PCB板镀金烘烤后变色可能由多种原因导致,以下从镀层、基体、环境和工艺等方面展开分析:
镀层因素
镀层厚度不足:在PCB表面处理工艺中,沉金形成的镀层通常较薄,一般在0.025μm - 0.1μm之间。如此薄的镀层在结晶过程中不够致密,会留下许多微孔,这些微孔就成为腐蚀原点,导致底层的铜被氧化,进而使金面出现氧化变色。
镀后处理不力:如果在镀金后没有进行有效的后处理,比如未使用合适的保护剂,镀层就容易受到环境因素的影响而变色。镀后工序管理不善,可能导致镀层表面残留杂质或污染物,这些物质在烘烤过程中可能与镀层发生反应,引起变色。
基体因素
基体质量不达标:基材杂质含量和基体表面光洁度是衡量电接触体基体质量的重要指标。一些基体制造厂为降低成本,采用不合规格的材料甚至回收铜制造基体,杂质超标会使基材脆性增大。若基材中含有过量碳元素,碳极易扩散到镀层表面,造成金层很快变色。此外,基体的光洁度越低,镀层的孔隙率就越高,也会增加变色的风险。一般用于接插件接触体的基体表面粗糙度最好整体达到1.6,接触部位达到0.8,若不满足该要求,会影响镀层质量,导致变色。
环境因素
烘烤环境不佳:烘烤环境中存在腐蚀性气体、灰尘或湿度较大等情况,都可能对镀金层产生影响。如果烤箱内没有安装排气干燥设备,烘烤后的水蒸气会残留在烘箱内增加相对湿度,对PCB除湿不利,湿气可能会加速镀层的氧化变色。
工艺因素
烘烤温度过高:烘烤温度超过PCB的Tg点(一般要求不超过125℃,早期含铅多氯联苯的Tg点较低,现在无铅多氯联苯的Tg大多在150℃以上),可能会对镀层和基体产生不良影响,导致变色。对于OSP表面处理过的板,高温会使OSP膜降解或失效,如果对这类板在高温下烘烤,也容易出现问题。而且烘烤可能会对IMC(铜锡化合物)的产生产生影响,尤其是经过HASL(喷锡)和ImSn(化学锡、浸锡)表面处理的电路板,烘烤会增加IMC层的厚度,导致可靠性问题,也可能伴随变色现象。
烘烤时间不当:烘烤时间过长或过短都可能影响镀层质量。时间过长可能导致镀层过度氧化或发生其他化学反应;时间过短则可能无法有效去除水分,残留的水分在后续使用中也可能引发变色问题。不同厚度和尺寸的PCB板需要的烘烤时间不同,如果未按照合适的时间进行烘烤,就可能出现变色情况。