沉镍金可焊性不良分析及改善说明

金鉴实验室 2021-10-20 4628

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描述

一、背景

　　1.异常反馈汇总

　　从2月份开始陆续收到研祥投诉沉金可焊性不良问题，异常产品信息如下：

2.可焊性不良照片

结合客户端反馈的信息来看，缺陷现象有以下三点共性：

1.异常发生在采用无铅焊接工艺的客户；

2.第一面贴装OK，第二面贴装时出现异常；

3.批量异常板D/C集中在0310、0410.

3.上锡不良位置的SEM/EDS分析

3.1 SEM/EDS分析，无异常元素

3.1 不润湿焊盘做金相切片，对其截面做SEM分析：

从客退不良品SEM分析结果来看，镍面存在较严重的腐蚀现象。

3.2 SEM/EDS分析，含有异常元素

3.2 不润湿焊盘做金相切片，对其截面做SEM分析：

从上述分析来看，板件受到污染，导致上锡不良。

4.小结
从前面的SEM/EDS分析结果知，两方面的原因导致了可焊性不良：

A 镍层有较严重的腐蚀，导致上锡不良；

B 板件沉镍金后，板件收到污染，导致上锡不良。

二、问题分析
1.镍腐蚀严重原因分析
A 特性要因分析

B 要因查检表

2.板件收到污染原因信息
A 特性要因分析

B 要因查检表

3.要因确认

经实验分析验证，下面所述原因是导致可焊性不良的要因。

1.新金缸药水镍层攻击大

新联鼎化金药水性能不稳定，金缸新刚药水对镍面攻击较强，镍面腐蚀严重。

2.镍沉积速率过快
镍的沉积速率控制范围为7-11u"/min，跟踪测量三个镍缸的沉积速率，结果如下表。从数据知，镍的沉积非常快，经常超过控制上限，且沉积速率不稳定。

3.镍缸保护电流过高

2-4月份，镍缸的保护电流经常出现超过控制范围（少于1.0A）的情况，实际生产过程中电流最高达到3.5A，电流偏大将直接导致镍缸活性难于控制，主要表现为镍缸沉积率异常增加，镍缸缸壁上镍，渗镀等问题。

经查证，导致镍缸保护电流过高的主要原因为：
A 加热材质不符合要求。
B加热管保护不到位，打气时浮动。

4.金盐浓度过低
2、2月份为了节约金盐成本，金盐浓度曾一度低于0.4g/l，尔金盐控制范围为1.0-2.0g/l。金盐浓度低于控制范围后，易出现镍腐蚀的情况。

5.金面被字符油污染
从部分客诉退回的板件表面、纵切面SEM/EDS分析来看：
1、上锡不良表面分析：上锡发黑处及少锡（裸镍）部位eds分析发现存在异常元素如C、O、Br、Si，上
锡OK处未发现异常；
2、切片分析：上锡不良切片之锡饱满处镍层存在粒界腐蚀，eds分析存在少量C、O元素，少锡部位eds分
析有C、O、Br、Si、元素，上锡OK切片镍界面eds分析存在C元素；
3、通过增加一次清洗来看，原本存在有上锡不良的异常，增加一次清洗后能有效的解决此异常；
4、白字中含有较多的C、O、Br、Si，可能为白字返工对金面的污染。

6.生产环境待进一步改善

目前生产线只有天花板具有抽风装置，热蒸汽在天花板顶上易出现冷凝现象，冷凝后形成污水掉落下来，容易出现污染药水的情况。

7.返工返修标识不清
1.通过了解，客户端的可焊性不良板，未上线前金面正常无氧化现象，但在过完一次回流后金面出现严重发红现象；

2.问题板过成品清洗线返清洗后取样验证无焊锡不良现象，传送速度2.0-2.5m/min，酸洗浓度控制在4-6%；

①取不良品型号的留底板进行无铅回流焊路过两次再做浸锡实验，浸锡参数同上，结果发现多处焊盘出现不上锡、少锡的现象；

②取不良品同型号的留底板，分别用浓度为5%的HCL溶液、异丙醇浸泡并用布擦拭金面后清洗烘干，对样品进行浸锡实验，参数同上，实验结果上锡良好。

3.对不良品做EDS分析，未发现异常元素

小结：
从分析结果看，无证据证明可焊性异常为焊盘污染导致，但确认通过返清洗的方式可解决可焊性不良异常；从现场记录来看，FQC返工返修板漏清洗问题存在管控漏洞，仍需提出改善。

四、改善效果措施与效果验证
1.新金缸药水镍层攻击大改善

每次新开金缸留取25L母液进行开缸，对比SEM分析结果发现，留取母液新开金缸生产的板做晶格分析要比未留母液生产要好。