很多人打开 PCB 包装,会发现孔内的铜层不是光亮的红色,而是变成了暗沉的黑色。这到底是怎么回事?发黑的孔铜还能用吗?
首先要明确一点:孔铜发黑,大概率是氧化导致的,但也可能是其他原因。咱们分情况说:
- 氧化发黑:这是最常见的原因。PCB 生产完成后,如果没有及时做防氧化处理,孔内的铜层会和空气中的氧气、水分发生反应,生成黑色的氧化铜。尤其是在潮湿、高温的环境中,氧化速度会更快。
- 硫化发黑:如果 PCB 存放环境中有硫化氢等硫化物(比如靠近化工厂、橡胶厂),铜层会和硫化物反应,生成黑色的硫化铜。这种发黑比氧化发黑更难处理,对铜层的损伤也更大。
- 工艺残留发黑:PCB 生产过程中,除胶渣、微蚀等环节的药水残留,会和铜层发生化学反应,导致孔铜局部发黑。这种发黑通常是斑点状的,不是整体变色。
发黑的孔铜,性能会大打折扣,具体危害有这些:
- 导电性下降:氧化铜和硫化铜都是绝缘体,覆盖在铜层表面会增加接触电阻,导致信号传输不畅,甚至出现断路;
- 焊接性能变差:发黑的铜层无法和焊锡良好结合,焊接时容易出现虚焊、假焊,影响元器件的安装稳定性;
- 加速腐蚀:发黑的区域相当于 “腐蚀起点”,后续使用中,腐蚀会从这里向周围扩散,导致孔铜彻底失效。
所以,严重发黑的孔铜不建议使用,尤其是高精密、高可靠性的 PCB 板。
预防永远比挽救更重要,捷配给大家分享两套方案:
- 做好防氧化处理:PCB 生产完成后,及时进行 “有机保焊膜(OSP)” 或 “电镀镍金” 处理。OSP 膜能在铜层表面形成一层保护膜,隔绝空气和水分;镍金层则是物理覆盖,防氧化效果更好。
- 优化包装和存储:PCB 用真空包装袋密封包装,里面放入干燥剂和防静电剂。存储环境要保持干燥、通风,温度控制在 20℃~25℃,湿度控制在 40%~60%,远离硫化物和酸碱环境。
- 缩短生产周期:尽量减少 PCB 生产完成后到使用的时间间隔,最好在出厂后 3 个月内完成焊接。
如果孔铜只是轻微发黑,没有出现大面积剥落,可以尝试这些方法:
- 酸洗处理:用稀释的硫酸或盐酸(浓度控制在 5%~10%)浸泡 PCB,时间控制在 10~20 秒,然后用清水冲洗干净,吹干后立即焊接。注意:酸洗会轻微蚀刻铜层,不能反复使用。
- 抛光处理:用超细的研磨膏轻轻打磨孔内发黑的区域,去除氧化层,然后用酒精清洗干净。这种方法适合少量板子的处理。
孔铜发黑看似小问题,实则是 PCB 质量的 “试金石”。