镀层硫化氢测试腐蚀分析

1、镀层硫化氢测试腐蚀分析一、腐蚀的理论分析： a. 产品结构示意图; 图1Au Ni Cu附着在镍层上的电镀金层（Au）孔隙率高，且厚度很薄。金在镍上的分布就如我们常见的芝麻饼上的芝麻一样。微观示意图如下： 图2镍 Ni b. 反应原理： 在潮湿、高温的条件下，疏松多孔的金层与镍层会发生原电池腐蚀：镍为阳极，金为阴极，这种腐蚀在酸性条件下加速。镍层逐渐被腐蚀，金层脱落、剥离；当镍层出现孔洞后，又发生镍、铜间的原电池腐蚀，于是镍可能被完全腐蚀掉，直至漏出铜层。在硫化氢测试环境下，发生的化学反应如下：(硫化物的产生，使得反应平衡向右移动) . 硫化氢的电离： H2SH+ + HS- HS- H+ +

2、 S2- . 镍与金、镍与铜间的原电池腐蚀：（都是镍的腐蚀） 镍层（阳极）反应： Ni 2e Ni2+ Ni2+ + S2- NiS （黑色） 金（铜）层（阴极）反应： 2H+ + 2eH2. 当铜层裸露出来后，铜与其自身所含有的其他物质(如碳等)，也能发生原电池腐蚀： Cu e Cu+ Cu2e Cu2+2Cu+ + S2- Cu2S （灰黑色） Cu2+ + S2- CuS （黑色） .可能还有其他的少量的缓慢反应，如硫化氢被缓慢氧化成硫，再到SO2 , SO3 ,H2SO4,进而与镍、铜离子生成绿色的硫酸镍和蓝色的硫酸铜。反应方程式不再累述。二、客户不良样品图片：(样品部提供的不良样品)

3、 a.手指表面的腐蚀：200倍镜：斑驳的金和清晰可见的底铜100倍镜：黑色堆积物和隐约可见的底铜 b. 手指顶端（冲切区）：可能预示着手指冲切后需做防氧化处理200倍镜：端部腐蚀严重，可见底铜100倍镜：端部腐蚀严重三、硫化氢测试条件：硫化氢浓度测试温度测试湿度测试时间100 ppm5050%72H四、改善方向和方案 a. 改善方向：尽量消除导致镀层发生原电池腐蚀的内部环境： 1. 增加金层厚度，减少金层孔隙率； 2. 对金面进行封孔处理；3. 适当加厚镍层；4. 对比不同镍金沉积方法的耐腐蚀强度的差别。b. 试验改善方案：试验产品共30 PNL1.电镀镍金（镍厚按上限控制），对不同金厚的产品

4、试行封孔处理（药水名称为ST-2和ATT-200）金层厚度 0.1 um 0.2 um 0.3 um 0.4 um金面处理方式ST-22 PNL2 PNL2 PNL2 PNLATT-2002 PNL2 PNL2 PNL2 PNL不做处理2 PNL2 PNL2 PNL2 PNL2.化学镍金：镍厚按上限控制，对不同金厚的产品试行封孔处理（药水名称为ST-2和ATT-200）金层厚度ST-2ATT-200不做处理0.05 um1 PNL1 PNL1 PNL0.1 um1 PNL1 PNL1 PNL3.封孔剂性质：（药水供应商宣称）药水名称操作温度配比浓度盐雾测试H2S测试SO2测试皮膜耐温性耐酸碱性

5、ST-2205020%48H没做过24H不清楚最怕盐酸ATT-20040±55%48H没做过不清楚120耐受性差五、硫化氢测试: 先全测镍金厚度 按上述客户测试环境测试，但在时间上稍作变化：总时间72H,但每4H 检查记录一次，并同时拿出12 PCS产品，标识封存，试验完全结束后拿回本司供对比分析，六、试验品“5594Y4”制作 2012-9-28 已经完成镍金，激光后再行封孔。镀镍金在2#线。a. 生产参数预设金厚规格0.1 um0.2 um0.3 um0.4 um电镀镍金参数镀镍电流密度DK2.0ASD2.3ASD2.3ASD2.3ASD镀镍时间 t9mim9mim9mim9mi

6、m预设金厚规格0.1 um0.2 um0.3 um0.4 um电镀镍金参数镀金电流密度DK0.4ASD0.8ASD0.8ASD0.8ASD镀金时间 t2.0mim3.5mim7mim10.5mim预设金厚规格0.1 um0.2 um沉镍金参数沉镍时间 min2222沉金时间 min9.521b. 电镀镍金镀层实际测量厚度电镀镍金： 电镀镍金-镍层厚度电镀镍金-金层厚度 c.沉镍金厚度：沉镍金-金层厚度沉镍金-镍层厚度七、盐雾测试（先于硫化氢测试开始，本司内部测试）a. 测试条件;氯化钠浓度温 度湿 度pH4060 g/L35 85 %6.57.3b. 测试结果：试验分析： 1. 在该项测试中，

7、“金面封孔剂”的作用没有体现出来；2. 金层越厚，耐腐蚀性越强，金厚在0.20.4um的盐雾测试时间可达72H以上；3. 化学镍金的产品耐腐蚀性差，盐雾测试时间小于24H；4. 按本司正常工艺生产的电镀镍金产品，盐雾测试可靠性为24H。八、硫化氢测试：（最终测试方式为连续测试72H, 与原计划相差甚远；外部第三方“赛宝”测试25/10） 1. 编号、试验方案及参数2. 硫化氢测试图片（72H） a. 化学镍金： 在盐雾测试中，所有化学镍金的产品都未超过24H,故遭淘汰未能送出过硫化氢测试。b. 电镀镍金：用ATT-200封孔 图片按金厚由小到大排列 编号1编号2 编号3编号4 用ST-2封孔

8、图片按金厚由小到大排列编号7编号8 编号10编号9 不做任何封孔 图片按金厚由小到大排列编号14编号13 编号16编号15 c. .腐蚀部位切片分析 .手指端部冲切面为 铜/镍/金 三层横断面结构，均裸露在外，极易腐蚀，如下图：顶端底铜腐蚀严重顶端冲切面腐蚀图片 .手指侧面金层覆盖能力差，易导致腐蚀，如下图：手指侧面腐蚀图片镍层被腐蚀穿透，危及底铜 d. 试验分析 . 在该试验中，封孔剂的作用没有得到体现； . 金层越厚，耐硫化氢测试的时间越长，说明抗腐蚀能力越强； . 手指端部冲切面与手指侧面耐腐蚀能力差，这表明可能与该部位无镀层或镀层薄有关； . 手指端部冲切面无镀层覆盖，完全没有抗腐蚀能力。(个人认为是正常现象，应许可)九、试验结论与改善方向 1. 试验结论a. 镀层抗腐蚀能力与金层厚度密切相关，且成正比关系，金层厚度越厚，抗腐蚀能力越强；b. 本司现有的金面封孔剂对镀层的抗腐蚀能力没有帮助；c. 本司产品手指侧面抗腐蚀能力相对较差，手指端部冲切区则基本无