很多人打開(kāi) PCB 包裝,會(huì)發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)的銅層不是光亮的紅色,而是變成了暗沉的黑色。這到底是怎么回事?發(fā)黑的孔銅還能用嗎?
首先要明確一點(diǎn):孔銅發(fā)黑,大概率是氧化導(dǎo)致的,但也可能是其他原因。咱們分情況說(shuō):
- 氧化發(fā)黑:這是最常見(jiàn)的原因。PCB 生產(chǎn)完成后,如果沒(méi)有及時(shí)做防氧化處理,孔內(nèi)的銅層會(huì)和空氣中的氧氣、水分發(fā)生反應(yīng),生成黑色的氧化銅。尤其是在潮濕、高溫的環(huán)境中,氧化速度會(huì)更快。
- 硫化發(fā)黑:如果 PCB 存放環(huán)境中有硫化氫等硫化物(比如靠近化工廠、橡膠廠),銅層會(huì)和硫化物反應(yīng),生成黑色的硫化銅。這種發(fā)黑比氧化發(fā)黑更難處理,對(duì)銅層的損傷也更大。
- 工藝殘留發(fā)黑:PCB 生產(chǎn)過(guò)程中,除膠渣、微蝕等環(huán)節(jié)的藥水殘留,會(huì)和銅層發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致孔銅局部發(fā)黑。這種發(fā)黑通常是斑點(diǎn)狀的,不是整體變色。
發(fā)黑的孔銅,性能會(huì)大打折扣,具體危害有這些:
- 導(dǎo)電性下降:氧化銅和硫化銅都是絕緣體,覆蓋在銅層表面會(huì)增加接觸電阻,導(dǎo)致信號(hào)傳輸不暢,甚至出現(xiàn)斷路;
- 焊接性能變差:發(fā)黑的銅層無(wú)法和焊錫良好結(jié)合,焊接時(shí)容易出現(xiàn)虛焊、假焊,影響元器件的安裝穩(wěn)定性;
- 加速腐蝕:發(fā)黑的區(qū)域相當(dāng)于 “腐蝕起點(diǎn)”,后續(xù)使用中,腐蝕會(huì)從這里向周?chē)鷶U(kuò)散,導(dǎo)致孔銅徹底失效。
所以,嚴(yán)重發(fā)黑的孔銅不建議使用,尤其是高精密、高可靠性的 PCB 板。
預(yù)防永遠(yuǎn)比挽救更重要,捷配給大家分享兩套方案:
- 做好防氧化處理:PCB 生產(chǎn)完成后,及時(shí)進(jìn)行 “有機(jī)保焊膜(OSP)” 或 “電鍍鎳金” 處理。OSP 膜能在銅層表面形成一層保護(hù)膜,隔絕空氣和水分;鎳金層則是物理覆蓋,防氧化效果更好。
- 優(yōu)化包裝和存儲(chǔ):PCB 用真空包裝袋密封包裝,里面放入干燥劑和防靜電劑。存儲(chǔ)環(huán)境要保持干燥、通風(fēng),溫度控制在 20℃~25℃,濕度控制在 40%~60%,遠(yuǎn)離硫化物和酸堿環(huán)境。
- 縮短生產(chǎn)周期:盡量減少 PCB 生產(chǎn)完成后到使用的時(shí)間間隔,最好在出廠后 3 個(gè)月內(nèi)完成焊接。
如果孔銅只是輕微發(fā)黑,沒(méi)有出現(xiàn)大面積剝落,可以嘗試這些方法:
- 酸洗處理:用稀釋的硫酸或鹽酸(濃度控制在 5%~10%)浸泡 PCB,時(shí)間控制在 10~20 秒,然后用清水沖洗干凈,吹干后立即焊接。注意:酸洗會(huì)輕微蝕刻銅層,不能反復(fù)使用。
- 拋光處理:用超細(xì)的研磨膏輕輕打磨孔內(nèi)發(fā)黑的區(qū)域,去除氧化層,然后用酒精清洗干凈。這種方法適合少量板子的處理。
孔銅發(fā)黑看似小問(wèn)題,實(shí)則是 PCB 質(zhì)量的 “試金石”。