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探秘PCB中的黑盤(pán)現(xiàn)象:了解背后的故事

作者:綠志島 2024-10-22 0

在當(dāng)今這個(gè)高度依賴電子設(shè)備的世界里,印刷電路板(PCB)扮演著無(wú)名英雄的角色。然而,即便是這樣精密的組件也面臨著一些棘手的問(wèn)題,其中之一就是“黑盤(pán)現(xiàn)象”。這個(gè)問(wèn)題尤其在需要極端可靠性的領(lǐng)域,如航空電子設(shè)備或生命支持系統(tǒng)中顯得尤為關(guān)鍵。讓我們一起來(lái)揭開(kāi)黑盤(pán)現(xiàn)象的神秘面紗,看看它是如何形成的,為什么會(huì)造成麻煩,以及我們能做些什么來(lái)防止它。


黑盤(pán)現(xiàn)象的由來(lái)

黑盤(pán)現(xiàn)象實(shí)際上是指在PCB的ENIG(化學(xué)鎳金)處理過(guò)程中出現(xiàn)的一種缺陷。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是在電路板的表面鍍上一層鎳和一層金的過(guò)程中,有時(shí)會(huì)因?yàn)槟承┰驅(qū)е洛儗映霈F(xiàn)問(wèn)題,這些問(wèn)題最終會(huì)影響到電路板上的焊接點(diǎn)。這些焊接點(diǎn)不僅外觀變得不理想,更重要的是它們的功能性可能會(huì)大打折扣,增加了設(shè)備故障的風(fēng)險(xiǎn)。

成因揭秘

黑盤(pán)現(xiàn)象的發(fā)生主要是因?yàn)樵阱兘疬^(guò)程中,鍍金液中的成分與鎳層發(fā)生了不應(yīng)有的反應(yīng)。這種化學(xué)反應(yīng)會(huì)使得鎳層受到侵蝕,形成各種形態(tài)的損傷。其中最典型的兩種情況是“泥漿裂紋”和“針刺狀腐蝕溝槽”。


泥漿裂紋:想象一下,當(dāng)你在一片干涸的土地上行走時(shí),腳下那龜裂的地面——黑盤(pán)現(xiàn)象中的鎳層就是這樣的狀態(tài)。這種裂紋表明鎳層受到了嚴(yán)重的腐蝕。

針刺狀腐蝕溝槽:如果把電路板切片放大觀察,你會(huì)發(fā)現(xiàn)鎳層內(nèi)部存在著一些像針一樣尖銳的小溝槽。這些溝槽的存在會(huì)進(jìn)一步削弱焊接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

另外,黑盤(pán)現(xiàn)象還伴隨著一個(gè)叫做“富磷層”的現(xiàn)象。當(dāng)鍍層中含有過(guò)多的磷時(shí),這層物質(zhì)會(huì)影響焊接點(diǎn)的導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度,使其更容易發(fā)生故障。


影響焊接點(diǎn)的可靠性

黑盤(pán)現(xiàn)象最直接的影響就是它會(huì)降低焊接點(diǎn)的可靠性。有時(shí)候,盡管焊接點(diǎn)從表面上看似乎完好無(wú)損,但內(nèi)部卻早已“傷痕累累”。當(dāng)電路板承受外力或是在惡劣環(huán)境中工作時(shí),這些隱藏的問(wèn)題就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái),導(dǎo)致連接中斷或其他類型的故障。


如何應(yīng)對(duì)黑盤(pán)現(xiàn)象?

面對(duì)黑盤(pán)現(xiàn)象帶來(lái)的挑戰(zhàn),我們可以采取多種措施來(lái)預(yù)防和控制它:


改進(jìn)ENIG工藝:通過(guò)調(diào)整鍍金液的配方和優(yōu)化電鍍過(guò)程中的參數(shù)設(shè)置,可以有效減少鎳層被侵蝕的情況。

選擇替代材料:對(duì)于那些對(duì)可靠性要求特別高的應(yīng)用,可以考慮使用其他類型的表面處理材料,如銀或錫,它們可能提供更好的性能。

強(qiáng)化質(zhì)量檢查:在生產(chǎn)線上加強(qiáng)質(zhì)量控制,定期進(jìn)行檢查,以便盡早發(fā)現(xiàn)并糾正黑盤(pán)現(xiàn)象。

設(shè)計(jì)上的考慮:在設(shè)計(jì)階段就考慮到如何增強(qiáng)焊接點(diǎn)的穩(wěn)定性,比如適當(dāng)調(diào)整焊盤(pán)的位置或者增加焊點(diǎn)的數(shù)量,都可以幫助提高電路板的整體可靠性。

總而言之,雖然黑盤(pán)現(xiàn)象給PCB帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn),但是通過(guò)不斷的技術(shù)進(jìn)步和嚴(yán)格的質(zhì)量管理,我們完全有能力將其影響降到最低,確保電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性和耐用性。

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