各位電子工程師大佬們，今天咱來(lái)嘮嘮 PCB 沉金工藝?yán)锏?“黃金搭檔”—— 鎳金層！別小瞧這薄薄的兩層，它們可是決定板子性能的關(guān)鍵，我就結(jié)合自己踩過(guò)的坑，跟大伙好好聊聊。

先說(shuō)鎳層，它就是整個(gè)結(jié)構(gòu)的 “打工人老黃?！薄Ｒ环矫?，鎳的化學(xué)性質(zhì)比銅穩(wěn)定，能像盾牌一樣隔絕銅和外界環(huán)境，防止銅被氧化、硫化，延長(zhǎng) PCB 的使用壽命。我之前做的戶外設(shè)備，因?yàn)闆](méi)重視鎳層厚度，用了兩年就出現(xiàn)銅層腐蝕、線路失效的問(wèn)題。另一方面，鎳層是良好的 “緩沖層”，它硬度適中（維氏硬度約 500-600HV），既不會(huì)太軟導(dǎo)致磨損，也不會(huì)太硬影響焊接。而且，鎳磷合金層（沉金工藝常用）的熱膨脹系數(shù)和銅接近，能減少高低溫循環(huán)時(shí)的應(yīng)力，避免焊點(diǎn)開(kāi)裂。

再說(shuō)說(shuō)金層，它堪稱 “顏值與實(shí)力并存” 的代表。金的化學(xué)穩(wěn)定性極強(qiáng)，幾乎不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，這層金就像給鎳層穿了件 “防護(hù)服”，進(jìn)一步增強(qiáng)防氧化能力。在金手指、按鍵觸點(diǎn)這類頻繁插拔、摩擦的部位，金層耐磨又抗腐蝕，能保證長(zhǎng)期穩(wěn)定的電氣連接。此外，金層表面平整光滑，接觸電阻小，對(duì)高頻信號(hào)傳輸友好，在射頻電路、高速連接器設(shè)計(jì)中是 “剛需”。不過(guò)，金層也不是越厚越好，一般控制在 0.05-0.1μm，太厚反而容易脆化，還會(huì)增加成本。

設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)方面，一定要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景調(diào)整鎳金層參數(shù)。比如，對(duì)可靠性要求極高的軍工、汽車(chē)電子項(xiàng)目，鎳層厚度可以適當(dāng)增加到 6-8μm；而消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品為了控成本，在滿足性能前提下選下限。焊接時(shí)也要注意，金層會(huì)熔入焊料，如果焊接溫度過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能出現(xiàn) “金脆” 問(wèn)題，導(dǎo)致焊點(diǎn)強(qiáng)度下降，建議采用 “低溫快焊” 策略。

技術(shù)難題上，最常見(jiàn)的就是 “黑盤(pán)” 現(xiàn)象。本質(zhì)上是鎳層表面氧化或磷含量異常，導(dǎo)致焊接不良。這時(shí)候得排查沉鎳槽的溫度、pH 值，以及后工序的水洗是否徹底。還有，鎳金層厚度不均勻也很頭疼，尤其在大面積 PCB 上，容易出現(xiàn)邊緣厚、中間薄的情況，這就需要優(yōu)化電鍍?cè)O(shè)備的循環(huán)系統(tǒng)和電流分布。

行業(yè)趨勢(shì)這塊，隨著電子產(chǎn)品往小型化、高可靠性方向發(fā)展，對(duì)鎳金層的均勻性、致密性要求越來(lái)越高。未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)更環(huán)保的鍍液配方，比如無(wú)氰沉金工藝；同時(shí)，結(jié)合納米技術(shù)，開(kāi)發(fā)更薄、性能更強(qiáng)的合金鍍層，在降低成本的同時(shí)提升 PCB 整體性能。