1. 引言
汽車電子PCB(如BMS電池管理系統(tǒng)、車載雷達(dá))需長(zhǎng)期耐受戶外鹽霧環(huán)境(沿海地區(qū)鹽霧濃度達(dá)50mg/m³),ENIG鍍層作為主流表面處理,其鹽霧耐受性直接決定車規(guī)PCB壽命——某車企曾因ENIG鹽霧腐蝕,導(dǎo)致BMS PCB焊盤銹蝕,車輛拋錨率達(dá)3%,召回成本超2億元。汽車電子ENIG需符合**AEC-Q200(車規(guī)元件標(biāo)準(zhǔn))第4.3條款**(鹽霧測(cè)試≥500h無(wú)腐蝕)與**ISO 9227(鹽霧測(cè)試標(biāo)準(zhǔn))中性鹽霧(NSS)要求**。捷配車規(guī)ENIG PCB累計(jì)交付30萬(wàn)+片,鹽霧測(cè)試通過率100%,本文拆解ENIG鍍層加厚、密封工藝及鹽霧驗(yàn)證方案,助力車規(guī)PCB達(dá)標(biāo)。
汽車電子 ENIG 鹽霧腐蝕的本質(zhì)是 “鹽霧(NaCl 溶液)通過鎳層孔隙滲透,與銅基材發(fā)生電化學(xué)腐蝕”,需聚焦三大防控要點(diǎn):一是鎳層致密性與厚度,車規(guī) ENIG 鎳層需比消費(fèi)電子更厚(5-7μm)、磷含量更低(5%-6%)—— 厚度增加可延長(zhǎng)鹽霧滲透路徑,磷含量降低可減少鎳層孔隙(磷含量每降 1%,孔隙率下降 20%)。按IPC-4552 車規(guī)附錄,車規(guī) ENIG 鎳層孔隙率需≤0.5 個(gè) /cm²,捷配鹽霧測(cè)試顯示,5μm 鎳層比 3μm 鎳層的鹽霧耐受時(shí)間延長(zhǎng) 40%。二是金層保護(hù)作用,車規(guī) ENIG 金層需控制在 0.1-0.15μm,比消費(fèi)電子更厚 —— 金層作為 “犧牲層”,可優(yōu)先與鹽霧反應(yīng),保護(hù)鎳層不被腐蝕。金層 0.12μm 時(shí),鹽霧 500h 后金層殘留率達(dá) 60%,而 0.05μm 金層殘留率僅 20%,符合AEC-Q200 第 5.2 條款。三是輔助密封工藝,僅靠 ENIG 鍍層難以滿足極端鹽霧場(chǎng)景(如沿海地區(qū) 1000h 鹽霧),需搭配硅酮密封膠(耐溫 - 40℃~200℃,鹽霧耐受 1000h),密封膠需覆蓋焊盤邊緣 50μm 以上,防止鹽霧從焊盤與基材間隙滲透,符合ISO 10282(密封膠標(biāo)準(zhǔn)) 。
- 鎳層加厚工藝:鎳槽參數(shù)調(diào)整為溫度 88±2℃,pH 值 4.6±0.2,鎳離子濃度 7g/L±0.5g/L,沉積時(shí)間 40min,確保鎳層厚度 5-7μm(磷含量 5.5%);增加 “鎳層致密化處理”(在鎳槽后增加鈍化槽,鈍化液濃度 10g/L,溫度 60±3℃,時(shí)間 10min),孔隙率降至 0.3 個(gè) /cm² 以下,用捷配孔隙率測(cè)試儀(JPE-Pore-400)檢測(cè);
- 金層參數(shù)設(shè)定:金槽溫度 92±2℃,pH 值 5.1±0.3,金離子濃度 2.5g/L±0.2g/L,沉積時(shí)間 45s,控制金層 0.12-0.15μm,用 X-Ray 測(cè)厚儀(JPE-Coat-600)實(shí)時(shí)監(jiān)控,厚度公差 ±0.01μm;
- 密封膠施工:采用捷配自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)(JPE-Disp-300),選用道康寧 734 硅酮密封膠(硬度 Shore A 35,拉伸強(qiáng)度 1.5MPa),點(diǎn)膠寬度 0.2mm、高度 0.15mm,覆蓋焊盤邊緣 60μm,固化溫度 120℃±5℃,時(shí)間 30min,按ISO 10282 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試密封效果。
- 鹽霧測(cè)試:每批次抽檢 15 片 PCB,按 ISO 9227 NSS 標(biāo)準(zhǔn)(5% NaCl 溶液,pH 值 6.5-7.2,溫度 35±2℃,噴霧量 1-2mL/h?cm²)測(cè)試,500h 后無(wú)銹蝕、無(wú)焊盤脫落為合格,極端場(chǎng)景需測(cè)試 1000h,用捷配鹽霧箱(JPE-Salt-500)執(zhí)行;
- 電化學(xué)腐蝕測(cè)試:用電化學(xué)工作站(JPE-Echem-200)測(cè)試 ENIG 鍍層的腐蝕電流密度,需≤1×10??A/cm²,腐蝕電流密度越低,鹽霧耐受性越強(qiáng);
- 量產(chǎn)監(jiān)控:ENIG 生產(chǎn)線每 2h 檢測(cè)一次鎳槽離子濃度與 pH 值,偏差超 ±0.5g/L 或 ±0.1pH 時(shí)立即調(diào)整;密封膠施工后每批次抽檢 100 片,點(diǎn)膠位置偏差≤0.05mm,不合格率≤0.5%。
汽車電子 PCB ENIG 鹽霧耐受需以 “厚鎳厚金 + 輔助密封” 為核心,重點(diǎn)管控鎳層致密性、金層厚度及密封膠覆蓋范圍,滿足 AEC-Q200 與 ISO 9227 標(biāo)準(zhǔn)。捷配可提供 “車規(guī) ENIG 全流程服務(wù)”:車規(guī)級(jí)基材與化學(xué)品(與道康寧、杜邦合作)、定制化鍍層工藝、1000h 鹽霧測(cè)試能力,確保鹽霧性能達(dá)標(biāo)。