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遇到可焊性的問題；因此，化鎳金也不例外，對于引起化學(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)驗作出判斷，并不能很科學(xué)的解釋，現(xiàn)在借助于SEM&EDS對焊錫不良的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。

對化學(xué)鎳金焊錫不良運用SEM?&EDS分析進行詳細(xì)解析：

1：針對焊錫不良位置（掉元件/縮錫）進行SEM&EDS檢測
其目的是對問題點位置進行表面分析，檢測鍍層表面是否存在異常，是否存在金面污染，如下圖1（具體元素污染項對應(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，上錫后板面檢測出含有Au元素，正常的情況下上錫后Au會被融掉，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：針對問題產(chǎn)品未上錫或者未上元件的位置進行SEM&EDS檢測

其目的是確認(rèn)金面是否有異常元素，是否存在表面污染，并需進一步的對剝金后的鎳面進行SEM&EDS檢測，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：同時我們也對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，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候晶界就比較大，容易在化金時，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：上面對金面、鎳面進行的SEM分析，下面將對金面EDS檢測出異常元素的問題進行分析：
從圖5的檢測結(jié)果可以看到，測試出的元素有：C、O、P、Ni、Cu、Au，對比正常的分析結(jié)果，測試結(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（在取樣或者檢測過程中），而超過20%則為有機污染所致；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化鎳金表面污染的材料，對于以后EDS檢測的結(jié)果，可以做一個參考。

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表1?不同材料EDS分析元素

?

5：針對焊接不良位置進行切片后SEM&EDS分析檢測

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：針對焊接不良產(chǎn)品未上錫或上件的金面同樣進行切片后的EDS檢測，主要檢測的是鎳層是否存在鎳腐蝕狀況，檢查鎳層的狀況；對于是否存在鎳腐蝕這是有一個判斷標(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鎳厚的1/5，在一個可觀測界面內(nèi)少于三個位置存在腐蝕點。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，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

針對于出現(xiàn)焊錫不良的問題，原因查找要做兩個測試：一是取問題板進行測試，針對于問題點進行表面的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；再者就是對問題位置進行EDS元素分析；二是取同樣批次的未進行焊錫的化金板進行析，這是針對問題板測試的結(jié)果進行必要的數(shù)據(jù)收集，測試包括表面的SEM&EDS分析。通過前面的兩組數(shù)據(jù)的對比、分析，可以得出一個結(jié)果，對于尋找焊錫不良原因可以起到輔助作用。