工作環(huán)境對電子產(chǎn)品的某些功能如按鍵或開(kāi)關(guān)等，其外露金屬皮膜區域的可靠度，將會(huì )對產(chǎn)品帶來(lái)某些程度的影響。由于此等區域并無(wú)綠漆或其它封膠類(lèi)所保護，因而必須靠其本身能力以抵抗所處的腐蝕環(huán)境，例如高濕或污染性氣體等。板面各種互連點(diǎn)遭到腐蝕后可能會(huì )導致斷路或短路，對整體組裝成品而言，電路板最終皮膜已成爲重要的課題。就長(cháng)期可靠度而言，該等皮膜還可做爲金屬相互擴散的屏障層，以保護底銅墊在高溫中不致氧化。焊接后銅面所生成的介金屬（IMC） ，對于介面間所出現熱脹系數（CTE）之不匹配（Mismatchs ），也可扮演一種緩衝的角色，而不致造成硅晶片的拉裂。但此種IMC其本身最好也不要具有脆性（Brittleness）而使得銲點(diǎn)強度會(huì )更好。
一、介面磷量增多的分析
利用錫銀銅無(wú)鉛銲料分別在中磷（8.0 wt%)與高磷（11.2 wt%）的ENIG表面上進(jìn)行焊接，然后再深入觀(guān)察其IMC的生長(cháng)情形。下圖9是在微切片截面所標示的紅線(xiàn)，是用以說(shuō)明SEM所掃描的路徑，右圖即爲紅色掃描上所測到磷含量變化的圖示。

圖1、從中磷化鎳層銲點(diǎn)微切片截面上見(jiàn)到SEM放大35000倍的畫(huà)面

圖2、從高磷化鎳層銲點(diǎn)微切片截面上見(jiàn)到SEM放大35000倍的畫(huà)面
并從下表1整理的數據可見(jiàn)到，在化鎳本層與IMC之間，其某些暗色區域即表磷含量已增多的富磷區，以及焊接前后磷量變化的比較。
表1、焊接前后化鎳層IMC介面間其磷量變化的比較

此等介面某些局部區間其磷量增多之機制有二 ，即：
（一）、當磷鎳合金層浸入金水進(jìn)置換反應時(shí)，其中純鎳部份在快速溶入金水而黃金沉積之際，致使剩下無(wú)法溶解的磷量，于其介面間也就相對的增多了 。
但當高磷的化鎳表面浸入金水時(shí)，由于其抗蝕性較強，使得受到金水的攻擊而產(chǎn)生的置換反應也爲之變慢，以至所沉金之層厚度也較抗蝕性不強的中磷鎳來(lái)的較薄。
此現象可從相同操作條件之中磷鎳層（8 wt%))表面金厚0.08μm ，與高磷鎳層(11.2 wt%)的金厚0.05μm的對比，即可完全明瞭。
從前文化鎳浸金(ENIG)皮膜的測試中所整理的資料中可看出，一般常規條件下其金層厚度的范圍是0.05 — 0.08μm，至于其磷量的增多則尚不到1%。然而在晶界附近易遭攻擊區，其磷量的增多卻可達4%以上。故知耐蝕性較強的化鎳層，其浸金反應后介面局部"磷量增多"的趨勢也將爲之減緩。
（二）、介面磷量下游再次之增多是發(fā)生在焊接反應中，也就是當高溫液錫溶化純鎳而形IMC之際，鎳走了所留下的磷量自然就會(huì )相對增多。此時(shí)若化鎳層的抗蝕性較強者，其介面局部磷量增多的趨勢也將變小。
由此可得知11.2 wt%的高磷化鎳層，其焊后介面磷量增多的現象也就不是很明顯。人們當然可以解釋成系抗蝕性變強之故，但事實(shí)上除了化學(xué)反應的行爲之外，高磷化鎳層還具有表面較平坦的物理特質(zhì)，從SEM的放大畫(huà)面上可清楚見(jiàn)到高磷鎳面要比中磷者更爲平坦，于是在焊接反應中所提供的接觸面積也就較小，進(jìn)而令純鎳溶走的趨勢不免爲之減弱。此種物理現象的解釋更可以從TC試驗后，IMC增肥增厚之結構方面再度獲得印證。
此刻可再回到推球試驗其"推球與伸長(cháng)"的曲線(xiàn)差異，從其曲線(xiàn)良性平緩下降與不良脆性陡直下降的比較看來(lái)， 也必然是出自IMC結構差異所致。高磷者焊后介面不一定就會(huì )出現磷量增多的現象。以11.2 wt%高磷鎳層的焊接而言，其介面"磷量增多"的數字，尚不致對可靠度造成影響。反之中磷8 .0wt%者其"推球與伸長(cháng)"試驗在推力方面，的確出現很大的不良變化。
二、打線(xiàn)后抗拉脫強度的比較
（一）、打鋁線(xiàn)的強度
此種拉力試驗總共做了50次。曾就ENIG中5μm厚的化鎳層，所得含磷量的變化頗大約在4.2 — 11 .6wt%之間， 其中之中磷鎳層〈4.2 ， 7.7 ， 8.0 wt%〉其金層厚度尚可保持在0.08μm；但高磷鎳層〔10.1與11.6 wt%〕者所得金層厚度卻只有0.05μm。
原裝的ENIG試樣或155℃高溫老化4小時(shí)后的試樣，打線(xiàn)后3個(gè)標淮差的平均拉力均可達到9.5cN(±0.75 cN)，且不受磷含量的影響。此種數値早已超過(guò)MIL-STD-883C中2011法所要求及格標淮的4cN 。

圖3、電路板強度測試打鋁線(xiàn)的強度
（二）、打金線(xiàn)的強度
此種拉力試驗總共做了60次，所採用之兩類(lèi)試樣分別是電鍍鎳金，與高磷化鎳浸金（ENIG)，是刻意用電鍍鎳金當做ENIG的老化或原裝試樣對比用的參照試樣。兩者打線(xiàn)前的金面都經(jīng)過(guò)電漿清潔。ENIG原裝試樣中的含磷量爲11.2 wt%。電鍍鎳金所得的平均拉力爲13.9 cN ，而未經(jīng)電漿清潔的高磷ENIG層其平均拉力竟達14.1 cN。至于未經(jīng)電漿清潔的電鍍鎳金表面，其平均打線(xiàn)拉力卻只有13.3 cN而已。
經(jīng)過(guò)電漿清潔的電鍍鎳金表面，其所測得"3個(gè)標淮差的平均値"（X-3S，已可函蓋各種拉力測試値的99.73%在內）爲10. 01 cN，而高磷ENIG未經(jīng)電漿清潔之表面， 其平均拉力亦達9.9 cN，但未清潔的電鍍鎳金表面其拉力卻只有8.8 cN的低値而已。

圖4、電路板強度測試打金線(xiàn)的強度
三、結論
（一）、 當高磷鎳的金層爲0.05μm時(shí)，其打線(xiàn)能力竟可等于中磷者的0.08μm金層。原因之一是高磷鎳面的金層系屬緻密而疏孔較少的黃金層，還因高磷鎳層之抗蝕能力較好，以致不易出現氧化之故。
（二）、—旦ENIG中的鎳層與金層的厚度起伏不定時(shí)，即表可能會(huì )出現脆裂的行爲。其中尤以鎳層變薄與金層增厚處，其脆裂性最爲明顯，但在高磷ENIG的皮膜中，即使鎳層厚度不足處也不致存在脆裂的后患。
（三）、經(jīng)過(guò)電路板焊接與可累積應力的熱循環(huán)試驗后，高磷的ENIG皮膜均不易發(fā)生脆裂。且經(jīng)1000次TC后也未對高磷銲點(diǎn)的強度產(chǎn)生不利。高磷所測得"推球與延伸長(cháng)度"的數據也相當穩定，但中磷者經(jīng)過(guò)1000TC后所得到的數據，比起原裝者已顯得相當分散。
（四）、將電路板焊接與TC后脆裂的試樣再經(jīng)微切片的觀(guān)察分析，發(fā)現中磷ENIG的推球開(kāi)裂位置都是集中在IMC的附近，但高磷者的開(kāi)裂則多半發(fā)生在球體的本身，并還可看到兩者的IMC并不相同。
（五）、對高磷ENIG而言，其浸金反應與焊接反應后，在介面所造成"磷量增多"的不良效應，比起中磷ENIG來(lái)約可減少30%。此種發(fā)現與先前所認定之"介面總磷量"并非關(guān)鍵因素；反倒是主鎳層中與"磷量多"區，其兩者磷量的差異才是關(guān)鍵的說(shuō)法，也得以相互吻合。
（六）、 至于打鋁線(xiàn)而言，其強度既未受鎳層中磷量的不同的影響，也未受原裝ENIG或155℃軔化4小時(shí)的不同而有所差異。而且高磷ENIG打金線(xiàn)的能力也非常好，其金層厚度卻只有電鍍鎳金層的十分之一而已。此種發(fā)現將來(lái)還會(huì )再深入加以硏究。
由上述可以量測到的各項數據可知，高磷ENIG的好處甚多。爲了良好的銲點(diǎn)完整性，以及打鋁線(xiàn)或打金線(xiàn)的優(yōu)異效果起見(jiàn)，所使用的高磷ENIG ，其化鎳厚度應到達5.5μm左右，其含磷量范圍亦需維持在9.5-13 wt%之間，而金層之厚度則只需0.05 μm即可。