沉金PCB镍层起泡的根源排查与预防方案
来源：捷配
时间: 2026/01/21 09:51:06
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在 PCB 沉金板的品质投诉中，镍层起泡是仅次于焊盘变色的高频问题。很多客户反馈，在焊接或组装后，沉金板焊盘边缘出现针尖大小的气泡，严重时气泡破裂，露出底层的铜箔，直接导致元器件焊接失效。作为 PCB 工程师，今天就带大家深挖镍层起泡的技术根源，并给出可落地的预防方案。
首先要搞懂沉金板的结构：沉金板是在铜箔表面先沉积一层镍层（厚度 3-5μm），再沉积一层薄金层，镍层起到阻挡铜扩散、增强金层附着力的作用，金层则负责抗氧化、提升焊接性能。镍层起泡的本质是镍层与铜箔之间、或镍层内部存在应力或杂质，在外界温度、压力刺激下，应力释放形成气泡。
经过大量的失效分析，我们总结出镍层起泡的三大核心原因：前处理不彻底、沉镍工艺参数失控、后处理固化不足。
第一，前处理不彻底。沉镍前需要对铜箔表面进行微蚀、清洁、活化处理，若微蚀不足，铜箔表面的氧化层、油污未完全去除，镍层无法与铜箔紧密结合，就会形成 “假性结合”，后续受热时容易分层起泡。比如微蚀液浓度过低、微蚀时间过短，导致铜箔表面粗糙度不足（Ra＜0.3μm），镍层附着力下降。
第二，沉镍工艺参数失控。沉镍液的温度、pH 值、镍离子浓度是关键参数。若沉镍温度过高（超过 85℃），会导致镍层沉积速度过快，晶粒粗大，内部产生内应力；pH 值过高（＞5.5），会生成氢氧化镍杂质，夹杂在镍层中；镍离子浓度过低，会导致镍层沉积不均匀，局部出现疏松层。这些问题都会让镍层变得 “脆弱”，在焊接高温（260℃）下，内部应力释放，形成气泡。
第三，后处理固化不足。沉镍后需要进行烘干固化，若烘干温度过低、时间过短，镍层内部的水分、化学试剂残留无法完全排出，这些残留物质在后续焊接时受热膨胀，就会顶起镍层，形成气泡。
针对以上原因，我们制定了全流程预防方案，从源头杜绝镍层起泡问题。
第一步，优化前处理工艺。一是严格控制微蚀参数，微蚀液选用过硫酸钠体系，浓度 80-100g/L，微蚀时间 60-90s，确保铜箔表面粗糙度 Ra 达到 0.3-0.5μm；二是增加等离子清洗环节，利用等离子体去除铜箔表面的有机污染物，提升表面活性；三是活化处理后，用去离子水快速漂洗，避免活化液残留。
第二步，精准管控沉镍参数。一是将沉镍温度稳定在 80-82℃，pH 值控制在 4.8-5.2，通过自动添加系统实时调整，避免参数波动；二是控制镍层沉积速度在 1-1.5μm/10min，确保晶粒细密；三是定期过滤沉镍液，去除杂质颗粒，每月更换一次槽液，保证溶液纯度。
第三步，完善后处理固化流程。沉镍后的 PCB 先在 80℃预烘 10min，再升温至 120℃固化 30min，采用阶梯升温方式，避免水分快速挥发；固化后进行冷却，温度降至室温后再进行沉金工序。
此外，还要加强来料检验和可靠性测试。来料时，通过胶带剥离测试检查镍层附着力，胶带撕拉后镍层无脱落为合格；每批次抽取 5 片 PCB 进行焊接测试，模拟回流焊温度曲线（260℃，10s），观察镍层是否起泡，确保产品可靠性。
镍层起泡的预防关键在于 “细节管控”，只要把前处理、沉镍、后处理三个环节的参数控制到位，就能大幅提升沉金板的品质稳定性。
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