電解ニッケル金めっき

Question

電解ニッケル金めっきの基板で困っています。その基板上のＳｎ３Ａｇ０．
５Ｃｕ半田で実装するのですが部品強度が弱く、ニッケル界面から部品が
剥がれます。合金の層はＳｎとＣｕが主成分ですがそこにＮｉが多く混じっ
ているものが剥がれ易くなっています。以前にもこのような現象がありリフ
ロー条件で予備加熱とピーク温度を上げて対応させることにより強度アップ
させることが出来、合金層へのＮｉの割合が減っていました。
別の基板メーカーでも同じような現象が起こり同じようにリフロー条件を
変更させたところ同じように部品強度が強くなりましたが合金層の解析を
行うと以前のようにＮｉの割合が減っていません。逆に増えています。
めっきの種類も異なりますので中に入っているものが異なるわけですから
違う結果なると思われます。
解析の方法も悪いと考えサンプルをつくり直し明日中に解析を行う予定
ではあります。そこで相談ですがどなたかこのような現象に詳しい方アドバ
イスをお願いします。（説明に困っています。）

Answer

悩ましい問題です。
１０年以上前に痛い目に遭ってます・・・
共晶はんだでも起こる問題で、鉛フリーにも関係がありません。
基板のメッキ、というか基板メーカの管理レベルの問題です。
「ブラックパッド」で検索してみて下さい。
詳しい解説を掲載してくれているサイトが多数見つかります。
基本的に、「はんだ付け条件」の問題ではありません。
いろいろなサイトで無電解Niメッキ中のP濃度の問題が話題になっていますが、当社が経験した結果から、（管理レベルが低い基板メーカの）Niメッキ前のCu表面の研磨が雑な場合に、顕著でした。
基板メーカにはこれに関する知見を持っているはずですので追求してみて下さい。知見のないようなメーカーなら即刻変更すべきと思います。

http://www.geocities.jp/stkyjheiwa/blackpad.html

Answer

弊社では合金層の解析までは行っておりませんが、以前発生した現象ではニッケルメッキ内の有機物が除去されきれていなかったようで、そこで密着強度が落ちていた現象が発生したことがあります。
メッキの厚み等の条件を振ったのですが、結局現象からこの結論へいたりました。
その時はメッキライン立ち上げ当初であったので、管理が悪かったようです。
どなたか、この現象を理論的に説明できる方いらっしゃいませんか?

電解ニッケル金めっきにおける部品強度の問題と解析方法について