化学沉镍金板线路阻焊剥离的原因探讨

化学沉镍金板线路阻焊剥离的原因探讨

Paper Code: A-129

邹儒彬

崇达多层线路板股份有限公司

摘 要 作为印制电路板表面处理的一种方式，化学沉镍金能起到保护焊接镀层并提供可导电、

可焊接界面的功能，因而得到广泛应用。然其本身仍有一些难以消除的问题，其中就

包括线路阻焊剥离。本文讨论导致化学沉镍金板线路阻焊剥离的因素，包括阻焊后固

化的温度（T）和时间（t）、油墨厚度（H）、油墨特性、沉镍金参数和沉镍金药水

特性的影响。文章最后讲述一些基于作者经验的消除化学沉镍金板线路阻焊剥离的相

对有效的措施。

关键词 化学沉镍金；线路阻焊剥离；后固化温度和时间；油墨厚度；油墨特性；沉镍金参数；

沉镍金药水特性

中图分类号：TN41 文献标识码：A 文章编号：1009-0096（2010）增刊-0152-08

The factors research of the S/M peeling off during ENIG

ZOU Ru-bin

nal nish for printed circuit board (PCB), providing a protective, conductive Abstract As one of the surface

and solderable surface, Electroless nickel/immersion gold (ENIG) technology is widely used.However, some problems are hard to be eliminated, besides the solder mask on circuit peeling off. In this paper, the factors of the solder mask (S/M) on circuit peeling off in the process of the Electroless Ni/Immersion Au (ENIG) were discussed, including temperature and time of post cure, the thickness of ink, the characteristics of ink, parameter of ENIG, and the characteristics of ENIG solution. And the relative effective actions which were based on the author's experience to eliminate it were narrated at the end.

Key words ENIG; S/M peeling off; Temperature and time of post cure; Thickness of ink

Characteristics of ink; Parameter of ENIG; Characteristics of ENIG solution

1 前言

随着电子设备的线路设计越来越复杂，线路密度越来越高，分离的线路和键合点也越来越多。许多复杂

的印制板要求其最后的表面处理工艺具有更多功能，线更细、孔更小、焊区更平整，而且形成的镀层有优良的钎焊性和键合功能。在

PCB

板结构中，化学镍金镀层具备可焊、导通、散热、镀层平整等多方面的功能，因此化学沉镍金工艺在PCB制造中得到广泛应用。然其本身仍有一些难以消除的问题，其中就包括线路阻焊剥离。线路阻焊剥离可导致导体之间因潮气、化学品等引起短路和电化学腐蚀断路，生产和装配沾锡，失去绝缘和保护作用。

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图1 化学镍金镀层的微观结构，具有良好的平整性和致密性

2 现象描述

2.1 现象

化学镍金板线路阻焊剥离，指的是化学镍金之后PCB板线路上的阻焊层发白甚至脱落（或经3M胶带拉后脱落），

特别是阻焊发红的线路和孤立的细线路，沉金后阻焊层发白、脱落的现象更为突出（具体表象如图2、3所示）。

图2 线路阻焊发白 图3 线路阻焊脱落 整体图

2.2 发生的历程

按其发生的历程，沉镍金板线路阻焊剥离可划分为酝酿、突破和扩散三个阶段，其中突破阶段最为关键，

一旦阻焊与铜的结合界面受攻击出现星点发白现象，在后续的药水攻击中破坏点将迅速扩散、恶化，大面积发白甚至出现阻焊脱落露铜现象。

图4 沉镍金板线路阻焊剥离历程示意图

3 原因探讨

导致化学沉镍金板线路阻焊剥离的因素较多，本文重点从油墨和化学沉镍金药水这两方面探讨阻焊剥离的原因。

具体包括油墨特性、沉镍金药水特性、阻焊后固化的温度（T）和时间（t）、油墨厚度（H）和沉镍金参数的影响。3.1、物料方面的影响从物料角度来看，导致化学沉镍金板线路阻焊剥离的主要因素是沉镍金药水的攻击性和油墨的耐化金性；对于化金板，当线路上阻焊的耐化金性能弱于沉镍金药水的攻击性时，线路阻焊就容易剥离。所以油墨和沉镍

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金药水的特性对化学沉镍金板线路阻焊剥离都有重要影响。因为成本原因，目前大多数公司都会通过选择与化学沉镍金药水相匹配的油墨或改良油墨配方来改善阻焊剥离问题。

3.1.1 油墨特性的影响

油墨的配方设计和制造工艺都会影响油墨的功能。其中，油墨与铜面的结合原理、交联密度、油墨单体的

选择和制造工艺将被重点介绍。

（1）氢键效应。在某些情况下，油墨本身特性对化学沉镍金板线路阻焊剥离的影响并没有引起部分业内

人士的足够重视。从化学键角度来看，阻焊与铜面没有发生化学反应，不存在强烈的化学键效应；阻焊与铜面之间的结合力主要是氢键效应和范德华力。如图5所示，油墨高分子结构中的有效官能团羟基（R-OH）与铜面形成氢键效应进而束缚在一起。所以，油墨与阻焊与铜面之间结合力的强弱主要取决于形成氢键效应的羟基（R-OH）的数量。羟基（R-OH）的数量越多，其结合力就越强；反之则结合力越弱。

图5 阻焊—铜面结合力示意图

（2）交联密度。油墨高分子之间的交联包括化学键交联和物理纠结。化学交联指的是油墨线性高分子链之

间通过发生化学反应而连接起来，由线状分子变成网状结构；物理纠结指的是线性高分子由于分子链长而在空间分子构造上发生纠结，互相缠绕形成“结”。

图6 油墨高分子交联示 …… 此处隐藏：3834字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……