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关于元器件引脚表面镀层过炉后变色的有趣话题 [复制链接]

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2001-07-22
只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2006-06-13
Bluish Color of Sn-plating over Ni After 3X Reflow (Peak Temp @ 260degC) [Philippines]

January 31, 2006

Hi Guys,

We are plating pure Sn over Ni surface (originally it was pure Sn over Ni/ NiP surface).
The components (D2PAK transistors) undergo the ff process:
1. 168hrs soak @ Moisture Chamber (85degC / 85%RH).
2. Reflow 3 times in IR oven (total cycle time of reflow ~ 2mins); peak temp of 260degC.

Observations:
1. Components with Sn plating over Ni surface turned bluish after reflow
2. Components with Sn palting over Ni / NiP surface did not turn bluish
3. All Components that did not undergo Moisture soak did not turn bluish

Questions:
1. What's the mechanism/principle behind the bluish color?
2. Is it safe to say that the P content on the Ni/NiP surface prevents this bluish phenomenon?


Appreciate your help.

Jun Idjao
Semiconductors - Laguna, Philippines


February 13, 2006



The bluish color after reflow is Sn oxide. Presumably, the oxide thickness is up to 400-500A judging from the color.

On Ni underplate, Sn is forming IMC slowly with Ni, which gives it plenty of time staying in its molten state. Serious oxidation/reflow discoloration is observed.

On NiP underplate, Sn is forming better IMC with Ni and NiP. The IMC is forming faster and the crystalline IMC so formed between Sn and NiP is helping Sn to recrystallized faster. Therefore, oxidation is not as serious.

Danny Lau
- Hong Kong


February 15, 2006



Just try running the freshly plated tin thru an alkaline cleaner and rinsing again before re-flowing.

Robert H Probert
Robert H Probert Technical Services - Garner, NC, USA

April 19, 2006



Dear Robert,

Do you notice that alkaline post-treatment, such as TSP, is not improving the Sn reflow discoloration problem? Instead, I think that acid post-treatment may be more effective in removing surface adsorbed organices (in a like-dissolve like manner?) which may contributed to reflow discoloration.

Danny Lau
- Hong Kong




相关链接:http://www.finishing.com/393/28.shtml
2条评分
panda-liu 好评度 +1 - 2006-06-13
john97 好评度 +1 - 2006-06-13
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离线panda-liu
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2003-05-16
只看该作者 沙发  发表于: 2006-06-13
The oxide thickness is up to 400-500A judging from the bluish color...,The acid post-treatment may be more effective in removing surface adsorbed organices(to alkaline post-treatment of Sn oxide)...,结论是这样的吗...?

反对老大在中文区不给个中文解释或结论...,呵呵。
 
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2006-06-08
只看该作者 藤椅  发表于: 2006-06-14
怎么是天文啊?看不懂,并还有好评度,老天,不公平。
离线skylee
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2001-07-22
只看该作者 板凳  发表于: 2006-06-14
引用第1楼panda-liu2006-06-13 18:42发表的“”:
The oxide thickness is up to 400-500A judging from the bluish color...,The acid post-treatment may be more effective in removing surface adsorbed organices(to alkaline post-treatment of Sn oxide)...,结论是这样的吗...? [表情]
反对老大在中文区不给个中文解释或结论...,呵呵 [表情]

这是finishing.com上面的一个有趣的讨论,Jun Idjao的提问说明了现象,Danny Lau从原理上解释了bluish color实质上是镀锡层的氧化,以及Ni/NiP镀层在这个问题上面的表现的区别,不过他没有回答Jun Idjao提出的关于Moisture soak 与 no Moisture soak 的这个提问者突出的关键问题,这跟我们在日常生产中常碰到的变色问题息息相关,如果你的Ni底镀Sn的元器件引脚在空气中暴露时间过长的的话,很容易会因氧化物增多出现这种带一点蓝色的变色现象,这就是为什么Jun Idjao说没有受潮的元件都没有问题的原因了。

我手头有点资料可以贴上来给大家看一下。
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只看该作者 报纸  发表于: 2006-06-14
引用第3楼skylee2006-06-14 14:57发表的“”:
这是finishing.com上面的一个有趣的讨论,Jun Idjao的提问说明了现象,Danny Lau从原理上解释了bluish color实质上是镀锡层的氧化,以及Ni/NiP镀层在这个问题上面的表现的区别,不过他没有回答Jun Idjao提出的关于Moisture soak 与 no Moisture soak 的这个提问者突出的关键问题,这跟我们在日常生产中常碰到的变色问题息息相关,如果你的Ni底镀Sn的元器件引脚在空气中暴露时间过长的的话,很容易会因氧化物增多出现这种带一点蓝色的变色现象,这就是为什么Jun Idjao说没有受潮的元件都没有问题的原因了。
我手头有点资料可以贴上来给大家看一下。


急切等待ing
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2001-07-22
只看该作者 地板  发表于: 2006-06-14
相关的试验及分析数据我贴到上面了,大家可以参考一下。实际工作中可能会有点差异,但是这个基本原理还是要了解一下。
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只看该作者 地下室  发表于: 2006-06-14
对不起!您没有登录,请先登录论坛.


等有结果了,我再把威望之类的喀嚓掉,供大家参考!
[ 此贴被草稚鸡在2006-06-14 15:33重新编辑 ]
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只看该作者 7楼 发表于: 2006-06-16
置顶,寻求高手帮忙ing................
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只看该作者 8楼 发表于: 2006-06-16
用户被禁言,该帖自动屏蔽!
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2005-01-11
只看该作者 9楼 发表于: 2006-06-16
现在的问题是部品的焊盘有问题啊。
不是PCB上的焊盘有问题,焊盘上的锡点是OK的。
难道是部品的焊盘氧化造成?
因为部品焊盘与PCB焊盘是完全分离了的。
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2003-10-09
只看该作者 10楼 发表于: 2006-06-17
有意思,Sn镀在Ni上是INEMI推荐的抑制tin whisker的方法,但是没有听说过加P的。焊点P过多不知道是不是会有问题,ENIG PAD的black pad,P元素就是元凶之一。
但是变色是因为Sn氧化的说法我不是很理解,是因为大焊端的D2PAK电压调整器才有这个问题,还是所有的Sn
plating over Ni barry layer都有这个问题??按照Philippines工程师的解释,Sn和Ni 形成IMC太慢,导致熔融态态的Sn时间过长氧化变色。那广而言之,ENIG finishing and SAC paste是不是也会有这个问题呢?到目前为止还没有听说过。估计主要原因还是reflow profile 中above 217这一段时间过长造成的。
moisture soak? soak 段温度没有超过217,Sn没有熔融,解释为对molten state 的Sn会有影响不太理解。老大能解释一下吗?
[ 此贴被dahai1122在2006-06-17 11:02重新编辑 ]
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2006-02-18
只看该作者 11楼 发表于: 2006-06-17
我们也有一个问题是,卡座是就一边假焊,锡的下量倒是不少,元件也没有受潮,焊点较黑
离线lanjingling
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差的不是一点
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2005-11-09
只看该作者 12楼 发表于: 2006-06-17
用户被禁言,该帖自动屏蔽!
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2003-05-16
只看该作者 13楼 发表于: 2006-06-17
有关焊点表面呈现不同颜色的问题还是蛮有意思的...有时会有焊剂腐蚀的过分担忧...,其实到波峰焊的炉子那里看看也许会有帮助的...干净的锡面在升温和降温的时候...氧化层的颜色变化次序是相反的...也就是呈现颜色与oxide thickness 对光的折射率有关...,至于NI的参与呈现蓝色就与NI在不同介质情况下的化学和物理反应有关了...NI表面的装饰色彩几乎从白→黄→红→蓝→黑都有...。
 
离线草稚鸡
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2005-01-11
只看该作者 14楼 发表于: 2006-06-19
还不是很明白.
焊盘上的锡与部品底部的锡在剥离后,也会出现两种不同的颜色.
是部品底部的Sn层成分造成的?
怎么就焊接失效了呢?锡点有熔合,可靠性变差,颜色发黑.

郁闷,正在向Parts Supplier索赔中,可惜证据不足啊