經(jīng)過(guò)回流焊工藝處理后的PCB板，其元件特別是大型元件的焊盤(pán)位置呈現(xiàn)黑色，而且焊接效果不佳，容易在輕微外力下脫落。焊盤(pán)表面看起來(lái)像是被燒焦了一樣。這種PCB回流焊后的黑色焊盤(pán)究竟是什么呢？它又是如何產(chǎn)生的呢？晉力達(dá)將在此分享一下PCB回流焊黑焊盤(pán)的產(chǎn)生原因以及改進(jìn)措施。

  PCB回流焊黑焊盤(pán)的形成原因在于鍍金過(guò)程中，由于Ni原子的半徑小于Au，因此當(dāng)Au原子排列沉積在Ni層上時(shí)，其表面晶粒會(huì)呈現(xiàn)粗糙、稀松、多孔的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而形成許多空隙。鍍液會(huì)透過(guò)這些空隙繼續(xù)與Au層下的Ni原子發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致Ni原子進(jìn)一步氧化。未完全溶解的Ni離子會(huì)被困在Au層下，形成氧化鎳（NiO）。

  如果PCB焊盤(pán)的鎳層遭受過(guò)度氧化侵蝕時(shí)，會(huì)形成所謂的“黑盤(pán)”現(xiàn)象。另外，在焊接過(guò)程中，由于薄薄的Au層迅速擴(kuò)散到焊料中，導(dǎo)致已經(jīng)過(guò)度氧化、可焊性低的Ni層表面暴露出來(lái)。這種情況下，Ni與焊料之間難以形成均勻、連續(xù)的金屬間化合物（IMG），進(jìn)而影響焊點(diǎn)界面的結(jié)合強(qiáng)度，并可能引發(fā)沿著焊點(diǎn)/鍍層結(jié)合處的開(kāi)裂。嚴(yán)重時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致表面潤(rùn)濕不良或鎳面發(fā)黑，這就是通常所稱(chēng)的“黑鎳”現(xiàn)象。

可以通過(guò)以下方面來(lái)改善PCB回流焊后的黑焊盤(pán)問(wèn)題：

一、選用合適的焊接材料：焊接材料不當(dāng)可能會(huì)導(dǎo)致氧化加劇，產(chǎn)生黑焊盤(pán)。應(yīng)當(dāng)選用抗氧化能力強(qiáng)，潤(rùn)濕性好，鋪展面積大的焊接材料。

二、控制焊接溫度：回流焊過(guò)程中的溫度過(guò)高可能會(huì)導(dǎo)致元件焊接不牢固，焊盤(pán)氧化以及焊球脫落等問(wèn)題。因此，應(yīng)當(dāng)合理控制焊接溫度，以避免黑焊盤(pán)的產(chǎn)生。

三、增加預(yù)熱時(shí)間：預(yù)熱可以幫助去除PCB板和元件中的濕氣，降低焊接過(guò)程中氧化的風(fēng)險(xiǎn)。在回流焊過(guò)程中增加預(yù)熱時(shí)間可以減少黑焊盤(pán)的產(chǎn)生。

四、優(yōu)化PCB板的設(shè)計(jì)：可以在PCB板的設(shè)計(jì)中增加熱過(guò)載保護(hù)和熱隔離措施，以降低溫度對(duì)焊接點(diǎn)的影響，從而減少黑焊盤(pán)的產(chǎn)生。

五、提高元件焊接點(diǎn)的可焊性：焊接點(diǎn)的可焊性不足會(huì)導(dǎo)致氧化加劇，產(chǎn)生黑焊盤(pán)。可以考慮在焊接前對(duì)焊接點(diǎn)進(jìn)行清潔處理，去除氧化層和雜質(zhì)，以提高可焊性。