硬金表面处理工艺：特性、应用及优势全解析

PCB表面处理工艺有很多种，例如化学镀镍/金、热风整平、沉锡和OSP等。这些表面处理的主要目的，是保护裸露的铜，确保其在储存期间不受损害，并为后续焊接（SMT、波峰焊、选择性波峰焊、手工焊接等）作准备。

阻焊和表面处理

在焊接过程中，表面处理溶解在焊膏或锡（波峰焊）中，焊点会与铜形成电气连接。然而，在无电解镍/金表面处理的情况下，保护性金层会溶解在焊料中，焊点则与镍结合。

PCB表面处理可分为有机表面工艺和金属表面工艺两大类，各有利弊。选择哪种表面处理，取决于最终应用、组装工艺和PCB设计。

本文将探讨硬金工艺的特点及其最常见的应用。

什么是硬金表面处理？

硬金表面处理，又称电解硬金工艺，是一种电镀金层，比ENIG（化学沉镍金）等其它表面处理更厚、更耐用。金与镍或钴等金属形成合金，来提高硬度和耐磨性，因此非常适用于要求长时间电气连接的直接接触区域。

由于其耐磨性优异，硬金适用于经常受到机械应力的PCB区域，常见的包括边缘连接器和键盘触点，这些区域需要坚固耐用的耐磨损连接，来确保数据传输和电气连接的连续性。

硬金表面工艺的应用

边缘连接（金手指）

边缘连接器通常被称为PCB金手指，是硬金表面工艺的主要应用之一。这些电解镍/金涂层手指或焊盘，位于PCB边缘，是电子模块的关键连接器，在确保计算机、智能手机和工业设备等终端应用互连组件之间的无缝数据传输方面，发挥着关键作用。

硬金表面处理对边缘连接器至关重要，可确保PCB与外部元件之间实现可靠耐用的连接。金合金具有更高的硬度和耐磨性，即便是在频繁使用的情况下，这些连接器也能长期保持牢固的电气连接。

PCB金手指结构尤其适用于需要反复插拔的PCI（外设互连）电路板，厚且硬的金层增强了抗机械磨损的能力，使其成为反复插拔连接的最佳选择。

键盘和键触点 – 局部镀硬金

键盘或键触点是局部镀硬金的典例，即仅在特定的接触高使用频率区域进行硬金处理。在键盘中，硬金工艺用于按键触点，来确保触点的使用寿命和稳定连接。金层可防止磨损和老化，在反复按键的情况下仍能够保持可靠的电气连接。

对PCB内部的这些接触区域，会进行局部电镀，以满足在PCB外实现可靠的电气连接的需求，类似于我们用于边缘连接器的手指。具体的设计，需要在PCB前期设计阶段就做好规划，我们建议您向当地的NCAB FAE工程师寻求技术支持。

硬金表面处理的规格参数

NCAB默认按照IPC 2级标准进行硬金表面处理。

相比之下，ENIG表面处理的最小化学金厚为0.05um.

优点：

• 耐用，耐机械磨损
• 使用寿命长
• 符合RoHS规范

缺点：

• 成本高
• 可焊性不佳
• 可能会与同一电路板上的其它可焊表面处理冲突（具体请向当地的NCAB FAE咨询）
• 局部镀硬金需要匹配合适的图形设计

硬金工艺的关键工序

由于硬金表面处理，是通过电解工艺实现的，因此需要额外的引线来连接镀金焊盘和电解液阳极。这些铜导线必须在电镀后去除，去除的方式有两种：

1. 通过倒角方式机械移除

2. 通过蚀刻去除

这也解释了为什么在设计阶段就需要对选择性电镀硬金键盘进行合理的规划设计。

结论

硬金表面处理，是满足PCB长期高磨损连接需求的理想选择。虽然硬金工艺因为金厚增加，导致成本较高，但其出色的抗机械磨损的表现，可确保较长的使用寿命，同时符合RoHS标准。

如需详细的成本估算或更多信息，请联系NCAB当地团队，我们非常乐意为您提供相关支持。