化学镍金黑盘分析报告
镍腐蚀的影响因素与改善方法探讨
镍腐蚀的影响因素与改善方法探讨孟昭光【摘要】镍腐蚀是指发生在化学镍金的化镍、沉金过程中发生的金对镍的攻击过度造成局部位置或整体位置镍腐蚀的现象，严重者则导致“黑盘”的出现，严重影响PCB的可靠性。
报告通过评估分析镍腐蚀影响的因素，提出相应的改善方法，改善流程的稳定性。
%Nickel corrosion is occurring in the chemical nickel gold ofen in the process of nickel, heavy gold to nickel against excessive partial or whole location nickel corrosion phenomenon. In serious conditions, it will lead to the emergence of the "black PAD", the serious infiuence on the reliability of the PCB. This report assessed through the analysis of the influence of nickel corrosion factors, put forward the corresponding improvement method, and improved the stability of the process.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】5页(P32-36)【关键词】镍腐蚀;化镍;浸金;磷含量;NO3-离子;CI-离子;Cu2+离子【作者】孟昭光【作者单位】东莞五株电子科技有限公司，广东东莞 523290【正文语种】中文【中图分类】TN41沉金表面处理原理是镍溶解与金沉积同时发生化学置换反应，如果镍层结晶太快，镍层晶格大，晶格间的空隙就多而大，在金缸中进行金沉积时，对其攻击就严重；另外，当Ni层界面被金层密封而无镍可溶时，则金层的沉积亦将停止，但由于金层疏孔极多，在并不密实的结构下镍层仍可缓慢进行反应，金水继续攻击镍层，造成局部镍层表面及镍层结晶沟壑中过度氧化，沉上金层后，金层与镍层之间产生的一些氧化物，继续恶化之后形成黑垫；焊接时，镍层表面黑垫无法与焊料形成良好的IMC（界面合金共化物），从而使焊点强度低，造成虚焊或上锡不良。
第一组：黑盘的机理及预防措施资料
四、黑盘失效机理
正文
第二种失效机理：黑盘”现象与焊点的脆化有关, 第一失效机理：是指在“浸金”过程中, 由于过度腐蚀而使
涉及了许多发生在Ni(P)/Ni3Sn4 界面或附近的焊
Ni(P)表面缺乏可焊性, 但也包括不同合金或合金化合物在界面附
点断裂现象。第二失效机理是指由于Ni3 Sn4 的增
近产生的作用, 反映在接点焊盘或附近出现明显的脆弱性, 降低机
正文
1、在印制板表面 的镀镍层被过度 腐蚀造成黑盘
2、浸金对镍的粘 附力减弱
3、浸金的厚度大 于0.12微米
4、在氰化物剥离 金之后某些焊盘
会显示很严重的
黑泥状裂缝
三、黑盘形成机理
第一脆化机理是指在浸金过程中，由于过度腐蚀而使
Ni(P) 表面缺乏可焊性，但也包括不同合金或合金化合物在
界面附近产生的作用，反映在接点焊盘或附近出现明显的脆
07
目录
黑盘主要测试方法介绍
02
黑盘缺陷的特征
04
黑盘失效机理
06
黑盘的预防措施
一、黑盘现象的概念
化学镀镍金工艺一般是在铜焊盘上进行化学镀镍，通过
控制时间和温度来控制镀镍层厚度，再将镀镍的焊盘浸
正文
入金水中，通过化学置换反应将金从溶液中置换到焊盘
表面，有部分的镍则溶入金水中，但置换上来的金将镀
镍层覆盖，置换反应就会自动停止。最后清洗，这是金
正文
六、黑盘的主要测试方法
金层疏孔度测试
6
1
可焊性测试
测试
正文
镍层耐硝酸测试
5
2
IMC测试
方法
镍腐蚀测试
4
3
拉脱测试
6. 金层疏孔度测试
化学镀镍金中活化药水变黑分析
短兵相接实战场Cow /ne «z £«c 〇M M (erec /印制电路信息2020 No .10图1 ENIG 的活化液变黑因果图化学镀镍金中活化药水变黑分析吴振龙张亚(珠海方正科技多层电路板有限公司-F 7交付中心，广东珠海519175)i k中图分类号：TN 41 文献标识码：A 文章编号：1009-0096 ( 2020 ) 10-0064-03An investigation of blacken of ENIG activatorW u Zhenlong Zhang Y ai 问题提出近年来，印制电路板（PCB )进一步趋于轻薄小型化。
为了应对这一需求，线路图形也越来越趋于精 细化，对于表面处理工艺，化学镀镍金（ENIG )的表面处理工艺集镀层均匀性高、可焊接、可打线、可散 热等功能于一身，因而应用广泛。
ENIG 其原理是基于活化药水中的Pd 2+离子与PCB 上的铜面发生置换反应，在待沉镍金的铜面上置换上一层薄薄的钯金属，并借助于金属钯的催化能力作为催化剂催化镍离子与次磷酸盐的还原反应的进行，从 而在铜面上还原上一层Ni -P 合金层（3 (im ~8 (am )，最后在金缸药水中利用金属镍的金属活性与Au +发生置 换反应，在镍层上置换上一层金。
ENIG 工艺是利用活化药水中的Pd 2+离子催化镍层的氧化还原反应进行，在生产过程中，活化药水开缸后随着生产产量的增加，并且在8小时内活化药水发生变黑的明显变化。
实际生产中活化液变黑虽未造成 严重的品质问题，但活化药水变色存在的风险无法预测，极大可能导致漏镀、渗金等重大品质异常。
2原因分析见鱼骨图见图1所示，原因排查表见图2所示。
物料设备操作板子绿油析出活化变黑印制电路信息2020No.10短兵相接实战场类期不良因子搏査方案样査结果结论开缸加镥药水由药水供应商重新开活化药水变黑排除操作过程补加异常堆加分析頻率.分析补加变黑排除保养不彻底活化缸用微蚀液+盐酸硝缸变黑播除槽体污染用顸浸缸、活化缸同时幵活化对比.预浸缸生产.预浸缸变色变黑排除冷却系统拆除冷却系统变黑排除设备排水阀滿水更换新排水阀变黑排除挂篮污染挂篮上铢.镩层泡活化药水变黑可疑因子加热器破损更换新加热器变黑排除温控异常更换新溫控.增加溫度监控頻车变黑排除板子绿油析出活化药水浸泡板子不变黑排除物料活化药水过期更换最新批次药水变黑排除活化水质购买纯净水开缸、补加变黑排除胶带析出活化药水浸泡红胶带变黑可疑因子温度过高降低活化溫度25*0变黑排除方法酸度过髙对比变色活化PH0.73.新开缸pHO.95/排除铜离子含量偏高铜离子管控矣0.01%.变色活化 0.0028%/排除溫度过高降低活化溫度25*C变黑排除方法酸度过高对比变色活化PH0.73.新开缸pHO.95/排除铜离子含量偏高铜离子管控矣0.01% .变色活化 0.0028%/排除环境药水带入烧杯试验：活化药水中交叉加入除油、微蚀、镍缸药水活化中加入镍缸药水.变黑可疑因子顶拥滴落异物濞洁顶拥后重新开缸变黑排除图2 ENIG的活化液变黑原因排查3要因验证3.1要因1验证经过以上排查结果，挂篮污染上镍与镍缸药水带是同一因素所导致，即活化药水中镍离子含量上升导 致。
化学镍钯金表面处理工艺研究
Ｓ ｕ ｙ ｏ ＮＥ Ｉ ｒａ ｅＴｒ ａ ｍｅ ｔＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｔ ｄ ｎ Ｅ Ｐ Ｇ Ｓｕ ｆ ｃ ｅ ｔ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ
Ｊ ｈ ｎ ・ｕ ｎ ， Ｅ ｉ ｕ ＹＵ ｉ ｎ ， ＡＮ ａ － ｉ Ｉ ｅ ｇｇ ａ ｇ ＣＨ Ｎ Ｌ－ ， ＡＮ Ｊ・ Ｃ ｙ ｗａ ｇ Ｗ Ｇ Ｙ ｎｍｅ
ｔｅｔ ｅ ｔａ ｄＥ Ｉ ｕｆｃ ｒａｍ ｎ ｒ ｃ ｎｒｓｅ ｎ ｔｄ ｄ Ｔ ｅｒｓ ｌ ｈｗｅ ｈ ｔＥ Ｅ Ｉ ｕｆｃ ｒａｍ ｎ ａ ｒａｍ ｎ ｎ ＮＧ ｓ ｒ ｅｔ ｔ ｅ ｔｗｅｅ ｏｔａｔｄａ ｄｓｕ ｉ ． ｈ ｅｕｔ ｓ ｏ ｄｔａ Ｎ ＰＧ ｓｒａｅｔ ｔ ｅ ｔｃｎ ａ ｅ ｅ ｓ ｅ
Ｎ ２ — Ｎ 』 ２ ｉ＋ Ｈ ｉ ＋ Ｈ ２ＨＰ ２＋ — ［Ｐ ３ ＋ ２＋ ＋ ２ ［ ２Ｏ ］ Ｈ ０］ Ｈ Ｏ Ｐ Ｈ ～ Ｈ Ｔ
在黑盘 （ 氧化物 ） 陷 ，发生连接可靠性 问题 。 镍 缺 Ｊ
因此 ，推 出了一种 新 的焊 盘最终 表面涂 饰处理 工艺 化学镀 镍化学 镀钯 与浸金 ，简称 化学镍 钯金 ，它是 在焊 盘铜面 上先后 沉积镍 、钯 和金 ，镀 层厚 度一般 为镍２０ ｍ～５Ｏ ．０ ．０Ｘｍ、钯０１ ｍ～ ．０ ｎ和金 Ｉ ．０ ０２ ｌ
ｅ ｅｔｅ ｅｅｔｏ ｔｅａｉ ｙｓ ｅ ｃｕｅ ｅ ｅ ｃ ｏ Ｂａｋ ａ，ｏ ｐｒｄ ｉ ＮＧｓｒ ｃ ｔ ａ ｅｔ ｆ ｃｉ ｌｐ ｖｎｊｎ ｒｉ ｌ ｓ ｓ ａｓｄ ｙ ｈ ｆ ｔ ｆ ｌ ｄｃｍ ａ ｔ Ｅ Ｉ ｕ ａｅ ｒ ｔ ｎ． ｆ ｖ ｙ ｒ ｉ ｌｂｉ ｉ ｕ ｔ ｂ ｔ ｄ ｅ ｃ Ｐ ｅｗ ｈ ｆ ｅ ｍ
化学 镀钯 反应 机理 与化学镀 镍反 应机理 相 同 ，
也 是 以次磷 酸盐 作为 还原剂 进行 的 自催化 氧化还原
镍行业分析报告
镍行业分析报告镍行业分析报告一、定义镍是一种乌黑色、具有光泽的金属元素，是一种重要的工业原材料。
镍主要有六个同位素，其中镍-58、镍-60、镍-61、镍-62是稳定同位素，其它是放射性同位素。
镍是一种有价金属，广泛应用于不锈钢、合金、电池、催化剂等行业。
镍行业是一个主要涉及镍采矿、冶炼、加工、销售及相关配套产业的产业链。
二、分类特点根据镍的用途，镍行业可以分为不锈钢、合金、电池等细分市场。
不锈钢和合金是镍行业的主要消费市场，其中不锈钢是最大的市场。
目前，全球镍生产国已经量产而出，处于一种市场供应状态。
镍行业的特点是成本高、盈利周期较长，其竞争态势取决于市场需求以及采矿和冶炼企业的生产能力。
三、产业链镍行业的产业链包括镍矿采矿、矿石选矿、矿石冶炼、合金生产、制品加工等环节。
具体来说，镍是从镍矿中提取出来的，然后经过选矿、冶炼、制品加工等环节加工成不锈钢、合金、电池等产品，不锈钢和合金是镍行业产业链中的主要环节。
四、发展历程上世纪70年代至80年代初，国际镍市场供应过剩，镍价格持续下跌，国内外镍企业普遍亏损，镍行业的运营较为困难。
1990年代，随着国际贸易自由化的推进和中国快速工业化的到来，镍行业得到了迅速发展。
2011年之后，由于全球经济增速放缓，国内镍市场价格下跌，导致国内镍行业的运营状况下降。
五、行业政策文件及其主要内容近年来，中国政府对于镍行业的政策，主要体现在行业发展报告、产业规划、税收优惠政策以及金属采矿许可等方面。
其中，最重要的政策文件是《中国五金矿产资源政策》（2016年）和《关于推动镍产业高质量发展的意见》（2020年）。
这些政策文件主要涉及促进镍行业升级改造、挖掘镍资源、加强政策扶持等方面。
六、经济环境中国镍行业处于国际和国内经济环境复杂的背景下。
目前，全球镍市场中，印尼是最大的镍供应国，但在印尼政府出台的禁止出口矿石政策下，印尼镍资源市场不稳定。
此外，国家和地区的出口政策、进口政策以及经济制约因素等也影响着镍行业的发展。
化学镍钯金ENEPIG表面处理工艺研究（可编辑）
化学镍钯金ENEPIG表面处理工艺研究I化学镍钯金 ENEPG 表面处理工艺研究东莞生益电子有限公司纪成光，陈立宇，袁继旺，王燕梅摘要：本文采用SEM、EDX、WettingBalance、拔／撞锡球和打金线WireBonding 测试等分析手段，比较研究了四家化学镍钯金药水表面处理焊盘的焊接可靠性，同时比较研究了化学镍钯金表面处理相对化学镍金表面处理可有效防止黑盘 BlackPad 缺陷引起的连接可靠性问题。
关键词：化学镍钯金；化学镍金；表面处理；焊接可靠性onENEPl GSurfaceTreatmentTechnoIStudy ogyElectronics YanmeiLtd．jIDongguanShengyi Chengguang，CHENLiyu，YUANJiwang，WANGof fourAbstract：Thereliabilitiestreated kindsofENEPIG medicinewelding pad by liquidwerestudied andbyusingSEM，EDX，wettingbalance，ballpull／ballshear，wirebondingother methodsinthis differencesof reliabi1itiesinENEPIGanalytical paper．The weldingsurfacetreatmentandENIGsurfacetreatmentwerecontrastedandstudied．Theresultsshowedsurface surfacethat withENIG treatmentcancompared treatment，ENEPIG effectivelypreventissuescausedthedefectofBlackPad．jointreliability byreliabiliKeywords ENEPIG：ENIG：Surfacetreatment：Weldingty前言是铜导体，须进行表面涂覆处理以保护连接盘铜面不被污染和氧化，保证元器件焊接可好且接触电阻低等优越性能，被广泛应用于精密电子产品的印刷电路板的表面处理和微电子芯片与电路板的封装技术中，如手机板、计算机按键、屏蔽器、打金线板等高可靠性产品。
快速的检测沉镍金镍层“黑焊盘”现象的方法
快速的检测沉镍金镍层“黑焊盘”现象的方法摘要：本文主要介绍如何采用快速的方式检测PCB 沉镍金表面处理工艺是否存在有“黑焊盘”的现象，以便及时的发现、解决问题，避免系统性问题发生。
关键词：沉镍金黑焊盘检测一、前言：化学沉镍金以其在多次回流焊、波峰焊中表现出来的优良的平整性、可焊性得到了广泛的运用及发展。
然而，随着化学沉镍金这种特定的表面处理技术的采用，“黑焊盘”的现象也开始逐渐为大家所认识，黑焊盘这种缺陷体现为贴装后焊点处下伸灰色或黑色的镍层表面。
通过过去众多的实际生产中对于“黑焊盘”现象的研究，业界对此缺陷的产生原理已经有了一个比较清晰的认识。
业界已普遍接受化学沉镍层中的磷含量对于镍层的抗腐蚀性能和可焊性有重大影响，当镍层中磷的含量较高时，镍层的抗腐蚀能力增强，但在贴装过程中引起的焊接结合部分合金层的磷产生富集，会导致该部分焊料与镍层所形成的内金属层变脆；当镍层中磷含量较低时，其抗蚀能力降低，在之后的浸金过程中，在金缸酸性的溶液的攻击下，表面大量的镍金属溶于浸金溶液，导致镍层表面磷含量相对才增高，在正常的沉积的镍磷含量合金层与薄金层之间形成一层薄薄的高磷含量合金层，在焊接过程中，表面薄金层迅速溶解于焊料当中，露出低可焊性的高磷镍表面，最终呈现表面不上锡或镍面发黑，这就是所谓的“黑焊盘”现象。
二、检测方法：方法一：先利用氰化物去除表面的沉金层，然后在放大镜或电子扫描显微镜（SEM ）下观察镍层受腐蚀的情况；优点：比较直观的观察到镍层的结构及腐蚀情况；缺点：氰化物去除表面的沉金层的时间需要控制得比较恰当，要不会腐蚀到镍层，造成假象的镍层腐蚀图片：方法二：将样品制作成观察切片中镍层颗粒沉积层的晶体是否存在“齿型”的纵向腐蚀的情况；优点：不受外来因素的影响，能明确的确认镍层腐蚀的深度及辐射面；缺点：需要SEM 测试仪图片：方法三：采用高浓度的强酸性溶液，如：硫酸、盐酸或硝酸模拟沉金过程中的腐蚀作用，较多使用的是硝酸法。
有色金属行业镍市场分析报告
有色金属行业镍市场分析报告镍是一种重要的有色金属，广泛应用于电子、汽车、航空航天等行业。
而镍市场的发展受到多种因素的影响，如供需关系、经济状况、政策法规等。
本文通过对镍市场的分析，从供需、价格、进出口等方面来了解镍市场的现状和趋势。
首先，从供需关系来看，镍的需求持续增长。
随着电子行业的快速发展和新能源汽车的兴起，对镍的需求不断增加。
此外，镍也被广泛应用于不锈钢、合金等行业，这些行业的发展也推动了对镍的需求。
然而，供应方面存在一定的不确定性。
目前，全球镍资源主要集中在几个国家，而其中一些国家存在政治和地质风险。
因此，供应压力可能会对镍市场造成一定的影响。
其次，镍市场的价格波动较大。
镍的价格与供需关系密切相关。
随着需求的增加，价格可能上涨；而供应紧张或政策调控可能导致价格下跌。
值得注意的是，镍市场的价格波动性较大，投资者需要注意市场风险。
此外，全球经济状况和货币政策也会对镍价格产生影响。
经济低迷可能导致需求下降，从而影响镍的价格。
进出口方面，中国是世界上最大的镍消费国和进口国。
随着中国经济的快速发展，对镍的需求不断增加。
然而，中国的镍资源相对较少，依赖进口来满足国内需求。
因此，进口量对镍市场的影响较大。
此外，全球镍产业的格局也在发生变化。
近年来，印尼等国家的镍产量逐渐增加，这也改变了全球镍市场的供需关系和格局。
综上所述，镍市场面临着供需关系、价格波动和进出口等多重因素的影响。
在需求增加的同时，供应压力也存在一定的不确定性。
此外，价格的波动性较大，投资者需要注意市场风险。
对于中国来说，进口是满足国内需求的主要方式，因此进口量对镍市场的影响较大。
展望未来，随着新能源汽车产业的快速发展和全球经济的复苏，镍市场有望保持稳定增长。
然而，投资者需要密切关注全球经济形势和政策变化，以及供应和需求的变化，以制定正确的投资策略。
供需关系持续走强是镍市场的一个重要特征。
随着电子行业的持续蓬勃发展，对镍的需求呈现高速增长的态势。
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9
4-1剝金後之鎳面表態
10
Reproduction of Black Spot
SEM
Test Specimen: P=5% Dipping to 50g/l SPS solution at room temp for 5 min. Then tape test.
Gold was peeled. Black spot appeared. SEM Photo of Black area had same condition as “Black Spot”
C 1.07%
C 1.00%
O 0.79% O 0.81% P 5.85% P 6.12% Ni 87.94% Ni 92.01%5-2 EDS鎳面元素分析(他廠正常Pad)
Count s 5000 Ni 4000 3000 Ni 2000 1000 0 0 2 4 6 8 10 Energy (keV) C P Ni
4
2.切片剖面圖示(金手指部份)
Pad 邊緣兩側腐 蝕情狀較輕微 鎳層上緣面 粒界處呈現 出腐蝕現象
5
2-1切片剖面圖示(Pad 縮錫部份)
錫與鎳 間亦有 縫隙
6
3.FIB鎳層剖面(金手指部份)
鎳層上緣處嚴重 腐蝕呈現出黑洞
7
3-1 FIB鎳層剖面
8
4. 剝金後之鎳面表態
粒界 嚴重 腐蝕 分離
15
客訴板鎳黑縮錫分析 報告
1
現象說明
客戶反應與PCB製程廠所完成的化 金板,送至國外客戶組裝零件發現有掉件及 鎳黑產生,針對此問題板做出原因分析說明.
2
分析項目
1.
2. 3. 4. 5.
異常板圖示切片位置 剖視圖異常位置解析 FIB圖示 SEM異常部份圖示 EDS元素分析
3
1.金相顯微鏡圖示
切片位置 切片位置
C 3.19%
P 7.89%
Ni 88.92%
14
分析歸納
從剖視圖照片中可明顯看出腐蝕點位於鎳層上方 及兩側外緣處,而在放大圖中腐蝕的延伸點是由粒 界開始. 金手指兩側腐蝕並不比表面來的嚴重.推判攻擊性 應先由鎳層上方開始再延伸至兩側. FIB照片顯示粒界間也有被攻擊呈現出腐蝕面. SEM照片圖示更能清楚看出鎳表面狀態. EDS元素分析,P%含量對金屬元素分布多寡亦有 不同的影響值(Page12).故表面P%含量分析只作 為參考資料.
11
5.EDS鎳面元素分析(金手指)
Count s 4000 Ni 3000
2000 P 1000 O C 0 0 2 4 6
Ni
Ni 8 10 Energy (keV)
C 2.92%
O 2.82%
P 13.02%
Ni 81.24%
12
5-1 EDS鎳面元素分析(Pad 縮錫)
Count s 2000 Ni 1500 Ni 1000 P 500 O C 0 0 2 4 6 8 10 Energy (keV) Sn Ni