黑垫问题的成因与预防:沉金焊接失效解析

产品时间:2025-07-28 10:29

简要描述:

沉金板,常被工程师昵称为高配电路板,在PCB应用中地位相当独特。它不只是外表金光闪闪,而是凭借其优异的电气性能、耐腐蚀性和平整度,在高端电子产品中占有一席之地。那么,...

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黑垫问题的成因与预防:沉金焊接失效解析

  沉金板,常被工程师昵称为“高配电路板”,在PCB应用中地位相当独特。它不只是外表“金光闪闪”,而是凭借其优异的电气性能、耐腐蚀性和平整度,在高端电子产品中占有一席之地。那么,沉金板到底适合哪些应用?又有哪些设计上的坑需要避?

  沉金是一种化学镀工艺,先在铜面上沉一层镍,再覆盖一层薄薄的金。它的本质优势可以归纳为以下几点:

  1.抗氧化能力强:金本身是惰性金属,长时间暴露在空气中不会氧化,非常适合要求长期可靠连接的电路。

  2.表面平整度高:对BGA、QFN等小间距焊盘尤为关键,沉金层焊接时不易形成锡珠或虚焊。

  3.焊接窗口大:沉金板即使放置数月,焊接性能依然稳定,不像OSP或锡喷工艺需要尽快装配。

  4.可触点、可键合:某些工艺上要求金面作为接触点,比如金手指、按键面、电容焊盘等,沉金层优于锡面或OSP。

  BGA和小间距芯片封装对焊盘平整度要求极高。喷锡表面粗糙,容易短路或焊接不良,而沉金板则完美避坑。

  例如工业控制板、医疗设备等,PCB需长时间储存后再组装,沉金层的抗氧化性保证焊接可靠性。

  包括USB接口区、电容式触控、电池弹片接触面等。沉金面不仅耐磨,还能保持低接触电阻。

  虽然金丝焊主要还是Al或Au-Pad搭配纯金,但在部分半定制模组中,沉金面也能短距离键合,具有成本优势。

  虽然沉金的高频损耗不如沉银,但其可控性和稳定性依然适合多数高速差分线设计。

  1.黑垫问题(Black Pad):在沉镍过程中若磷含量控制不当,会在金层下形成腐蚀层,严重影响焊接可靠性。需选经验丰富的板厂。

  2.焊接润湿性略逊喷锡:尤其是对焊料不敏感的器件,焊点张力不如HASL,需要合理的焊膏与回流曲线.成本较高:沉金属于中高端表面处理工艺,对成本敏感的应用(如消费类主板)一般优先考虑OSP或喷锡。

  ENEPIG(镍金钯)替代ENIG:随着对键合和耐腐蚀要求提升,含钯工艺(ENEPIG)在汽车电子、5G通讯领域逐渐取代传统沉金。

  选择性沉金:不是所有焊盘都需要沉金,通过局部处理降低成本,在高端设备中已有实践。

  沉金+OSP组合工艺:大面积使用OSP,关键位置沉金,以实现功能与成本的平衡。

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