越來越多的電子產(chǎn)品選擇化學(xué)鎳金作為其最后的表面處理，化鎳金是已經(jīng)很成熟的工藝。眾多周知，幾乎所有的表面處理都會(huì)遇到可焊性的問題；因此，化鎳金也不例外，對(duì)于引起化學(xué)鎳金可焊性的成因業(yè)界所公布的原因也有很多，比如鎳腐蝕，金面污染等等，但對(duì)于具體的焊錫不良，我們應(yīng)該要做到具體問題具體分析。以前對(duì)于焊錫不良的分析所使用的儀器基本是用金相顯微鏡，再者只是憑借以往經(jīng)驗(yàn)作出判斷，并不能很科學(xué)的解釋，現(xiàn)在借助于SEM&EDS對(duì)焊錫不良的PCB板做微觀以及表面的元素分析，可以很好的為焊錫不良原因分析，提供可靠的數(shù)據(jù)支持，SEM和EDS必將發(fā)展為最常見的分析手段。

對(duì)化學(xué)鎳金焊錫不良運(yùn)用SEM?&EDS分析進(jìn)行詳細(xì)解析：

1：針對(duì)焊錫不良位置（掉元件/縮錫）進(jìn)行SEM&EDS檢測(cè)
其目的是對(duì)問題點(diǎn)位置進(jìn)行表面分析，檢測(cè)鍍層表面是否存在異常，是否存在金面污染，如下圖1（具體元素污染項(xiàng)對(duì)應(yīng)），從SEM&ED分析結(jié)果來看，斷裂面上元素有C、O、Ni、P、Au，不難看出，上錫后板面檢測(cè)出含有Au元素，正常的情況下上錫后Au會(huì)被融掉，此樣品還存在板面有Au殘留的現(xiàn)象，此為異常情況。

圖1：斷裂面PCB焊盤表面SEM&EDS圖

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2：針對(duì)問題產(chǎn)品未上錫或者未上元件的位置進(jìn)行SEM&EDS檢測(cè)

其目的是確認(rèn)金面是否有異常元素，是否存在表面污染，并需進(jìn)一步的對(duì)剝金后的鎳面進(jìn)行SEM&EDS檢測(cè)，確定剝金后鎳面的表面結(jié)晶狀況以及鎳層磷含量是否正常，如下圖2為不正常處鎳面SEM圖，可以看到，表面我們可以形式“海綿”狀的疏松結(jié)晶層：同時(shí)我們也對(duì)比正常的化金后金面以及鎳面的SEM圖，如下圖3所示，正常的金面以及鎳面沒有明顯的晶界裂痕，沉積的顆粒大小分布均勻。但當(dāng)銅面或者鎳面上有異常的現(xiàn)象時(shí)，我們可以看到如圖4左所示的剝金后鎳面的有裂痕、空洞，圖4左邊的現(xiàn)象可能為銅面的粗糙造成的，銅面的粗糙會(huì)導(dǎo)致鎳沉積的顆粒大小不一，鎳面的排列為大顆粒與小顆粒緊挨的時(shí)候晶界就比較大，容易在化金時(shí)，遭到金水的攻擊。

圖2：不正常處鎳面SEM圖

圖3?左圖為正常金表面SEM圖片，右圖正常鎳面SEM圖片

圖4?左圖為鎳面有裂紋，右圖為鎳面有腐蝕空洞

3：上面對(duì)金面、鎳面進(jìn)行的SEM分析，下面將對(duì)金面EDS檢測(cè)出異常元素的問題進(jìn)行分析：
從圖5的檢測(cè)結(jié)果可以看到，測(cè)試出的元素有：C、O、P、Ni、Cu、Au，對(duì)比正常的分析結(jié)果，測(cè)試結(jié)果中的C、O、Cu三元素屬于異常元素，一般情況下C元素含量在20%以內(nèi)為外界環(huán)境污染所致（在取樣或者檢測(cè)過程中），而超過20%則為有機(jī)污染所致；O元素說明存在污染或者氧化，Cu元素說明金面在清洗或者保存過程中有Cu的污染，此現(xiàn)象極易造成金面發(fā)紅，嚴(yán)重影響焊錫性；

Element????mass%
? ?C??K ? ? ? 37.46
? ?O??K ? ? ? 5.52
? ?P??K ? ? ? ?2.6
? ?Ni?K ? ? ? 24.43
? Cu?K ? ? ?10.16
? Au?M ? ? ?19.83
? Total ? ? ? 100

圖5?異常金面EDS結(jié)果

4、下面圖表列出最有可能污染金面而所相對(duì)應(yīng)的元素：
表1列出了印制板廠生產(chǎn)中用到的一些可能對(duì)化鎳金表面污染的材料，對(duì)于以后EDS檢測(cè)的結(jié)果，可以做一個(gè)參考。

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表1?不同材料EDS分析元素

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5：針對(duì)焊接不良位置進(jìn)行切片后SEM&EDS分析檢測(cè)

其目的是檢查是否存在鎳腐蝕、焊接位IMC(Intermetallic?Compound)層的狀況、是否存在富磷層的狀況等，圖6分別顯示了均勻連續(xù)的IMC層以及疏松的IMC層，我們知道均勻連續(xù)的IMC層焊接點(diǎn)才是牢固的，疏松的IMC層焊接存在焊接不良的隱患；正常的IMC層表現(xiàn)為：在連續(xù)均勻的情況下，IMC層維持在1-3um最為理想；而富磷層則控制越薄越好。

不佳的IMC層和過厚的富磷層主要是由于化學(xué)鎳金本身鎳層存在問題，或者在焊接過程中焊接的參數(shù)控制不當(dāng)所造成。

圖6?左圖為正常的IMC層右圖疏松的IMC層

6：針對(duì)焊接不良產(chǎn)品未上錫或上件的金面同樣進(jìn)行切片后的EDS檢測(cè)，主要檢測(cè)的是鎳層是否存在鎳腐蝕狀況，檢查鎳層的狀況；對(duì)于是否存在鎳腐蝕這是有一個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)的，正常鎳腐蝕按照“任天堂標(biāo)準(zhǔn)為鎳腐蝕深度不超過整個(gè)鎳厚的1/5，在一個(gè)可觀測(cè)界面內(nèi)少于三個(gè)位置存在腐蝕點(diǎn)。圖7列舉的是鎳腐蝕比較嚴(yán)重的圖片，圖8列舉的是正常的圖片，從這兩組圖大家可以很清楚的看出區(qū)別點(diǎn)，在這里就不做多余的解釋。

圖7?嚴(yán)重鎳腐蝕切片圖

圖?8?正常的鎳腐蝕圖

針對(duì)于出現(xiàn)焊錫不良的問題，原因查找要做兩個(gè)測(cè)試：一是取問題板進(jìn)行測(cè)試，針對(duì)于問題點(diǎn)進(jìn)行表面的SEM分析，觀察表面結(jié)構(gòu)以及切片觀察焊錫后的IMC層狀況；再者就是對(duì)問題位置進(jìn)行EDS元素分析；二是取同樣批次的未進(jìn)行焊錫的化金板進(jìn)行析，這是針對(duì)問題板測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)收集，測(cè)試包括表面的SEM&EDS分析。通過前面的兩組數(shù)據(jù)的對(duì)比、分析，可以得出一個(gè)結(jié)果，對(duì)于尋找焊錫不良原因可以起到輔助作用。