鍍層硫化氫測試腐蝕分析

1、鍍層硫化氫測試腐蝕分析一、腐蝕的理論分析： a. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖; 圖1Au Ni Cu附著在鎳層上的電鍍金層（Au）孔隙率高，且厚度很薄。金在鎳上的分布就如我們常見的芝麻餅上的芝麻一樣。微觀示意圖如下： 圖2鎳 Ni b. 反應原理： 在潮濕、高溫的條件下，疏松多孔的金層與鎳層會發(fā)生原電池腐蝕：鎳為陽極，金為陰極，這種腐蝕在酸性條件下加速。鎳層逐漸被腐蝕，金層脫落、剝離；當鎳層出現(xiàn)孔洞后，又發(fā)生鎳、銅間的原電池腐蝕，于是鎳可能被完全腐蝕掉，直至漏出銅層。在硫化氫測試環(huán)境下，發(fā)生的化學反應如下：(硫化物的產(chǎn)生，使得反應平衡向右移動) . 硫化氫的電離： H2SH+ + HS- HS- H+ +

2、 S2- . 鎳與金、鎳與銅間的原電池腐蝕：（都是鎳的腐蝕） 鎳層（陽極）反應： Ni 2e Ni2+ Ni2+ + S2- NiS （黑色） 金（銅）層（陰極）反應： 2H+ + 2eH2. 當銅層裸露出來后，銅與其自身所含有的其他物質(zhì)(如碳等)，也能發(fā)生原電池腐蝕： Cu e Cu+ Cu2e Cu2+2Cu+ + S2- Cu2S （灰黑色） Cu2+ + S2- CuS （黑色） .可能還有其他的少量的緩慢反應，如硫化氫被緩慢氧化成硫，再到SO2 , SO3 ,H2SO4,進而與鎳、銅離子生成綠色的硫酸鎳和藍色的硫酸銅。反應方程式不再累述。二、客戶不良樣品圖片：(樣品部提供的不良樣品)

3、 a.手指表面的腐蝕：200倍鏡：斑駁的金和清晰可見的底銅100倍鏡：黑色堆積物和隱約可見的底銅 b. 手指頂端（沖切區(qū)）：可能預示著手指沖切后需做防氧化處理200倍鏡：端部腐蝕嚴重，可見底銅100倍鏡：端部腐蝕嚴重三、硫化氫測試條件：硫化氫濃度測試溫度測試濕度測試時間100 ppm5050%72H四、改善方向和方案 a. 改善方向：盡量消除導致鍍層發(fā)生原電池腐蝕的內(nèi)部環(huán)境： 1. 增加金層厚度，減少金層孔隙率； 2. 對金面進行封孔處理；3. 適當加厚鎳層；4. 對比不同鎳金沉積方法的耐腐蝕強度的差別。b. 試驗改善方案：試驗產(chǎn)品共30 PNL1.電鍍鎳金（鎳厚按上限控制），對不同金厚的產(chǎn)品

4、試行封孔處理（藥水名稱為ST-2和ATT-200）金層厚度 0.1 um 0.2 um 0.3 um 0.4 um金面處理方式ST-22 PNL2 PNL2 PNL2 PNLATT-2002 PNL2 PNL2 PNL2 PNL不做處理2 PNL2 PNL2 PNL2 PNL2.化學鎳金：鎳厚按上限控制，對不同金厚的產(chǎn)品試行封孔處理（藥水名稱為ST-2和ATT-200）金層厚度ST-2ATT-200不做處理0.05 um1 PNL1 PNL1 PNL0.1 um1 PNL1 PNL1 PNL3.封孔劑性質(zhì)：（藥水供應商宣稱）藥水名稱操作溫度配比濃度鹽霧測試H2S測試SO2測試皮膜耐溫性耐酸堿性

5、ST-2205020%48H沒做過24H不清楚最怕鹽酸ATT-20040±55%48H沒做過不清楚120耐受性差五、硫化氫測試: 先全測鎳金厚度 按上述客戶測試環(huán)境測試，但在時間上稍作變化：總時間72H,但每4H 檢查記錄一次，并同時拿出12 PCS產(chǎn)品，標識封存，試驗完全結(jié)束后拿回本司供對比分析，六、試驗品“5594Y4”制作 2012-9-28 已經(jīng)完成鎳金，激光后再行封孔。鍍鎳金在2#線。a. 生產(chǎn)參數(shù)預設金厚規(guī)格0.1 um0.2 um0.3 um0.4 um電鍍鎳金參數(shù)鍍鎳電流密度DK2.0ASD2.3ASD2.3ASD2.3ASD鍍鎳時間 t9mim9mim9mim9mi

6、m預設金厚規(guī)格0.1 um0.2 um0.3 um0.4 um電鍍鎳金參數(shù)鍍金電流密度DK0.4ASD0.8ASD0.8ASD0.8ASD鍍金時間 t2.0mim3.5mim7mim10.5mim預設金厚規(guī)格0.1 um0.2 um沉鎳金參數(shù)沉鎳時間 min2222沉金時間 min9.521b. 電鍍鎳金鍍層實際測量厚度電鍍鎳金： 電鍍鎳金-鎳層厚度電鍍鎳金-金層厚度 c.沉鎳金厚度：沉鎳金-金層厚度沉鎳金-鎳層厚度七、鹽霧測試（先于硫化氫測試開始，本司內(nèi)部測試）a. 測試條件;氯化鈉濃度溫 度濕 度pH4060 g/L35 85 %6.57.3b. 測試結(jié)果：試驗分析： 1. 在該項測試中，

7、“金面封孔劑”的作用沒有體現(xiàn)出來；2. 金層越厚，耐腐蝕性越強，金厚在0.20.4um的鹽霧測試時間可達72H以上；3. 化學鎳金的產(chǎn)品耐腐蝕性差，鹽霧測試時間小于24H；4. 按本司正常工藝生產(chǎn)的電鍍鎳金產(chǎn)品，鹽霧測試可靠性為24H。八、硫化氫測試：（最終測試方式為連續(xù)測試72H, 與原計劃相差甚遠；外部第三方“賽寶”測試25/10） 1. 編號、試驗方案及參數(shù)2. 硫化氫測試圖片（72H） a. 化學鎳金： 在鹽霧測試中，所有化學鎳金的產(chǎn)品都未超過24H,故遭淘汰未能送出過硫化氫測試。b. 電鍍鎳金：用ATT-200封孔 圖片按金厚由小到大排列 編號1編號2 編號3編號4 用ST-2封孔

8、圖片按金厚由小到大排列編號7編號8 編號10編號9 不做任何封孔 圖片按金厚由小到大排列編號14編號13 編號16編號15 c. .腐蝕部位切片分析 .手指端部沖切面為 銅/鎳/金 三層橫斷面結(jié)構(gòu)，均裸露在外，極易腐蝕，如下圖：頂端底銅腐蝕嚴重頂端沖切面腐蝕圖片 .手指側(cè)面金層覆蓋能力差，易導致腐蝕，如下圖：手指側(cè)面腐蝕圖片鎳層被腐蝕穿透，危及底銅 d. 試驗分析 . 在該試驗中，封孔劑的作用沒有得到體現(xiàn)； . 金層越厚，耐硫化氫測試的時間越長，說明抗腐蝕能力越強； . 手指端部沖切面與手指側(cè)面耐腐蝕能力差，這表明可能與該部位無鍍層或鍍層薄有關(guān)； . 手指端部沖切面無鍍層覆蓋，完全沒有抗腐蝕能力。(個人認為是正?，F(xiàn)象，應許可)九、試驗結(jié)論與改善方向 1. 試驗結(jié)論a. 鍍層抗腐蝕能力與金層厚度密切相關(guān)，且成正比關(guān)系，金層厚度越厚，抗腐蝕能力越強；b. 本司現(xiàn)有的金面封孔劑對鍍層的抗腐蝕能力沒有幫助；c. 本司產(chǎn)品手指側(cè)面抗腐蝕能力相對較差，手指端部沖切區(qū)則基本無