什麼是鍍金? 鍍金是PCB表面處理的一種,也稱為鍍鎳鍍金。 在PCB製造過程中,是通過電鍍在鎳的阻擋層上沉積一層金來實現的。 又可分為“硬鍍金”和“軟鍍金”。
鍍金PCB板
鍍金PCB板是通過在PCB電路板焊盤的表面電鍍一層金製成的,焊盤由硬金製成。 其原理是將鎳和金溶解在化學溶液中,將電路板浸入電鍍圓柱體中,然後連接電流,在電路板的銅箔上產生鎳金塗層。
鍍金的作用
1.鍍金的兩個功能是耐磨性和耐腐蝕性。 帶有插座和金手指的零件需要鍍金,與導電橡膠接觸的區域需要鍍金。 在高腐蝕性環境中工作的電路板需要使用鍍金電路板。 電路板鍍金以防止氧化,保護底層鎳和銅。 金耐磨,可靠性好。
鍍金電路板的優點是導電性强、抗氧化性好、使用壽命長。 塗層緻密且相對耐磨,通常用於焊接和插座應用。 鍍金工藝廣泛應用於電路板元件,如焊盤、金手指、連接器彈片等位置。 我們使用最廣泛的手動電路板大多是鍍金板。
3.鍍金具有接觸電阻低、導電性好、易焊接、耐腐蝕性强、有一定的耐磨性(指硬金),使其廣泛應用於精密儀器、印刷電路板、集成電路、管殼、電觸頭等領域。
軟金和硬金的區別
在PCB鍍金工藝中,硬鍍金也稱為電鍍合金。 它與其他元素合金化,使其更硬,而軟鍍金是純金。
電鍍金在PCB製造中的應用。硬鍍金適用於金手指和鍵盤等需要摩擦的區域。 軟金通常用於COB(板載晶片)上的鋁或金佈線。
為什麼要使用鍍金電路板
隨著集成電路的不斷改進,其引脚呈現出高密度和精細間距的發展趨勢。 傳統的垂直噴錫工藝在面對精焊盤加工時已經明顯無力:一方面,很難保證焊盤表面絕對平整,這直接影響了表面貼裝科技(SMT)漿料印刷精度和回流焊接質量; 另一方面,噴錫板存在氧化危害,導致未使用狀態下的儲存壽命(保質期)明顯有限。 鍍金工藝的出現有效地解决了這些挑戰:
工藝適應性優勢
在高密度組裝場景中,特別是對於0402、0201等超微型封裝,焊盤表面的平整度直接决定了焊膏印刷的均勻性和焊料的可靠性。 全板鍍金工藝通過化學沉積形成緻密的金層,非常適合3-4mil的超細線寬/空間設計,為高密度安裝提供了理想的基礎條件。
存儲時間優勢
由於組件供應週期的原因,PCB在研發試點階段通常會儲存數周至數月。 鍍金表面優异的抗氧化性使其儲存壽命延長了傳統噴錫板的數倍,試驗階段的每批成本與傳統工藝相當,使其成為研發驗證階段的首選。
然而,隨著佈線密度發展到3-4mil的水准,新的科技衝突開始凸顯:
趨膚效應導致的信號完整性風險
當訊號頻率進入高頻場(如5GHz或更高)時,電流會表現出明顯的趨膚效應——即電流密度向導體表面集中,有效傳輸截面積减小。 對於具有多層鍍金結構的精密電路,這種效應可能導致:
訊號傳輸路徑等效阻抗的變化
跨層訊號之間的耦合電容新增
高頻訊號衰减新增
上述問題在高頻、高速數位信號傳輸中尤為突出,已成為限制鍍金工藝向更先進工藝發展的科技瓶頸。
PCB鍍金與電鍍的區別
1.工藝原理
PCB金沉積是在電路板表面沉積金屬離子的過程。 在此過程中,電路板浸入含有金鹽和還原劑的溶液中,金離子被還原為金屬並沉積在電路板的表面上。 鍍金是將電路板浸入含有金鹽的溶液中,然後通電在電路板表面沉積金離子的過程。
2.金屬厚度
PCB沉金和鍍金的金屬厚度不同。 金沉積可以形成相對較厚的金屬層,通常達到2-5微米。 鍍金金屬層相對較薄,通常僅為0.5-1.5微米左右。
3.金屬顏色
PCB沉金和鍍金的金屬顏色也不同。 重金的金屬顏色是金黃色,而鍍金的金屬顏色則是淡黃色。
4.表面平整度
PCB沉金和鍍金的表面平整度也不同。 沉金的表面相對平坦,可以保持高品質的焊接和收縮效能。
鍍金的表面相對粗糙,容易出現焊接和接觸問題。
5.成本
PCB鍍金和鍍金的成本也不同。 沉金的成本相對較高,因為它需要更多的化學試劑和更長的加工時間。 鍍金的成本相對較低,因為它的加工時間短,操作簡單。
PCB鍍金工藝流程
鍍金具有接觸電阻低、導電性好、易焊接、耐腐蝕性强、有一定耐磨性(指硬金)等特點,使其廣泛應用於精密儀器、印刷電路板、集成電路、管殼、電觸頭等領域。
1.表面處理:清潔PCB表面,去除油漬、毛刺、氧化層等。
2.電鍍:將PCB放入電鍍槽中,加入鍍液。 電鍍溶液中含有還原劑,可以將PCB表面的金原子還原成金屬離子並沉積在PCB表面。
3.水洗:電鍍後,PCB表面會有一層金屬沉積,需要用水清洗。
4.乾燥:將PCB放入乾燥箱中,用水乾燥。
5.粘合劑應用:在PCB表面塗上一層導電粘合劑,以確保PCB與其他設備之間的良好接觸。
6.回收:從膠帶上取下PCB,放入回收箱。
鍍金PCB板可以起到保護作用,鍍金層可以保護電路板免受氧化、腐蝕等影響,延長電路板的使用壽命。 金屬本身具有良好的導電性,可以提高PCB的導電性並降低線路阻抗。