PCB電路板為什要沉金和鍍金，什麼是沉金和鍍金，區別在哪？
阿新 • • 發佈：2019-01-25
一、PCB板表面處理
PCB板的表面處理工藝包括：抗氧化，噴錫，無鉛噴錫，沉金，沉錫，沉銀，鍍硬金，全板鍍金，金手指，鎳鈀金OSP等。要求主要有：成本較低，可焊性好，儲存條件苛刻，時間短，環保工藝，焊接好，平整 。噴錫：噴錫板一般為多層（4-46層）高精密度PCB樣板，已被國內多家大型通訊、計算機、醫療裝置及航空航天企業和研究單位採用。
金手指（connecting finger）是記憶體條上與記憶體插槽之間的連線部件，所有的訊號都是通過金手指進行傳送的。金手指由眾多金黃色的導電觸片組成，因其表面鍍金而且導電觸片排列如手指狀，所以稱為“金手指”，金手指板都需要鍍金或沉金。金手指實際上是在覆銅板上通過特殊工藝再覆上一層金，因為金的抗氧化性極強，而且傳導性也很強。不過因為金昂貴的價格，目前較多的記憶體都採用鍍錫來代替，從上個世紀90年代開始錫材料就開始普及，目前主機板、記憶體和顯示卡等裝置的“金手指”幾乎都是採用的錫材料，只有部分高效能伺服器/工作站的配件接觸點才會繼續採用鍍金的做法，價格自然不菲的。
二、鍍金和沉金工藝的區別
沉金採用的是化學沉積的方法，通過化學氧化還原反應的方法生成一層鍍層，一般厚度較厚，是化學鎳金金層沉積方法的一種，可以達到較厚的金層。鍍金採用的是電解的原理，也叫電鍍方式。其他金屬表面處理也多數採用的是電鍍方式。
在實際產品應用中，90%的金板是沉金板，因為鍍金板焊接性差是他的致命缺點，也是導致很多公司放棄鍍金工藝的直接原因！
沉金工藝在印製線路表面上沉積顏色穩定，光亮度好，鍍層平整，可焊性良好的鎳金鍍層。基本可分為四個階段：前處理（除油，微蝕，活化、後浸），沉鎳，沉金，後處理（廢金水洗，DI水洗，烘乾）。沉金厚度在0.025-0.1um間。
金應用於電路板表面處理，因為金的導電性強，抗氧化性好，壽命長，一般應用如按鍵板，金手指板等，而鍍金板與沉金板最根本的區別在於，鍍金是硬金（耐磨），沉金是軟金（不耐磨）。
1、沉金與鍍金所形成的晶體結構不一樣，沉金對於金的厚度比鍍金要厚很多，沉金會呈金黃色，較鍍金來說更黃（這是區分鍍金和沉金的方法之一），鍍金的會稍微發白（鎳的顏色）。
2、沉金與鍍金所形成的晶體結構不一樣，沉金相對鍍金來說更容易焊接，不會造成焊接不良。沉金板的應力更易控制，對有邦定的產品而言，更有利於邦定的加工。同時也正因為沉金比鍍金軟，所以沉金板做金手指不耐磨(沉金板的缺點)。
3、沉金板只有焊盤上有鎳金，趨膚效應中訊號的傳輸是在銅層不會對訊號有影響。
4、沉金較鍍金來說晶體結構更緻密，不易產成氧化。
5、隨著電路板加工精度要求越來越高，線寬、間距已經到了0.1mm以下。鍍金則容易產生金絲短路。沉金板只有焊盤上有鎳金，所以不容易產成金絲短路。6、沉金板只有焊盤上有鎳金，所以線路上的阻焊與銅層的結合更牢固。工程在作補償時不會對間距產生影響。
7、對於要求較高的板子，平整度要求要好，一般就採用沉金，沉金一般不會出現組裝後的黑墊現象。沉金板的平整性與使用壽命較鍍金板要好。
二、為什麼要用鍍金板
隨著IC的整合度越來越高，IC腳也越多越密。而垂直噴錫工藝很難將成細的焊盤吹平整，這就給SMT的貼裝帶來了難度；另外噴錫板的待用壽命（shelf life）很短。而鍍金板正好解決了這些問題：1、對於表面貼裝工藝，尤其對於0603及0402 超小型表貼，因為焊盤平整度直接關係到錫膏印製工序的質量，對後面的再流焊接質量起到決定性影響，所以，整板鍍金在高密度和超小型表貼工藝中時常見到。2、在試製階段，受元件採購等因素的影響往往不是板子來了馬上就焊，而是經常要等上幾個星期甚至個把月才用，鍍金板的待用壽命(shelf life)比鉛錫合 金長很多倍所以大家都樂意採用.再說鍍金PCB在度樣階段的成本與鉛錫合金板相比相差無幾。但隨著佈線越來越密，線寬、間距已經到了3-4MIL。因此帶來了金絲短路的問題： 隨著訊號的頻率越來越高，因趨膚效應造成訊號在多鍍層中傳輸的情況對訊號質量的影響越明顯。趨膚效應是指：高頻的交流電，電流將趨向集中在導線的表面流動。 根據計算，趨膚深度與頻率有關。
三、為什麼要用沉金板
為解決鍍金板的以上問題，採用沉金板的PCB主要有以下特點:1、因沉金與鍍金所形成的晶體結構不一樣，沉金會呈金黃色較鍍金來說更黃，客 戶更滿意。
2、因沉金與鍍金所形成的晶體結構不一樣，沉金較鍍金來說更容易焊接，不會造成焊接不良，引起客戶投訴。
3、因沉金板只有焊盤上有鎳金，趨膚效應中訊號的傳輸是在銅層不會對訊號有影響。
4、因沉金較鍍金來說晶體結構更緻密，不易產成氧化。
5、因沉金板只有焊盤上有鎳金，所以不會產成金絲造成微短。
6、因沉金板只有焊盤上有鎳金，所以線路上的阻焊與銅層的結合更牢固。
7、工程在作補償時不會對間距產生影響。
8、因沉金與鍍金所形成的晶體結構不一樣，其沉金板的應力更易控制，對有邦定的產品而言，更有利於邦定的加工。同時也正因為沉金比鍍金軟，所以沉金板做金手指不耐磨。
9、沉金板的平整性與待用壽命與鍍金板一樣好。
所以目前大多數工廠都採用了沉金工藝生產金板。但是沉金工藝比鍍金工藝成本更貴（含金量更高），所以依然還有大量的低價產品使用鍍金工藝（如遙控器板、玩具板）。
四、沉金板VS鍍金板其實鍍金工藝分為兩種：一為電鍍金，一為沉金
對於鍍金工藝來講，其上錫的效果上大打折扣的， 而沉金的上錫效果是比較好一點的；除非廠家要求的是繫結，不然現在大部分廠家會選擇沉金 工藝!一般常見的情況下PCB表面處理為以下幾種:鍍金(電鍍金，沉金)，鍍銀，OSP，噴錫(有鉛和無鉛)， 這幾種主要是針對FR-4或CEM-3等板材來說的，紙基料還有塗松香的表面處理方式；上錫不良(吃錫不良)這塊如果排除了錫膏等貼片廠家生產及物料工藝方面的原因來說。這裡只針對PCB問題說，有以下幾種原因：
1、在PCB印刷時，PAN位上是否有滲油膜面，它可以阻擋上錫的效果；這可以做漂錫試驗來驗證。
2、PAN位的潤位上否符合設計要求，也就是焊盤設計時是否能足夠保證零件的支援作用。
3、焊盤有沒有受到汙染，這可以用離子汙染測試得出結果；
關於表面處理的幾種方式的優缺點，是各有各的長處和短處！鍍金方面，它可以使PCB存放的時間較長，而且受外界的環境溫溼度變化較小(相對其它表面處理而 言)，一般可儲存一年左右時間； 噴錫表面處理其次，OSP再次，這兩種表面處理在環境溫溼度的存放時間要注意許多。一般情況下，沉銀表面處理有點不同，價格也高，儲存條件更苛刻，需要用無硫紙包裝處理!並且儲存時間在三個月左右！在上錫效果方面來說，沉金， OSP，噴錫等其實是差不多的！
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