PCB板中什么是電鍍金、硬金、軟金、化金、閃金?

發表時間:2020-09-05 09:41:27 人氣:1525

有很多在后段PCBA系統組裝廠工作的朋友,對于電路板上的「硬金」及「軟金」、「閃金」一直搞不很清楚也分不清楚,有些人還一直認為電鍍金就一定是硬金?而化學金就一定是軟金?其實這樣的分法只能說答對了一半。

下面成都子程電子試著用大家較能理解的方式說明一下硬金、軟金、閃金的差異及其特性。


電鍍鎳金

「電鍍金」本身就可以分為硬金及軟金。 因為電鍍硬金實際上就是電鍍合金(也就是鍍了Au及其他的金屬),所以硬度會比較硬,適合用在需要受力及摩擦的地方,在電子業界一般用來作為電路板的板邊接觸點(俗稱「金手指」的地方,如最前面的圖片中所示)。 而軟金一般則用于COB(Chip On Board)上面打鋁線用,或是手機按鍵的接觸面,近來則被大量運用在BGA載板的正反兩面。

電鍍的目的基本上就是要將「金」電鍍于電路板的銅皮上,但是「金」與「銅」直接接觸的話會有電子遷移擴散的物理反應(電位差的關系),所以必須先電鍍一層「鎳」當作阻隔層,然后再把金電鍍到鎳的上面,所以我們一般所謂的電鍍金,其實際名稱應該叫做「電鍍鎳金」。

 

硬金及軟金

硬金及軟金的區別,則是最后鍍上去的這層金的成份,鍍金的時候可以選擇電鍍純金或是合金,因為純金的硬度比較軟,所以也就稱之為「軟金」。 因為「金」可以和「鋁」形成良好的合金,所以COB在打鋁線的時候就會特別要求這層純金的厚度。

另外,如果選擇電鍍金鎳合金或是金鈷合金,因為合金會比純金來得硬,所以也就稱之為「硬金」。

軟金及硬金的電鍍程序:

軟金:酸洗 → 電鍍鎳 → 電鍍純金

硬金:酸洗 → 電鍍鎳 → 預鍍金(閃金) → 電鍍金鎳或金鈷合金


化金

「化金」,大多是用來稱呼這種 ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold,化鎳浸金)的表面處理方法。 其優點是不需要使用電鍍的繁復制程就可以把「鎳」及「金」附著于銅皮之上,而且其表面也比電鍍金來得平整,這對日趨縮小的電子零件與要求平整度高的組件(fine pitch)尤其重要。

由于ENIG使用化學置換的方法來制作出表面金層的效果,所以其金層的最大厚度原則上無法達到如電鍍金一樣的厚度,而且越往底層的含金量會越少

因為是置換的原理,所以ENIG的鍍金層屬于「純金」,因此它也經常被歸類為「軟金」的一種,而且也有人拿它來作為COB打鋁線的表面處理,但必須嚴格要求其金層厚度至少要高于 3~5 micro-inches (μ"),一般要超過 5μ" 的化金厚度就很難達到了,太薄的金層將會影響到鋁線的附著力;而一般的電鍍金則可以輕松達到15 micro-inches (μ")以上的厚度,但是價錢也會隨著金層的厚度而增加。


閃金(Flash Gold)

「閃金」一詞源自于英文Flash,意思就是快速鍍金,其實它就是電鍍硬金的「預鍍金」程序,參考前面的「電鍍鎳金」的制程說明,它使用較大的電流與含金較濃的液槽,先在鎳層的表現形成一層密度較細致,但較薄的鍍金層,以利后續電鍍金鎳或金鈷合金時可以更方便進行。 有些人看到這樣也可以作出有鍍金的PCB,而且價錢便宜以及時間縮短,于是就有人拿這樣的「閃金」PCB出來賣。

因為「閃金」少了后面的電鍍金程序,所以其成本較真正的電鍍金來得便宜許多,但也因為其「金」層非常的薄,一般無法有效地覆蓋住金層底下的全部鎳層,所以也就比較容易導致電路板存放時間過久后氧化的問題,進而影響到可焊性。


以目前眾多電路板表面處理的方法來看,電鍍鎳金的費用相較于其他的表面處理方法(如ENIG、OSP)相對來得高,以現在金價這么高的情況下,已經較少被采用了,除非有特殊用途,比如說連接器的接觸面處理,以及有滑動式接觸組件的需求(如金手指... )等;不過以目前的電路板表面處理技術而言,電鍍鎳金的鍍層具有良好的抗摩擦能力以及優異的抗氧化能力還是無人能比。


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