PCB沉金和金手指的区别和优缺点
PCB沉金(ENIG)和 电镀金 (常见金手指)是完成PCB板表面镀层的两种方法,又分为镀硬金、镀软金、闪金等,这很多采购朋友都分不清。
为了让大家更容易理解,在这里我们将简单介绍一下沉金镀、硬镀金和软镀金的主要区别是什么,以及如何为您的项目选择合适的镀金方法。
PCB电镀金
它也被称为电镀镍金。当“金”和“铜”直接接触时,会发生电子迁移和扩散,所以在镀金前要在表面镀上一层镍。
电镀金可分为镀硬金和镀软金,两者的区别在于是否是“纯金”。 “金”的纯度越高,就越软。为了增加硬度,在化学成分中加入其他金属(通常是钴、镍或铁)形成合金,也就是硬金。
硬镀金和软镀金在外观上也可以区分。硬金的表面光滑,看起来更亮,而软金的表面则有点暗。
镀硬金表面较硬,耐摩擦,但可焊性较差,因此可用于不需要焊接但受力和摩擦的地方。常用于电路板特定部位的选择性镀金,如“金手指”。之所以称为“选择性镀金”,是因为不需要整板镀金,减少了金的使用,同时兼顾制造成本和产品性能。
软镀金
软镀金附着力好,金与铝能形成良好的合金,所以一般在COB (Chip On Board)上采用铝/金键合。
PCB沉金
现在PCB沉金一般是指化学沉金。 沉金电镀的优点是不用复杂的电镀就可以在铜上附着“镍”和“金”,而且它的表面比电镀金更平整,有利于间距越来越细。
由于沉金电镀采用化学替代法产生表面金层的效果,金层的最大厚度原则上不能达到与电镀金相同的厚度。
因为置换原理,沉金镀层是“纯金”,所以常被归类为“软金”,所以有人用它来做铝线键合。但是太薄的金层会影响铝线键合的附着力,所以必须严格要求沉金镀层的厚度至少要高于3~5微英寸(μ”)。一般来说,沉金的厚度镀层很难超过5μ”,而电镀金的厚度很容易达到15μ”以上,其中,价格也会随着金层的厚度而增加。
闪金
闪金只是意味着快速镀金。其实就是镀硬金的前工序。它利用大电流和含金量较高的溶液,在镍层上形成一层致密但较薄的镀金层,便于后续电镀金镍或金钴合金。有人看到也可以做“镀金”的PCB,价格便宜,制作时间更短,所以在市场上销售这种“闪金”的PCB。
由于“闪金”缺少后续的电镀金工艺,其成本比真正的硬镀金要便宜很多,但其金层非常薄,一般无法有效覆盖金层下的所有镍层。因此,电路板在长期存放后比较容易出现氧化问题,进而影响可焊性。
PCB沉金和电镀金的优缺点
从成本的角度来看,电镀金的成本相对于其他表面处理方法(如沉金、HASL)来说是比较高的。除非有特殊用途,相比沉金电镀没有成本优势。
在材料性能方面,沉金镀金比镀硬金更容易焊接,不会造成焊接不良,晶体结构保护它不被氧化。
在电气性能方面,随着PCB布局越来越密集,电镀金容易造成导线短路。 沉金电镀板只有焊盘上的镍金,可以最大限度地避免短路。
如何选择合适的镀金方法?
可以从以下4个方面考虑:
1.接触力吸收和耐磨性
镀硬金具有更好的硬度和耐磨性。对于需要反复滑动磨损或通断切换的应用,应指定镀硬金。
2.附着力/可焊性
硬镀金中“非贵金属”元素的存在使得焊接比软镀金/沉金 镀层更难。对于非常敏感的接头,例如引线键合、恒温键合或其他敏感连接,只应考虑软镀金/沉金 镀层。
3.耐腐蚀性/生物相容性
软镀金/沉金镀金纯度高,耐腐蚀性能优越,而硬镀金中的其他成分降低了镀层的整体耐腐蚀性,在高温下容易氧化。所以软金电镀/沉金电镀更适合关注这些的医疗应用。
4.接触电阻
与镀硬金相比,镀软金的接触电阻较低。特别是在高温应用中,由于氧化物等化合物的形成加速,镀硬金会增加接触电阻,在这种情况下,软镀金/沉金镀是更好的选择。
5.外观
软镀金/沉金 镀层更容易被划伤。一般情况下,建议在需要美观金触点的应用(如可见互连应用)中使用硬镀金。
总结
可以说,在大多数情况下,镀硬金、镀软金、镀沉金这3种镀金方式的选择优先级,应该是镀金>镀硬金>镀软金。
但以上仅供参考,不能排除其他可能。如果您对此有任何建议或未解决的问题,欢迎联系品升高。