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    PCB大講堂:PCB工藝噴錫\鍍金\沉金如何選擇?

    發布時間 :2017-03-04 11:21 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCB制板部
    PCB線路板沉金和鍍金的區別?沉金板與鍍金板是PCB電路板經常使用的工藝,許多客戶都無法正確區分兩者的不同,甚至有一些客戶認為兩者不存在差別,這是非常錯誤的觀點,必須及時更正。那么這兩種“金板”究竟對電路板會造成何等的影響呢?下面PCB設計公司深圳宏力捷就具體為大家講解下,徹底幫大家把概念搞清楚。 
     
    平常大家選用鍍金,那什么是鍍金,我們所說的整板鍍金,一般指的是“電鍍金”“電鍍鎳金板”“電解金”“電金”“電鎳金板”有軟金和硬金的區分(一般硬金是用于金手指的),原理是將鎳和金(俗稱金鹽)溶化于化學藥水中,將線路板浸在電鍍缸內并接通電流而在電路板的銅箔面上生成鎳金鍍層,電鎳金因鍍層硬度高,耐磨損,不易氧化的優點在電子產品中得到廣泛的應用。
    那什么又是沉金呢?沉金是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。
     
    線路板沉金板與鍍金板的區別:
       1、 一般沉金對于金的厚度比鍍金厚很多,沉金會呈金黃色較鍍金來說更黃,看表面客戶更滿意沉金。 這二者所形成的晶體結構不一樣
       2、由于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。同時也正因為沉金比鍍金軟,所以金手指板一般選鍍金,硬金耐磨
       3、沉金板只有焊盤上有鎳金,趨膚效應中信號的傳輸是在銅層不會對信號有影響。
       4、沉金較鍍金來說晶體結構更致密,不易產成氧化。
       5、隨著布線越來越密,線寬、間距已經到了3-4MIL。鍍金則容易產生金絲短路。沉金板只有焊盤上有鎳金,所以不會產成金絲短路
       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、一般用于相對要求較高的板子,平整度要好,一般就采用沉金,沉金一般不會出現組裝后的黑墊現象。沉金板的平整性與待用壽命與鍍金板一樣好。
           以上便是沉金板與鍍金板的差別所在,現在市面上金價昂貴,為了節省成本很多生產商已經不愿意生產鍍金板,而只做焊盤上有鎳金的沉金板,在價格上確實便宜不少。希望這次的介紹能給大家提供參考和幫助。
     
    注意:
    1、沉金板與化金板是同一種工藝產品,電金板與閃金板也是同一種工藝產品,其實只是PCB業界內不同人群的不同叫法而已,沉金板與電金板多見于大陸同行稱呼,而化金板與閃金板多見于臺灣同行稱呼。
    2、沉金板/化金板一般比較正式的叫法為化學鎳金板或化鎳浸金板,鎳/金層的生長是采用化學沉積的方式鍍上的;金電金板/閃金板一般比較正式的叫法電鍍鎳金板或閃鍍金板,鎳/金層的生長是采用直流電鍍的方式鍍上的。
    3、化學鎳金板(沉金)與電鍍鎳金板(鍍金)的機理區別參閱下表:
    化學鎳金ENIG 電鍍鎳金
    先在電路板裸銅表面反應沉積形成一層含磷7-9%的鎳鍍層,厚度約3-5um,再于鎳表面置換一層厚度約0.05-0.15um的純金層。 在電路板裸銅表面上電鍍銅/鎳/金鍍層,鎳層約4-8um,金層約1-3u"。
     
    沉金板與鍍金板的特性的區別:
    表面鍍層\性能 外觀 可焊性 信號傳輸 品質 工程
    鍍金板 金色發白 一般,偶有焊接不良的情況 趨膚效應不利于高頻信號的傳輸 1、金面易氧化
    2、易造成金絲微短
    3、阻焊結合力不強
    線寬補償,影響間距
    沉金板 呈金黃色 趨膚效應對信號沒有影響 1、不易氧化
    2、不產生金絲
    3、阻焊有很好的結合力
    線寬補償,不影響間距
     
    為什么一般不用“噴錫”?
    隨著IC 的集成度越來越高,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、對于表面貼裝工藝,尤其對于0603及0402 超小型表貼,因為焊盤平整度直接關系到錫膏印制工序的質量,對后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、在試制階段,受元件采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,所以大家都樂意采用;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。
     
    但隨著布線越來越密,線寬、間距已經到了3-4MIL。因此帶來了金絲短路的問題:
    但隨著布線越來越密,線寬、間距已經到了3-4MIL。因此帶來了金絲短路的問題
    隨著信號的頻率越來越高,因趨膚效應造成信號在多鍍層中傳輸的情況對信號質量的影響越明顯:
    隨著信號的頻率越來越高,因趨膚效應造成信號在多鍍層中傳輸的情況對信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:
    根據計算,趨膚深度與頻率有關
    鍍金板的其它缺點在沉金板與鍍金板的區別表中已列出。
     
    為什么選擇沉金板,不選擇鍍金板?
    為解決鍍金板的以上問題,采用沉金板的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,趨膚效應中信號的傳輸是在銅層不會對信號有影響。
    4、 因沉金較鍍金來說晶體結構更致密,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,更有利于邦定的加工。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。


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