PCB印制插头镀金面等离子清洗

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2023-09-14

印制电路板印制插头是PCB中用于电气连接的插脚，起着电气导通的重要作用。由于正常的金表面应当是光亮金黄，但在生产过程中印制插头表面会发生变色，俗称金面氧化，影响电气导通，严重时会导致电子系统工作的失败。然而传统的清洁方法对印制插头表面的作用效果不明显，因此清洁印制插头表面是困扰PCB工艺过程的难题。本文对印制插头表面变色的原因进行分析，对等离子清洗的原理进行说明。

PCB印制插头表面镀金的目的在于金可以降低接触电阻，由于是插件，镀金可以增加耐磨性，同时还防氧化。但在镀完金之后，金表面总是会变色，用目测观察表现为暗黄色或者红褐色斑点，正常金面应该是光亮金黄。

金面变色的原因分析

金面氧化只是俗称，严格的说金是不会被氧化的，因为金是一种比较稳定的金属元素，在大气的环境中不与其它的物质发生反应，因此不会受到各种腐蚀性气体的侵袭而发生化学变化。PCB印制插头表面变色的原因主要体现在以下两个方面：

（1）电镀开始时，基体表面集结着核状分离点，并随着时间的增加，金最终将在横向和纵向连续扩散而逐渐铺在基体的所有表面。基体表面沉积的金晶核在水平方向上会不可避免的形成间隙，这种间隙如果形成金镀层通向基体金属的微孔，基体金属铜通过镀金层的空隙向镀层表面迁移，由于金层和基体铜金属之间存在着电位差，在遇到腐蚀性介质时这种电位差会导致基体金属被腐蚀，当腐蚀物聚集在金层表面就会改变颜色。

（2）镀金过程中的管理问题。
①镀金前对铜表面清洗不尽，以及酸洗过量造成铜基体粗糙，从而导致镀层间隙增多，铜就容易扩散到金表面，然后受腐蚀性气体的腐蚀而导致变色。
②由于金与铜容易形成扩散层，所以金不能直接镀在铜表面，那么就需要在金与铜表面形成阻挡层，阻挡层应当符合致密度高、应力低和不向金层表面扩散等条件。一般情况下是用镍镀层作为金的阻挡层，镍的特性固然好，但镍的脆性会产生微裂纹从而丧失阻挡作用，还有新鲜的镍表面极容易被空气氧化而形成一层极薄的氧化层，不仅影响其可焊性，而且还影响电镀与其他金属的结合力。因此使用镍应尽量避免与空气接触。
③在电镀过程中，镀液维护工作没有做好，将会对镀层质量带来严重后果，比如将金属杂质带入镀液，就会造成镀液的分散能力下降，电流效率降低，对金镀层产生不良影响。
④在电镀过程中，电镀工艺参数设置不妥，比如在镀阻挡层时，如果电镀的电流密度过低，在规定的时间内镀层厚度就达不到要求。同样，如果在镀镍时，若镀液pH值调的过低或低于工艺下限，镍层会层积得太慢达不到规定的厚度，那么镀层阻挡作用也会下降。
⑤镀后清洗不净以及操作人员的手汗污染也是导致金层变色的原因。

等离子清洗印制插头表面镀金面原理

等离子清洁作用主要是是去除弱键为主的(典型-CH基)有机沾污物和氧化物。等离子清洁原理如下：
(1) 等离子气体的形成:
O₂+CF4→O+OF+CO+COF+F+e....
(2) 等离子体与高分子材料(C,H,O,N)反应:
（C,H,O,N）+（O+OF+CO+COF+F+e.....）→CO2↑+H20↑+NO2↑+.....
(3) 等离子体与Si和SiO2组成的玻纤布反应:
HF+Si→SiF4↑+H2
HF+SiO2→SiF4↑+H2O↑
（4）氢等离子体通过化学反应可以去除表面氧化物，达到清洁表面的目的，反应式如下： H2+e^- →2 H⁺+e^-
H⁺+非挥发性金属氧化物 → 金属+ H2O
以上是等离子体清洁的基本原理，为其应用于印制插头表面清洁。

与传统的清洗方法相比，等离子体更能有效清洁PCB印制插头金面，不但作用时间短暂，节省人力和时间，清洁效率高，而且使用气体价格低廉，具有成本优势，并对补强，包封和金面没有影响，因此等离子体清洗不失为一种优良的金表面清洁方法。