除PCB表面的水分，防止：
  - 水渍/水痕： 影响外观和后续贴装的可视度。
  - 氧化： 残留水分可能导致镍层（特别是微孔或边缘）氧化，形成“黑盘”隐患。
  - 助焊剂兼容性问题： 水分可能影响焊接时助焊剂的性能。
- 方法：
  - 风刀干燥： 常用且高效。利用高压洁净空气（或氮气）形成的“刀片状”气流快速吹掉表面大部分水滴。关键是气流要洁净、干燥（露点低）。
  - 热风循环干燥： 在烘箱或隧道炉中用热风（温度通常低于金镀层的承受极限，约80-100°C）彻底烘干。
  - 真空干燥 (对于高可靠性或高密度板)： 在真空环境下加热，能更彻底地去除水分，尤其对盲孔、埋孔效果显著。
- 关键点：
  - 干燥度： 必须确保板件完全干燥，特别是孔内和细缝隙处。
  - 洁净度： 干燥设备（风刀、烘箱）内部必须保持高度洁净，避免引入灰尘、油污等污染物。
  - 温度控制： 避免过高温度导致金层或镍层性能变化（如晶粒长大、应力变化）或阻焊膜受损。
冷却：
- 目的： 将烘干的PCB冷却至室温，便于后续操作（如检验、包装、测试），并防止热板在空气中吸潮或操作时烫伤。
- 方法： 通常在洁净环境中自然冷却或使用洁净冷风辅助冷却。
检验/测试：
- 目的： 确保沉金层满足质量要求。这是后处理中质量保证的核心环节。
- 内容：
  - 外观检查： 目视或借助AOI检查镀层颜色均匀性（金黄色）、光泽度、有无水渍、污迹、划伤、露镍（漏镀）、金层剥离、起泡、异物、黑盘迹象（镍层氧化发黑）等。
  - 厚度测量： 使用X射线荧光测厚仪测量镍层和金层厚度，确保符合规格（通常镍层3-6μm，金层0.05-0.15μm）。需要在关键区域（如焊盘、金手指）进行多点测量。
  - 可焊性测试： 按照标准（如IPC-J-STD-003）进行润湿平衡试验或焊球试验，评估焊料在镀层表面的铺展能力。
  - 附着力测试： 通常使用胶带测试法检查金层与镍层、镍层与底层铜的结合强度。
  - 孔隙率测试： 对于高可靠性要求的产品，可能需要进行电化学测试（如图形电镀法）检查金层是否存在针孔，避免腐蚀介质渗入腐蚀镍层。
  - 镍层磷含量分析 (必要时)： 通过EDX等手段检测镍磷合金中磷的含量，因为磷含量对镍层的耐蚀性和焊接性能有重要影响（中磷含量约7-9%较佳）。
  - 阻焊膜检查： 确认沉金过程未损伤阻焊膜，阻焊膜与镀层交界处无渗镀、剥离。
包装：
- 目的： 保护清洁干燥的PCB表面在储存和运输过程中免受污染、氧化、物理损伤和湿气侵蚀。
- 要求：
  - 洁净环境： 在洁净度高的车间（如万级或十万级）进行包装。
  - 洁净包装材料： 使用低硫、无硅、无尘、抗静电的包装材料（如真空袋、防潮袋、无尘纸、泡棉）。
  - 防潮： 放置干燥剂，必要时进行真空包装或充氮包装，严格控制包装内的湿度（通常要求<10% RH）。
  - 防物理损伤： 使用合适的隔板、托盘，避免板间摩擦或碰撞。
  - 标识： 清晰标注产品信息、生产日期、储存条件（如湿度敏感等级MSL）、防潮包装开封后的使用期限等。
返工/返修 (如需要)：
- 目的： 对检验不合格但有修复价值的板件进行局部处理。沉金板的返工通常比较复杂。
- 方法：
  - 轻微污渍可用特定清洗剂（需与镀层兼容）局部擦洗。
  - 局部露镍或镀层不良可能需要退除局部金层和镍层（使用选择性退镀液，避免损伤铜和阻焊），然后重新活化、沉镍、沉金。操作需极其谨慎，易导致界面问题。
- 关键点： 返工需严格控制范围，评估返工对可靠性的影响（尤其是多次返工），并重新进行相关检验。