電路板按鍵金手指上的綠色污染物

按鍵金手指上的綠色污染物

之前在Facebook上有跟大家分享過這張照片,這是ENIG表面處理的板子,在經過了高低溫及濕度的環境測試(Environmental Test)之後,按鍵金手指的表面上居然出現了大小不一的綠色汙染物。

一開始的時候懷疑可能是「銅綠」從浸金層(IG)的底下露了出來,不過在經過EDX分析後,最後證實是碳水化合物的有機物汙染所致,推測最有可能是手指的汗漬污染,或是氯鹽類的汙染。

按鍵金手指上的綠色污染物







其實會這樣假設是因為污染僅出現在一、兩個按鍵金手指的地方,而不是全部的金手指都有這樣的問題,而且放了六台機器進去做環測,只有一台有這樣的問題。

ENIG電路板上的金手指污染處

用EDX打了有異物沾污的地方,發現其成份有C(碳)、O(氧)、Cl(氯)、Ni(鎳),沒有打到金(Au)的成份。其中C及O都有偏高的現象。不過我個人蠻好奇的,印象中Cl好像都會伴隨Na?

污染物的EDX分析結果。有C(碳)、O(氧)、Cl(氯)、Ni(鎳),沒有金(Au)的成份。其中C及O都有偏高的現象。

用EDX相對的打了異物沾污的地方,發現其成份有C(碳)、O(氧)、Ni(鎳)、Au(金),少了氯(Cl)的成份,這樣算正常吧。

無異物污染的EDX分析結果。有C(碳)、O(氧)、Ni(鎳)、Au(金),少了氯(Cl)的成份

鎳(Ni)的成份分析:

在化鎳浸金(ENGI)的製程裡,其表面金層會有一定的疏密度, EDS是靠X-ray照射在物質表面並從其反射的光譜量進行表面元素分析,當 X-ray打在表面時金面下的Ni會有部分反射是很正常的事,所以EDS(靠光譜進行分析)的時候會出現一些Ni。

金(Au)的成份分析:

Au是正常金面的分析中應該出現的物質,看污染物的成份中並未發現到Au,表示Au應該被污染物所覆蓋了,或已經不存在。

氯(Cl)的成份分析:

Cl元素基本上不應存在ENIG的板子表面,應該是來自外部的污染物,如手汗中含有KCl或者NaCl。

碳(C)及氧(O)的成份分析:

基本上C及O不應該出現在這裡的,很明顯的有外來的有機碳水化合物的污染存在。只是一般的產品在與外界接觸後,多多少少在表面上也會沾附一些灰塵之類的汙染,所以通常都會打出少許的C及O,這也是為何未沾污的金手指上還是有C及O的原因。

按鍵金手指上綠色污染物及未污染處的成份分析

使用橡皮擦嘗試對污染物質進行處理,發現這些污染物可以被橡皮擦清除,而且污染物清除後,下面還露出了原有的金層。

使用橡皮擦嘗試對污染物質進行處理,發現這些污染物可以被橡皮擦清除,而且污染物清除後,下面還露出了原有的金層。

以目前的情況分析結果,只能先假設是外來的汗漬沾污所造成的異物。


後記:
其實工作熊心理一直有個疑問,如果要將之歸罪為手汗漬引起的汙染,為何EDX打不到Na元素,汗漬污染應該是NaCl,綠色的汙染物或許可以被認定為NiCl2,一般來說鎳的鹽類大都呈現出綠色,如
氧化鎳(NiO)、氫氧化鎳(Ni(OH)2)及氯化鎳(NiCl2)都會呈現出綠色的樣貌,我個人還是有點懷疑是浸金層沒有將鎳層覆蓋完全所造成。氯元素則可能是清洗板子所用到的鹽酸(HCl)殘留,躲藏在金層的瘤狀物之間,當然也不排除有助焊劑(Flux)污染。(個人意見啦!這是後來工作熊查詢了許多資料並詢問了公司以外的專家所產生的疑問)


延伸閱讀:
QC story品質改善故事
電路板油污客訴調查結果
問題分析與對策解決 8D report
案例:客訴問題處理(Problem Solving)-電路板油污


訪客留言內容(Comments)

請教此case是否經過防焊(上綠漆)製程後,經退洗之板子?

產品在進入環境測試以前都有經過驗證沒有問題才放進高低溫箱中,經過了還側以後才有這樣的問題,而且經驗中綠漆的汙染顏色比較淡,還稍微有點透明色。

依現場、現物、現地觀察法。在化金製程前之網版印刷,印刷有異物或異常..等等,是否經退洗後(此點很重要:退洗之化學藥劑,有那些成份,這點也可以試者去了解);經圖片上所顯示異常,應可確定是scam(英文字我已忘記了,好像拼錯了)。

belden;
經您這麼一說,的確有可能,下次會要求工廠記錄,但板廠一般部會承認他們有問題。

隨便拿一塊化金報廢板,是完全沒有上綠漆過的,故意去不清洗乾淨;這邊附帶說明一下:上綠漆後,有二種退洗過程,一種是印刷不良,經烘烤後直接退洗,一種是:經曝光後,因對位不良退洗,最好採曝光後退洗之板子,故意清洗某一區域且是不乾淨的,然後重新跑流程:上綠漆→烘烤→曝光(對位)→顯影→烘烤→化金…,大概答案就出來了
另一方式,直接在異常點上作切片,然後再用SEM放大倍數,看出是否有綠漆成份或退洗藥劑成份,大概答案就出來了
另外在業界,退洗後一定經P8站別小姐檢查OK後,再重新上綠漆;PCB每塊板子都有data cood,去調退洗記錄及p8站檢查記錄,大概就可對照出來了

感謝您精闢的解說,的確可以試看看。

1、若是懷疑綠漆退洗在重工,直接看板面防焊與ENIG交接處可看的出來,防焊重工對準度不會剛剛好不是露銅要不然多蓋(會有兩段色差)
2、一般大廠化金完板子都直接報廢(退洗風險性太高)
有關於綠色污染物部份,應該有兩個方向可查
1、成型後水洗未乾疊板
2、化金後有走酸未清洗乾淨

JJ;
有樣的,這樣的討論我喜歡。
大家都有自己的經驗可以分享。

1.綠漆退洗造成的異常比較不會是單點異常,若真的是綠漆退洗不乾淨,在銅面應該會造成保護層,進而妨礙化學鎳金沉積,看到的現象會不一樣。
2.如果異物可移除,是否有機會用別的儀器做進一步分析?
3.EDX分析結果幾乎都會有C.O, 一般我會視為背景元素。

補充說明:隨便拿一塊化金報廢板,是指完全沒有上綠漆過的,是在防焊製程前之線路成型板;也尚未上綠漆及化金.
另外上綠漆前之磨砂製程也可留意.

大哥您好
想藉這個標題發問一下 請問您有松香型助焊劑清洗的相關經驗嗎
目前遇到使用松香型助焊經過回焊後 使用清洗劑卻無法完全清洗乾淨的問題
請問以您的經驗 是否有什麼建議或是推薦哪家的清洗劑 感謝

Evan;
對不起!個人沒有水洗助焊劑的經驗。

大大:
請問一下喔,大大有打過銅綠的EDX嗎?銅綠的元素會包含氯嗎?

謝謝

joy;
文章中有EDX的結果,
銅綠的化學式為 Cu2(OH)2CO3

請問有什麼方式可以檢驗出pcb版或ic上有flux殘留嗎 謝謝

fish;
建議可以使用傅立葉做成分比較。
這個EDS打不出來。

大大:
了解不能用edx打出來
請問傅立葉作成分比較 是用什麼儀器可以作 是破壞性測試 嗎 謝謝

fish;
這個要看你的板子大小,基本上成分分析為了要得到叫正確的結果,一般都會抽真空,所以要看你的板子能不能放到儀器內,建議你詢問有在測試傅立葉的實驗室已得到最佳的回答。

請問電鍍金手指所用的鎳金等材料有那幾家大廠牌? 謝謝

黃崇憲;
Sorry!沒有廠商的資料。

傅立葉應該是指使用FTIR判別出,然後使用建立的資料庫來比對污染源
另外EDS有厚度及範圍限制,只能作為參考比對

洪東尼,
基本上我個人的瞭解也是如此。
FTIR必須跟已知的資料作比較。
EDX一般只能打表面物質。

熊大,
針對您的這個案例,我們也有在鍍了30u” Au金手指上低機率的發現過,FA到最後發現是板子的原材過硝酸測試時會析出類似Flux的物質導致很像銅綠的汙染產生,建議由板子材料著手看看.


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