为什么PCB 上会有黑焊盘，怎么解决，这一文帮你轻松搞定
DFM发布于 • 阅读量 4025
百芯EMA-国内DFM分析工具 :PCB/PCBA 3D仿真+BOM物料管理+PCB/PCBA DFM 可制造性分析
今天主要是关于：黑焊盘
一、什么是黑焊盘？
黑焊盘术语通常是指 PCB化学镀镍金（ENIG）表面处理过程中表面涂层的缺陷。
黑焊盘也就是说沉积在PCB裸漏区域上一层深色镍表面。具体的可看下图，PCB黑焊盘质量问题。
PCB黑焊盘质量问题
黑焊盘会导致焊接过程出现问题，例如PCB不完全润湿、降低可焊性、影响焊点的可靠性等。如下所示：
黑焊盘导致 PCB 不完全润湿
氧化导致 BGA 不润湿
二、什么原因导致焊盘变黑？
在很多报告和分析中都指出镍镀液是导致黑色焊盘的主要原因，其中磷含量过高是首要原因。即使是厂商严格的控制化学水平、温度和原料，有时候也会出现黑焊盘。下图为PCB上的黑色焊盘。
PCB 上的黑色焊盘
1、磷含量高
由于回流焊和焊接工艺的原因，金沉积工艺中过高的磷含量通常会导致焊盘变黑。
当磷含量过多时，会扩散到镍中并导致镍氧化。这个过程中金和镍之间形成了屏障。可能会导致可靠焊点分层和破裂，从而导致PCB电气短路。
磷
2、ENIG过程种的腐蚀
镀金是PCB制造工艺中常用ENIG表面处理的必要工艺。如果操作不当，也会导致黑色焊盘的形成。
金沉积过程中形成黑焊盘的原因之一是使用了侵蚀性金浴。这种镍浴工艺会导致镍快速腐蚀，从而造成黑焊盘。
不锈钢腐蚀
高金含量也会导致黑焊盘的形成。镍基体的表面处理中含有过多的金会导致过度电偶腐蚀并最终形成黑色焊盘。
电偶超腐蚀
3、脆性断裂
脆性断裂是材料在高应力下发生的一种失效，但是不具备承受应力的灵活性，会在没有预兆的情况下突然断裂。这种故障通常表现为PCB表面出现黑色焊盘。
此外，热应力、振动和冲击也会导致脆性断裂。当这种情况发生时，它会在镍内产生裂纹结构，导致电气短路。
经过断裂试验的低碳钢
三、如何解决黑焊盘问题？
1、控制良好的镍镀液。因此需要验证潜在的ENIG厂商的电镀槽和工艺。
2、保持镍和金的比列来控制金沉积来防止产生黑焊盘。
3、密切关注PH值，确保最终电镀的磷含量。
4、ENIG生产线必须满足多要求，包括去除油污和残留物为 PCB 蚀刻做好准备、防止镀镍进入槽中、定期清洁出现黑焊盘的区域，最大限度地减少黑焊盘的风险。
酸碱溶液 pH 值刻度图
以上就是关于黑焊盘的简单介绍，希望大家多多支持我们 EMA 。
关于 PCB 焊盘的更多内容，欢迎阅读以下文章：
PCB焊盘设计原则详解，一文总结，几分钟，带你搞懂PCB焊盘设计
