伴隨我國電子製造業的發展，越來越多的電子廠家對於環保的要求也越來越高。在這樣的環境下，下遊的化工助焊劑廠家也在加強環保建設。當然伴隨無鉛化與無鹵化等環保要求的不斷深入，電子製造業麵臨著越來越多的技術挑戰與壓力，其中受影響最大的莫過於PCB板、元器件、無鉛助焊劑、錫條等焊料的廠家。據貝塔助焊劑廠家初步的統計，電子製造業的無鉛產品中所暴露的質量問題75％以上和PCB質量好壞有關，特別是PCB板焊盤的表麵處理和基材的穩定性等方麵，常常由於電鍍層不良（如腐蝕、氧化以及汙染等原因導致無鉛焊料焊接後出現不良）。不過令人欣慰的是由於這類原因導致的PCB板焊接不良比較容易發現並很快得到解決。有一類焊盤的鍍層既無汙染又無明顯的腐蝕或氧化，但其就是不能被無鉛焊料很好的潤濕，造成這類問題的原因一時難以分析清楚，給電子廠家相關各方帶來許多困擾。下麵貝塔助焊劑品牌小編就從一塊PCBA和一塊同批次的PCB光板樣品，以及一塊隻印刷錫膏沒有貼裝零部件並經過回流焊的PCB樣品的可焊性測試、金相切片及SEM/EDS分析進行分析討論：

眾所周知為了確認PCB焊盤上錫不良是否和其焊盤焊接前受汙染有關，可參考我國IPC-J-STD-003B標準的方法Test C1，對PCB空板樣品清洗前後的焊盤分別進行可焊性測試，清洗條件是異丙醇和純水溶液中超聲波清洗10分鍾左右，測試條件：無鉛焊料組成：Sn96.5Ag3.0Cu0.5；焊接溫度：255℃；無鉛助焊劑：鬆香：25%，異丙醇：74.61%，二乙胺鹽酸鹽：0.39%；焊接時間：5＋0/－0.5s。從結果中我們可以發現所檢焊盤清洗前後均存在明顯的反潤濕和不潤濕，所檢焊盤可焊性不符合標準IPC-J-STD-003B規定的TEST C1項的可接收要求（如下圖）。

如果任選一焊接不良的IC器件的焊點，製作其金相切片並對其進行SEM&EDS分析，所檢測的結果發現：所檢焊點引腳一側焊接界麵可見均勻連續的金屬間化合物（IMC）層，IMC層平均厚度約1.8μm，而PCB焊盤一側焊接界麵IMC層不連續，且焊盤鎳（Ni）鍍層普遍存在微小裂縫，嚴重處裂縫深度達鎳層厚度的三分之二（如下圖）。

分析焊盤可焊性不符合標準IPC-J-STD-003B 的TEST C1項的技術要求，表明上錫不良比一定是因PCB焊盤表麵汙染造成。用SEM/EDS對失效樣品進行分析，發現上錫不良主要表現為無鉛焊接材料（無鉛助焊劑等）對PCB焊盤嚴重潤濕不良。所檢PCB板焊點引腳一側焊接界麵可見均勻連續且厚度適中的IMC層，表明電子廠家焊接工藝不存在問題。所檢PCB板焊盤一側焊接界麵IMC層不連續，且焊盤鎳鍍層普遍存在微小裂縫，但尚未能充分證明PCB板焊盤的不良由此引起。

進而對PCB板空焊盤以及焊接後的焊盤表麵進行SEM/EDS分析顯示，PCB板焊盤表麵均存在明顯開裂，但沒有發現鎳鍍層表麵有明顯的腐蝕或氧化現象，對鍍層厚度的檢測還發現金鍍層的厚度符合有關標準的要求。

進一步采用X射線光電子能譜儀對PCB板空焊盤和焊接不良焊盤表麵進行元素深度分布分析，結果發現焊盤非常淺的表麵均存在鎳元素，表明鎳元素在焊接之前已擴散到金鍍層表麵，鎳擴散至金鍍層而形成的鎳金固溶體增加了金元素在焊接過程中向無鉛焊料內擴散溶解的難度，阻慢了焊錫浸潤焊盤表麵的過程，嚴重的甚至導致回流焊後鍍金層仍然存在。隻要焊盤表麵的金鍍層沒有溶解，真正良好的錫鎳合金焊點就無法形成。此外，鎳擴散至金鍍層表麵還增加其氧化的機會，連同鎳金固溶體的在焊錫中的難熔解性，嚴重降低PCB板焊盤的可焊性，導致最終電子製造業焊接不良的發生。

按照擴散過程動力學原理，鎳擴散的發生跟溫度和時間有很大的關係。因此，加強在化學鍍金的工藝過程中的生產工藝控製，以及PCB產品的貯存環境與時間的控製都需要嚴加考慮。對於潤濕不良且無明顯的氧化汙染或被腐蝕的特征的非典型PCB板焊盤，業界一直找不到真正的原因。本文通過引入光電子能譜（XPS）的表麵分析手段，對潤濕不良的焊盤的表麵化學物質組成及其深度分布進行了分析，結果發現鎳鍍層中鎳的擴散至金表麵，導致了焊盤可焊性的急劇下降。最終揭示了導致使用該焊盤進行焊接而引起的焊接工藝不良的主要原因（而不是無鉛助焊劑、錫條等無鉛焊接材料造成），為電子廠家下一步避免或控製類似問題提供了改進的依據。

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