印制板板邊插頭硝酸蒸汽試驗研究

寧敏潔 周 亮 周 波 方貴練

（工業和信息化部電子第五研究所，廣東 廣州 511370）

0 前言

印制電路板（PCB）板邊插頭表面是通過電鍍鎳/金處理，用于板卡信號連接。常見的板邊插頭結果見圖1所示。由于板邊插頭表面未進行三防漆涂覆或其他防護措施，因此，在產品服役過程和整個壽命周期里，板邊插頭的金層一直裸露在空氣中，這就要求金手指的金層要有較好的耐腐蝕性能，以確保產品在使用過程中不被環境腐蝕，保持良好的可靠性。目前對金鍍層表面孔隙率的檢測方法主要有硝酸蒸汽法、鹽霧試驗和電解顯像測試[1]，本文主要分析板邊插頭硝酸蒸汽試驗腐蝕機理及腐蝕失效的形成原因。

圖1 常見板邊插頭類型圖

1 原理

1.1 試驗原理

金手指的鍍層從表及里逐次是：金（Au）→鎳（Ni）→銅（Cu），表面的金層厚0.8 μm～1.3 μm，鎳層厚3 μm～8 μm，銅層厚度35 μm左右。Au作為惰性金屬，不易與其他物質發生化學反應，能有效地抵抗外界環境中有害物質的侵蝕，但是當板邊插頭的Au面存在微孔[3]、晶格缺陷、縫隙、漏鍍等缺陷時，Ni層或Cu層的化學性質比較活潑，會與滲入的腐蝕性介質接觸，發生腐蝕失效。因此，板邊插頭的腐蝕主要是指Au層底部的Ni和Cu鍍層與周圍腐蝕性介質（酸性氣體、鹽霧、含硫氣體等）之間發生化學或電化學作用而引起的破壞。

1.2 腐蝕機理

試驗時，將濃硝酸倒入試驗容器中會呈現出 “白霧”現象，這是由于濃硝酸分解出的二氧化氮與水蒸氣結合形成硝酸小液滴，小液滴附著在板邊插頭表面，通過孔隙與鎳接觸發生化學反應，鎳層底部為銅層，當表面有孔隙或裂縫露銅現象，底銅同樣會被腐蝕，化學反應式如下?！?br>