沉金黑盘

Epec几年前开始使用化学镀镍浸金（ENIG）工艺时。这个问题并没有被注意到，因为它在光板上并不明显，但后来在贴片时出现了此问题并收到相关投诉。

化学镀镍浸金的成品电路板一侧或两侧的焊盘，在贴片时经过热处理后似乎部分或完全变黑。通常，它在PCB的生产上是不可见且难以检测的。

化学镀镍浸金电路板的黑盘问题

镍磷层被过度腐蚀，表面缺乏可焊性而导致焊点强度不足，甚至出现开裂。因在开裂后焊盘表面多呈深灰色或黑色，因此俗称黑盘。由于大多比较隐蔽，因此很可能通过目检，使客户收到不合格产品。在贴片后会因为元器件焊点强度不足，最终导致功能失效。

黑盘的产生

黑盘的产生具有一定的随机性，主要机理是在化学镀镍镀金时，由于Ni原子的半径比Au原子的半径小，因此在Au原子排列沉积在Ni层上时，其表面晶粒就会呈现粗糙、稀松、多孔的形貌，而镀液就会透过这些孔隙继续金层下的镍原子反应，发生电化学腐蚀，使Ni原子继续发生氧化，以致在金面底下未溶走的镍离子被困在金层下面，形成不可焊接的黑色氧化镍。

在PCB样品上观察到的黑盘特写

人们还认为，贴片时的多个回流焊工艺可能会导致黑盘问题。在这些条件下，每个回流焊工艺都溶解镍，这增加了磷与镍的比例。因此，如果以推荐的7%-11%磷成分提供ENIG涂层PCB的磷镍比，则在回流焊过程中溶解镍可能会使成分改变至11%以上。

如何判断沉金后的PCB是否有严重的黑盘隐患？我们可从以下几个方面进行分析：

1）、镍磷层是否有镍腐蚀黑刺。沉金时如果镍磷层受到金水过度攻击腐蚀，镍层就会形成腐蚀黑刺。

2）、镍层表面是否可见严重的黑泥状裂纹。如果镍层表面被严重腐蚀，在剥金后，我们会在镍层表面看到严重龟裂状黑纹，但镍腐蚀也可能只出现镍层表面的局部位置，一般多发生在镍球的瘤沟位置。

3）、金层是否超厚。金层超厚将使黑盘产生的几率大大增加，因此当测试发现金厚超标时，必须考虑检测镍层是否存在腐蚀。

4）、镍层是否太薄。镍层主要有一下两个功用：1、提供焊接基地；2、阻止铜层与金层相互扩散。主要是因为当镍层厚度不足时，其瘤状结构高低落差会很大，使镍层瘤沟位置更容易出现添加剂或杂质集中，进而导致镍层瘤沟位置耐蚀性变差，更容易受到金水的攻击。

5）、金镍结合力是否较差。当黑盘严重到一定程度时，将导致金镍结合力急剧下降，胶带发测试时会出现金剥离，露出严重黑镍。

6）、金面颜色是否异常。当PCB裸板出现金面颜色异常且伴随金镍厚度超标时，产生黑盘的几率会大大增加。金面颜色异常主要表现在金面发白、发红等。

结论

通过研究和汇编数据，电路板制造商已经改进了他们的材料和工艺。可以设置参数，最大限度地减少甚至消除与化学镀镍浸金工艺相关的黑盘问题的发生。