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在PCB(印制电路板)制造中,为的铜箔选择表面处理工艺是至关重要的一步,它直接影响板的可靠性、可焊性、成本和适用场景。其中,“镀金”和“沉金”因其名称中都带“金”而常被混淆,但两者在原理、性能和用途上存在本质区别。
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镀金板通常指电镀硬金。其工艺基础是电解。在PCB的线路图形制作完成后,通过施加电流,在需要镀金的连接器触点或金手指部位,先镀上一层镍,再镀上一层坚硬的钴金合金。这种方法允许局部精确镀金,且金层较厚。
而沉金板的学名为化学镍金(ENIG)。其工艺是化学置换。将整块PCB浸入化学药水中,通过氧化还原反应,先在铜表面化学沉积一层镍磷合金层,然后镍层将溶液中的金离子置换出来,沉积一层薄薄的金。整个过程不需要通电,覆盖整个板面。
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电镀硬金的金层厚(通常0.5-1.27μm甚至更厚),并且因为含有钴等元素而硬度高、非常耐磨。化学镍金的金层极薄(通常0.05-0.2μm),柔软,不耐磨。
电镀硬金的一个潜在风险是“金脆”现象。因为金层厚,焊接时过多的金会融入焊料,与锡形成脆性金属化合物,可能降低焊点机械强度。化学镍金的极薄金层在焊接时会迅速完全溶解到焊锡中,最终形成的是坚固的锡铜合金焊点,因此焊接可靠性更高,是现代高可靠性电子产品的首选。
电镀硬金的厚度受电流分布影响,不同位置的厚度有微小差异,导致均匀性和平整度相对较差。化学镍金是化学沉积,整个板面厚度均匀一致,表面极其平整。这对于焊接引脚间距极小的BGA、QFP等芯片至关重要,能有效防止因表面不平导致的桥连或虚焊。
电镀硬金需要制作额外的电镀线路,流程复杂,且消耗更多的金,因此成本高昂。化学镍金工艺简单,适合批量生产,成本相对较低。
基于以上特点,两者的用途泾渭分明。电镀硬金专用于金手指、电连接器触点等需要频繁插拔、高耐磨的场合。化学镍金则广泛应用于芯片贴装、焊接,特别是对可靠性和平整度要求高的场景,如通信设备、高端消费电子、航空航天等。
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“镀金”(电镀硬金)与“沉金”(化学镍金)是两种完全不同的工艺。简单来说:需要经常插拔摩擦的地方,选坚硬耐磨的“镀金”;需要可靠焊接芯片的地方,选平整可靠的“沉金”。理解它们的差异,就能根据产品的具体需求做出最合适、最经济的选择,确保PCB的性能与质量。
