最近我們公司的SMT工廠(chǎng)及電路板的生產(chǎn)廠(chǎng)商一直在討論ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold) 板子的鍍金厚度規格，原因是工廠(chǎng)最近生產(chǎn)了一批ENIG的板子，經(jīng)過(guò)SMT后作整機組裝時(shí)發(fā)現有零件掉落的問(wèn)題，一開(kāi)始SMT工廠(chǎng)強烈認定是黑墊(Black pad)所造成，因為從外觀(guān)看起來(lái)，在零件掉落處的焊墊呈現出黑墊的顏色，而且大部份的焊墊也都隨著(zhù)零件整個(gè)掉落而連接在零件腳上，推想可能掉落處在化鎳(Electroless Nickel)層或富磷(P-rich)層。

其實(shí)我們的產(chǎn)品由自己專(zhuān)業(yè)工廠(chǎng)生產(chǎn)的，所以生產(chǎn)的質(zhì)量工廠(chǎng)當然得負責，這邊說(shuō)是黑墊的問(wèn)題，因為做了切片打了EDX/SEM，認為磷（P）的含量有點(diǎn)偏高，那邊說(shuō)他們也做了切片也打了EDX/SEM，可是磷（P）的含量應該在正常的范圍內；這邊說(shuō)鍍金層太薄小于1.0μ"，那邊又辯說(shuō)金層在焊錫中是沒(méi)有太多用處的... 等，可是卻沒(méi)有一方真正用心去做切片然后分析零件究竟是從哪一個(gè)層面剝離？是IMC長(cháng)成不好？是溫度加熱不足造成焊錫不良？是鎳層(EN, Electroless Nickel)氧化造成焊接強度變弱？

弄到后來(lái)我們公司的貨出不出去，最后還是得自己跳下去作仲裁，把雙方人馬通通抓進(jìn)來(lái)一起開(kāi)會(huì )！

首先當然就是要了解現狀，先確定零件掉落只有發(fā)生在后段產(chǎn)品整機組裝(Box Build)的時(shí)候，因為整機組裝的時(shí)候需要需要插拔零件，前面的SMT及ICT都沒(méi)有發(fā)現到問(wèn)題，而且檢查了有問(wèn)題及之前沒(méi)有問(wèn)題的電路板組裝后，發(fā)現良品的電路板零件可以承受到6～8Kg-f的推力不會(huì )掉落，而不良品的電路板只要推到2Kg-f以下零件就掉落了。

所以短期措施可以先用推力的方式來(lái)Sorting(挑選)良品及不良品，不過(guò)作過(guò)推力的零件需要再手焊一次以確保零件沒(méi)有因為執行推力而引起細微的焊點(diǎn)龜裂；至于已經(jīng)整機組裝好的完成品，可就傷腦筋了，我們最后決定以最后入庫的一批產(chǎn)品先作100％的插拔測試，然后按AQL0.4拆機檢查零件推力，其他的批量則以棧板為單位，作100% 的插拔測試并抽2臺作推力測試。這可是大工程??！

接著(zhù)推敲厘清零件掉落的真因，其實(shí)零件掉落不外乎上面提到的幾個(gè)可能性，先檢查零件斷裂在什么地方，大概就可以知道問(wèn)題出在哪里了：

如果零件腳上根本就沒(méi)沾錫，那肯定是零件腳氧化或是錫膏不良所引起。

如果根本就沒(méi)有長(cháng)成IMC，那reflow熱量應該不足。

如果是斷裂在IMC層的表面，就要看IMC的長(cháng)成有沒(méi)有問(wèn)題，假設設計上沒(méi)有問(wèn)題而IMC長(cháng)成不好，則可能是Reflow溫度不足...等問(wèn)題。

如果斷裂處發(fā)生在IMC與鎳層之間，可以檢查富磷層是否明顯，建議一定要打元素分析看看是否含磷量是否過(guò)多。如果富磷層明顯而且過(guò)厚就會(huì )響到日后的可靠性，也會(huì )引起結構不足的現象；另外也可能是鎳層氧化造成焊接強度不足。

下面的圖片拿取了有問(wèn)題的板子，然后在有零件掉落的焊墊與零件沒(méi)有掉落的焊墊上作切片，另外再拿一片之前生產(chǎn)沒(méi)有問(wèn)題的板子，在現在發(fā)現零件掉落的焊墊上作切片。

經(jīng)過(guò)連續幾天的追蹤討論下來(lái)，真相好像也漸漸有了眉目，我們發(fā)現零件是掉落在IMC與鎳層之間，而且IMC的生長(cháng)似乎也有點(diǎn)不足，雙方也都在鎳層中發(fā)現了O(氧)的成份，雖然一方還是堅持有鎳層腐蝕(Ni Erosion)的黑墊可能性，另一方則堅持沒(méi)有鎳層腐蝕，而是鎳層氧化(Ni oxidization)造成，雖然依稀覺(jué)得電路板廠(chǎng)商沒(méi)有把全部的真相說(shuō)出來(lái)，但至少電路板廠(chǎng)商已經(jīng)初步承認其電路板的制程有問(wèn)題，而且在其某條金槽的管控上發(fā)現了些許問(wèn)題，也愿意吸全部收損失。

只是鎳層腐蝕(Nickel erosion)與鎳層氧化(Ni oxidation)在金層厚度的控制上似乎剛好顛倒，或許是我的認識還不足吧！工作熊在這里的意見(jiàn)當參考就好，如果有電路板的專(zhuān)家路過(guò)的話(huà)，請不吝提供意見(jiàn)。依據IPC4552的要求一般化金層的厚度建議在2μ"～5μ"，化學(xué)鎳層在3μm(118μ")～6μm(236μ")。 不過(guò)金層要越薄越好，以免造成金脆與反向腐蝕，因為金在焊接過(guò)程中是不起反應的元素；但是金層如果太薄，就無(wú)法完全覆蓋住鎳層，存放的時(shí)間一久要再拿出來(lái)焊接，就容易出現氧化而有拒焊的現象，所以金的目的在這里最主要在防止電路板氧化。

因為最近金價(jià)飆漲，所以我們公司的ENIG板的鍍層厚度也從原本的最少2.0μ"下降到1.2μ"以上就可以，也就是說(shuō)金層厚度已經(jīng)薄到不能再薄了，再加上板子有時(shí)候一放就是三個(gè)月～半年，有些還會(huì )超過(guò)了一年，著(zhù)實(shí)有些擔心，老實(shí)說(shuō)我們還在密切觀(guān)察這樣的金層厚度會(huì )不會(huì )有什么副作用出現，不過(guò)上面的老板既然已經(jīng)答應供貨商且決定如此，我們也只能等著(zhù)看。

這次出問(wèn)題的板子大概放了三個(gè)月，不過(guò)有問(wèn)題板子的金層厚度大約只有1.0μ"左右或更薄，根據電路板廠(chǎng)商最后回答的8D報告結論，是因為其電路板的金層厚度控制是以2mmx2mm的方框來(lái)作為量測的基準，但這次出問(wèn)題的焊墊實(shí)際上比起這個(gè)尺寸可就大多了，所以這里的焊墊金層厚度并沒(méi)有受到管控，造成有些板子的浸金厚度不足，至使部份板子的鎳層氧化，最后形成焊接強度不足的現象。