因为铜皮在空气中很容易氧化，铜的氧化层对焊接有很大的危害，很容易形成假焊、虚焊、严重者元件和焊盘与元器件无法焊接，正因为如此，会在焊盘表面涂（镀）覆一层物质，确保焊盘铜皮不被氧化。 一般线路焊盘表面处理工艺有：
热风平整（喷锡）
有机涂覆（OSP）
化学镀镍/浸金（ENIG）
浸银
浸锡
各工艺的焊盘层别结构基本一样，只是其中的所含元素不同。这里我们重点介绍化学镀镍/浸金（ENIG）表面处理工艺的元素分布结构。
焦磷酸钠
金（AU）
镍（Ni）-磷（P）
铜（CU）
化Ni沉Au层作无铅焊接时，金层在充足的热量下，会迅速溶入焊锡的主体中，形成四处分散的AuSn4的介面金属间化合物。金溶入的速度比镍要快几万倍（溶速为117微英寸/秒）。而只有镍和锡在较慢的速度下形成的共晶化合物Ni3Sn4而焊牢。所以说，沉Ni/Au层在焊接时形成焊接牢固的是Ni3Sn4这一层IMC（介面金属间化合物）。化Ni沉Au焊接中IMC的厚度一般在1-3微米。过厚，过薄的IMC层都会影响到焊接强度。毛宣国
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电力系统自动化杂志焊接时，焊接的实质是在镍的表面进行的；金层是为了保护新鲜的镍表面不被氧化，金层不应太厚，若太厚会导致金脆及其它问题的产生；在焊接的温度下，很薄的金层会迅速融入焊料中；焊接时，在镍表面首先形成Ni3Sn4的IMC结构，是一层平整针状的表面，这层化合物能够降低焊料与Ni-P层之间的反应，成为很好的阻挡层。 二、元件与焊盘焊接原理
IMC的介绍
锡焊焊机理
当焊料被加热到熔点以上，焊接金属表面在助焊剂的活化作用下，对金属表面的氧化层和污染物起到清洗作用，同时金属表面获得足够的激活能。熔融的焊料在经过助焊剂净化的金属表面上进行浸润、发生扩散、溶解、冶金结合，在焊料和被焊接金属表面直接生成金属间结合层（IMC），冷却后使焊料凝固，形成焊点。焊点的抗拉强度与金属间结合层的结构和厚度有关 IMC层介绍
IMC层是指焊锡与被焊底金属之间，在热量足够的条件下，锡原子和被焊金属原子(如铜、镍) 相互结合、渗入、迁移及扩散等动作，会很快在两者之间形成一层类似“锡合金”的化合物，称为金属间化合物
(intermetallic compound，IMC) 。IMC 以锡铜之间形成良性Cu6Sn5 和恶性Cu3Sn 最常见；必须先生成良性的IMC 才会有良好的焊接，但老化后与铜底之间会生成恶性IMC。
IMC层的形貌
IMC 对焊接性能的影响是很复杂的，IMC 越厚，焊点在热疲劳测试中越容易失效，其失效模式主要是断裂，裂纹通常发生在焊点内部IMC 与焊料形成的界面处，在焊料内部接近IMC 边界处，IMC 层内部，所形成的金属间化合物的作用主要是形成焊料与基板之间的连接。IMC 是脆性的，而焊料是软的，微小厚度的IMC 都会形成稳固的连接，较厚的金属间化合物在热循环的作用下会引起界面处的应力集中，导致脆性断裂。
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三、元件脱落案例解析
1.铜扩散侵蚀（镍层开裂）
1 案例背景
送检样品为某FPC板，该FPC板经过SMT后经辊筒测试，发现部分焊点存在开裂失效。该PCB板焊盘表面处理工艺为化镍浸金。
英国第一足球宝贝2 分析方法简述
如图1和2所示，失效焊点断裂界面呈明显的脆性断口，失效焊盘镍层存在明显的开裂现象。通过切片分析，失效焊点主要开裂在IMC层与Ni层之间的界面处，失效焊点IMC层中Cu含量明显高于Ni含量。
图1 失效样品外观图片
图2 失效样品SEM图片
图3 失效焊点的切片图
表1. NG-3焊点切片EDS测试结果(Wt%)
3 分析与讨论
该焊点失效界面为典型的铜扩散现象，正常的ENIG焊盘与焊料之间形成Ni3Sn4的IMC层，Ni层作为阻挡层，阻挡Cu向焊料扩散，亦或形成少量的（Cu，Ni）6Sn5的三元合金，当Ni层发生开裂时，Cu会沿裂缝向焊料急剧扩散，当Cu大量异常的向锡镍合金扩散时，必然改变IMC的结构和物理性能，其机械性能弱化，脆性增加而与Ni层的结合力减弱，在受到外力作用下，易发生开裂失效现象。SMT的高温和长时间回流焊及焊盘的Ni层开裂均有助于Cu扩散现象的发生。
本案焊点失效的主要原因为在SMT前，焊盘的Ni镀层存在开裂，致使在焊接过程中Cu向IMC层大量扩散，改变了IMC层的结构和物料特性，致使界面机械性能严重下降。
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