在電子產(chǎn)品制造過程中，PCB（印制電路板）的質(zhì)量和性能至關(guān)重要。然而，有時會出現(xiàn)PCB金手指發(fā)黑的現(xiàn)象，這可能會對電子產(chǎn)品的性能和可靠性產(chǎn)生嚴重影響。本文將詳細介紹PCB金手指發(fā)黑的原因、影響以及可能的解決方案。

一、現(xiàn)象描述

在某PCBA組裝后，發(fā)現(xiàn)金手指出現(xiàn)了嚴重變色、黃斑、黃點和黑塊等缺陷。這些缺陷不僅影響了產(chǎn)品的外觀，更嚴重的是可能導(dǎo)致電氣性能下降，如接觸不良等問題。從局部放大照片來看，這些缺陷均屬于一種腐蝕現(xiàn)象，只是受到腐蝕的程度輕重不同而已。

二、形成原因

1. 變色

變色通常是由于金層的針孔導(dǎo)致的。當(dāng)PCB表面的金層存在微小的孔洞時，氧氣或污染物容易進入并接觸到下方的鎳層，從而導(dǎo)致鎳層氧化，使顏色變深。這種變色現(xiàn)象可能逐漸擴散至整個金手指表面。

2. 黃斑

黃斑的形成可能與組裝過程中的人為因素有關(guān)。例如，工人的唾液飛濺到金手指表面，唾液中的腐蝕性物質(zhì)通過金層的針孔侵入到底層的鎳層，加劇了腐蝕程度，導(dǎo)致局部出現(xiàn)黃斑。

3. 黃點

這些黃色的小顆粒點可能是由于在沉金層的表面附著了雜物（如清洗液之類）所致。這些雜物在特定的化學(xué)環(huán)境下可能發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致局部腐蝕和變色。

4. 黑塊

大面積的黑色缺陷通常是由于金層表面附著了腐蝕性較強的雜質(zhì)（如鍍液的藥液殘渣、鹽霧溶液等）引起的。這些雜質(zhì)能夠迅速侵蝕金層下的鎳層，導(dǎo)致黑色氧化鎳的形成，并且由于氧化鎳的上下生長無法阻擋，最終形成大片的黑塊。

三、腐蝕機理

PCB金手指發(fā)黑的根本原因在于Ni層的氧化。在ENIG Ni（P）/Au工藝中，化學(xué)浸金/鎳的過程中會發(fā)生置換反應(yīng)。當(dāng)鍍金液反應(yīng)過于劇烈時，會使鎳層迅速氧化，而形成的金層薄且多孔，無法有效保護下面的鎳層，從而造成氧化鎳的大量生成。這種氧化現(xiàn)象具有偶發(fā)性，發(fā)生位置不確定，是一種難以預(yù)測的隱患，對產(chǎn)品的穩(wěn)定性構(gòu)成極大的威脅。

四、解決措施

1. 改善工藝條件

優(yōu)化PCB制造過程中的化學(xué)鍍金/鎳工藝參數(shù)，確保鍍金層厚度和均勻性達到最佳狀態(tài)，以減少金層針孔的產(chǎn)生。同時，定期檢查和維護生產(chǎn)線上的藥水狀況，及時進行碳處理，保持藥水的活性和清潔度，避免因藥水老化而導(dǎo)致的質(zhì)量問題。

2. 加強清洗管理

在金手指加工完成后，應(yīng)加強清洗工序，徹底去除表面殘留的雜質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)，減少污染物對金手指的腐蝕風(fēng)險。此外，在PCBA組裝過程中實施嚴格的7S管理（整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)、安全、節(jié)約），保持工作環(huán)境的整潔和衛(wèi)生，防止外部污染源對產(chǎn)品造成損害。

3. 采用替代工藝

考慮使用電鍍鎳/金工藝代替現(xiàn)有的化學(xué)鍍金/鎳工藝，以獲得更好的抗腐蝕效果。電鍍鎳/金工藝可以形成更厚、更致密的金屬層，從而提供更強的防護作用。但需要注意的是，更換工藝可能會帶來成本和設(shè)備方面的變動，因此需要綜合考慮實際生產(chǎn)情況和經(jīng)濟效益。
PCB金手指發(fā)黑是由多種因素共同作用的結(jié)果，包括工藝參數(shù)不當(dāng)、人為操作失誤以及外部環(huán)境的影響等。通過采取上述改進措施，可以有效降低金手指發(fā)黑的風(fēng)險，提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，滿足市場對高性能電子產(chǎn)品的需求。