沉金工艺简介
沉金是一种广泛应用于印制电路板(PCB)制造中的表面处理工艺。通过化学沉积的方式,沉金利用化学氧化还原反应在电路板的铜表面生成一层金属镀层。这层金镀层不仅可以提高电路板的抗氧化能力,还能提升焊接性和导电性,使电路板在使用过程中更加稳定和耐用。
什么时候需用沉金工艺 需要高平整度的焊接表面: 细间距元器件: 对于引脚间距非常小(如小于0.5mm)的BGA、QFN、CSP、微型连接器等元器件,焊盘表面的平整度至关重要。沉金形成的表面非常平整光滑,能确保焊锡膏精确印刷和元器件精确贴装,避免因焊盘不平整(如喷锡形成的“锡须”或波浪形)导致的桥连或虚焊。 高密度互连板: 在HDI板上,线路和焊盘非常精细,同样需要极佳的表面平整度来保证良率。 需要优异的可焊性和焊接可靠性: 1、沉金层下的镍层(化学镍)提供了主要的可焊性基础,金层(浸金)主要作用是保护镍层在存储和运输过程中不被氧化。 2、金层在焊接过程中会迅速溶解到熔融的焊锡中,露出新鲜的镍层与焊锡形成牢固的金属间化合物(IMC),提供长期可靠的焊点连接。 3、相比OSP(Organic Solderability Preservatives,有机保焊膜,是一种在PCB铜焊盘表面涂覆的透明有机保护膜,用于防止铜在空气中氧化,同时保持焊盘的可焊性),沉金具有更长的可焊性保质期(通常12个月或更长),适合需要长时间存储的PCB或生产周期较长的产品。 4、在多次回流焊或波峰焊过程中,沉金表面仍能保持良好的焊接性能。 需要接触导电表面(非焊接区域): 1、按键触点/开关触点: 金具有优异的导电性、耐磨性和抗氧化性。对于需要直接接触导通的地方(如金手指、测试点、按键触点、开关触点等),沉金层是理想的选择,能保证接触电阻低且稳定,经久耐用。 2、金手指: 虽然电镀硬金(镀厚金)在耐磨性上更优,但对于要求不是极端严苛的金手指,沉金也是一种常用且成本较低的选择。 需要较长的生产周转时间或存储时间: 沉金表面抗氧化能力强,不易受环境(如湿度)影响而失效,可焊性保存时间长,适合生产流程较长或需要库存备料的PCB。 何时不需用沉金工艺 成本敏感 沉金是成本较高的表面处理工艺之一。 无细间距元件 如果板上只有通孔元件或间距较大的表贴元件(如0603、0805以上电阻电容,SOP等),平整度要求不高。 无接触导电要求 所有连接都通过焊接完成,没有裸露的接触点。 生产周期短,周转快 PCB能很快进入焊接工序,不需要长时间存储。 对焊点强度有极端要求 沉金的镍金界面在极端应力下(如跌落测试)有时可能不如OSP或喷锡可靠(虽然大多数应用没问题),且存在潜在的“黑盘”风险(需要严格控制工艺)。 在选择PCB表面处理工艺时,需要根据产品的具体需求(元件类型、密度、可靠性要求、成本、生产周期等)进行综合评估。当上述1-5点中的任何一点成为关键需求时,沉金(ENIG)通常就是必要的选择