鍍金厚度與座充充電不良的關係

鍍金厚度與座充充電不良的關係

公司的產品最近在市場上出了一個品質問題,客戶反饋有一款手持式的裝置在使用一段時間後陸續發生座充無法充電的問題,初步查看送回來分析的樣品,從電氣特性檢查並無發現什麼異狀,相似設計的產品公司也一直有在生產,從來就沒有發生過類似的問題,而且出問題的產品是在上市後兩年左右才陸續出現充電不良的問題。

以此推論這座充無法充電問題,如果排除了電氣的因素,剩下的就是接觸面鍍金層的品質問題了,所以方向就只像了鍍金層氧化或是沒有規定使用硬金。一般來說用於插拔或是反覆式接觸面的鍍金,都會被設計成硬金(hard gold),而且其鍍金的厚度也會規定得比一般焊錫面或是一次性接觸的金要來得厚很多。







以現在ENIG製程的表面處理,其鍍金厚度大概只落在1.2~3µ”(micro inch)左右,但是查了我們公司這款接觸面的表面處理規格,其鍍金的厚度規定為50u”,而下面的鎳層厚度則規定為100~180µ”,而且要求鍍硬金,按理說以這樣的鍍金厚度少說也可以用個5~10年不成問題,怎麼才兩年就掛了?

延伸閱讀:何謂硬金、軟金、電鍍金、化金、閃金?

▼圖片僅是示意並非不良產品,產品的充電接觸墊使用一段時間後,會有凹陷及黑色的氧化物出現。
圖片僅是示意並非不良產品,產品的充電接觸墊使用一段時間後,會有凹陷及黑色的氧化物出現。

既然確定規格沒有問題,那問題可能就出在來料的品質問題上了,範圍更小了,所以我們先把有問題的樣品送去工研院做EDX/SED成分分析,分析後發現這金層的表面上的確有氧化的現象,而且還有些硫化物在上面,而且我們更發現這根本就不是金鎳或是金鈷合金的硬金,因為根本沒打到鎳及鈷的成份。

  市場上有問題的產品鍍層分析 新品的鍍層分析
成份分析 市場上有問題的產品鍍層分析 新品的鍍層分析
SEM/
ESD
市場上有問題產品的SEM/ESD鍍層分析 新品的鍍層SEM/ESD分析

既然是高度懷疑鍍金出了問題,接著就該做鍍金厚度的量測了,結果量測出來的數據讓人傻眼,因為鍍金的厚度只有 0.09µM,相當於3.54µ”而已,離規定的50µ”差了十萬八千里啊!這下問題應該很明顯就是出在金層的問題了。

圖片規格 實際產品
金層厚度(Au) 50µ”(1.27µM) 0.09µM
鎳層厚度(Ni) 100~180µ”(2.54~4.57µM) 2.61µM
銅層厚度(Cu) 1 oz (1.4 mils)

其實想要達到50µ”(1.27µM)的金層厚度,以目前的製程技術大概只有電鍍金可以達成,但是電鍍金必須要將所有的電鍍點接上電極才能完成電鍍,而且電鍍金的製程也比其他的無電鍍製程要貴上許多。看來是偷雞不著還賒「堆」米啊,收拾善後有得忙了。


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訪客留言內容(Comments)

想問一問比如像你這次發生的情況,一般是會怎樣處理責任問題和賠償問題?
簡單來說很明顯是廠方沒有按要求做,但也表現出自己公司品檢沒有檢查這一點。
招回的成本應該不便宜,但是都出貨了兩年,可能已經過了保養期。做不做就是老闆的問題了。

對最近的產品重做檢查應該是最迫切要做的事吧。

KSC;
像這類的問題也不用客氣,我的建議是能要多少算多少,先把費用攤出來,自己損失了多少,不需要幫供應商擔心太多,
這時候對人仁慈就是對自己殘忍。
有多少證據說多少話,供應商要痛了才會警惕。
另外,工程人員只要把工程問題澄清,其他賠償的事就請Business的人去主談了。

請問鍍層是用何設備作量測的?

若是插拔物件pcb供應商會建議電鍍金途程(包涵金手指),至少30μ”以上
若是單純抗氧化或組裝點 一般用化金
要分鍍金或化金很簡單,只要測硬度就看得出來
金厚度也是可以分但有些客戶端鍍金也有要求3μ”怕會分不出來
量測金鎳厚度用X-ray就可以

版大:
請教您~會指定鎳層厚度,是為什麼呢?
鎳層厚度是相對值(搭配金層厚度)還是固定值?
假設金層設定2~3μ”,那鎳層也指定100~180u”(2.54~4.57uM)是恰當的嗎?
謝謝您。

首先要瞭解PCB「鎳」層的目的為何?幾本上鎳層用來作為貴金屬和賤金屬的襯底鍍層。對於重負荷磨損的一些表面,如開關觸點、觸片或插頭金,用鎳來作為金的襯底鍍層,可大大提高耐磨性。當用來作為阻擋層時,鎳能有效地防止銅和其它金屬之間的擴散。鎳鍍層厚度一般不低於2.5微米,通常採用4-5微米。
所以想看看鎳層太厚會有什麼問題?價錢?阻礙焊錫合金的形成(焊錫合金形成的元素只有Cu、Sn)?太薄又會有什麼問題?無法完全覆蓋銅底材,金層無法完全附著?後續會造成氧化?

補充
鎳層太薄會怎麼樣?鎳層太厚會怎麼樣?
板廠只自我要求鎳層要足120μ”,沒有設定上限,看檢驗報告最高可以到190μ”


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