PCB沉金工艺原理、流程、应用汇总

当镍磷合金层达到一定厚度后，将 PCB 浸入含有金盐的溶液中。此时，镍磷合金层中的镍原子与金盐溶液中的金离子发生置换反应。由于金的化学活性比镍低，镍原子会将金离子还原为金属金，从而在镍磷合金层表面沉积出一层薄薄的纯金层。这层金层具有优异的导电性、抗氧化性和可焊性，能够极大地提升 PCB 的性能。

前处理

• 除油：PCB 在制造和运输过程中，表面不可避免地会沾染油污。使用专门的除油剂，如 30% AD - 482，通过化学作用将油污溶解并清洗掉，使 PCB 表面呈现出清洁的铜面。这一步就像是给房子打扫卫生，只有把表面的 “灰尘” 清理干净，后续的工作才能顺利进行。

• 微蚀：采用 60g/L 的 NaPS 和 2% 的 H?SO?混合溶液对铜面进行微蚀处理。这一过程就如同给铜面 “打磨”，通过轻微的腐蚀，去除铜表面的氧化层和一些微观上的不平整，使铜面更加新鲜、粗糙，从而增加后续镀层与铜面的附着力。微蚀速率一般需严格控制在 25U - 40U 之间，以确保处理效果恰到好处。

• 活化：将 PCB 浸入 10% Act - 354 - 2 的活化液中。活化的目的是在铜面沉积一层钯，钯作为一种催化剂，能够引发后续的沉镍反应，为沉镍提供活化中心，就像在化学反应中点燃了 “导火索”。当活化药水铜含量大于 800PPM 时，为了保证活化效果，必须开新缸。

• 后浸：使用 1% H?S0?溶液进行后浸处理，进一步清洁和调整铜面状态，为沉镍做好最后的准备工作。除油缸、微蚀缸、后浸缸应每周换缸，各水洗缸也应每周清洗，以保证药水的清洁度和处理效果。

沉镍：沉镍过程在含有镍盐、还原剂以及稳定剂等成分的镀液中进行。化学镍对药水成分范围要求极为严格，在生产过程中必须每班分析化验两次，并依据生产板的裸铜面积或经验补加 Ni2?还原剂。补加料时，要遵循少量、分散多次补料的原则，避免局部镀液反应过于剧烈，导致镀液加速老化。镀液的 PH 值和温度对镍层厚度影响较大，镍药水温度需控制在 85℃ - 90℃，PH 值维持在 5.3 - 5.7。当镍缸不生产时，应将温度降低至 70℃左右，减缓镀液老化速度。此外，化学镍镀液对杂质非常敏感，像 Pb、Sn、Hg、Ti、Bi 等低熔点的重金属，都属于抑制剂，会对化学镍的沉积产生不良影响。

沉金：沉金是一种浸金工艺，沉金缸的主要成分包括 1.5 - 3.5g/L 的 Au 以及浓度为 Ec0.06 - 0.16mol/L 的结合剂。在镍磷合金层上，通过置换反应形成纯金镀层，使镀层表面平滑，结晶细致。镀液 PH 值一般控制在 4 - 5 之间，温度保持在 85 - 90 摄氏度。在这个温度和酸碱度环境下，金离子能够稳定地与镍磷合金层发生置换，形成高质量的金层。

后处理

• 废金水洗：沉金完成后，首先进行废金水洗，将 PCB 表面残留的含有金离子的药水冲洗掉，回收可能残留的金元素，同时初步清洁板面。

• DI 水洗：使用去离子水（DI 水）进一步清洗 PCB，去除表面残留的其他杂质和化学物质，确保板面的纯净度。

• 烘干：通过热风或其他烘干方式，将 PCB 表面的水分彻底去除，使 PCB 达到干燥状态，便于后续的储存和使用。有条件的话，还可以使用水平洗板机对沉金板进行进一步洗板、烘干。水平面洗板机可按照药水洗（硫酸 10%，双氧水 30g/L）、高压 DI 水洗（30 - 50PSI）、DI 水洗、吹干、烘干的顺序设置流程，以彻底除去印制线路板孔内及表面的药水和水渍，从而得到镀层均匀、光亮度好的沉金板。

1. 优异的耐腐蚀性：镍磷合金层和金层共同构建起一道坚固的防护屏障，能够有效阻挡外界环境中的氧气、水分、化学物质等对 PCB 铜面的侵蚀。在潮湿、高温等恶劣环境下，普通的铜面容易发生氧化和腐蚀，而经过沉金处理的 PCB，其使用寿命能够得到显著延长，大大提高了电子产品在复杂环境中的可靠性。

2. 良好的焊接性能：金层具有良好的可焊性，在焊接过程中，焊料能够均匀地附着在金层表面，形成牢固的焊点。同时，金层能够防止焊接点在焊接后被氧化和污染，减少了虚焊、脱焊等焊接缺陷的出现，提高了焊接质量，确保了电子元件与 PCB 之间稳定的电气连接。

3. 出色的导电性能：金的导电性能极佳，能够降低电阻，减少信号传输过程中的损耗和衰减。在高速、高频电路中，信号的快速准确传输至关重要，沉金工艺能够满足这种对信号传输性能的高要求，保障电子产品在复杂信号环境下稳定运行。

4. 美观的外观质量：沉金工艺使 PCB 表面呈现出亮丽的金黄色光泽，外观美观大方，提升了产品的整体档次和附加值。在一些对产品外观有较高要求的消费电子产品中，这种美观的表面处理能够增加产品的吸引力。

5. 对信号传输影响小：由于趋肤效应，信号在 PCB 线路中的传输主要集中在铜层表面。沉金工艺只是在焊盘等部位覆盖镍金层，不会对铜层的信号传输产生干扰，确保了信号传输的稳定性和准确性。

6. 提高线路板的稳定性：沉金板只有焊盘上有镍金，线路上的阻焊与铜层的结合更为牢固，减少了因外力、温度变化等因素导致阻焊层脱落或线路微短路的风险，提高了 PCB 的整体稳定性。

1. 通信设备：在 5G 基站、路由器、交换机等通信设备中，对信号传输的高速率、稳定性要求极高。PCB 沉金工艺能够满足这些要求，确保设备在复杂的通信环境下稳定运行，保障数据的快速、准确传输。

2. 计算机领域：无论是电脑主板、显卡还是服务器的 PCB，都需要具备良好的性能和可靠性。沉金工艺能够提高 PCB 的耐腐蚀性和焊接性能，满足计算机在长时间高负荷运行下的需求，保证计算机系统的稳定运行。

3. 医疗设备：医疗设备对安全性和可靠性有着严格的标准。采用沉金工艺的 PCB，能够在医疗设备的复杂工作环境中，确保电子元件的稳定连接和信号传输，为医疗设备的精准运行提供保障，例如在核磁共振成像设备、心脏起搏器等医疗设备中广泛应用。

4. 汽车电子：汽车在行驶过程中会面临各种复杂的环境，如高温、潮湿、震动等。汽车电子系统中的 PCB，如发动机控制单元、车载娱乐系统、自动驾驶辅助系统等，采用沉金工艺能够提高其在恶劣环境下的可靠性和稳定性，保障汽车电子设备的正常工作，为行车安全提供支持。

5. 航空航天：航空航天领域对电子设备的性能和可靠性要求近乎苛刻。在卫星、飞机等航空航天设备中，PCB 沉金工艺能够确保电子设备在极端环境下（如高真空、强辐射、剧烈温度变化等）稳定运行，保证设备的通信、控制等功能正常实现。

1. 环保问题：沉镍金药水通常含有剧毒物质，如一些重金属离子，并且在反应过程中可能会产生有害气体。因此，废液排放和车间废气必须经过专门的环保处理设备进行处理，达到环保标准后才能排放，以避免对环境造成污染。

2. 工艺控制难度：整个沉金工艺对药水成分、温度、PH 值、时间等参数的控制要求非常严格，任何一个环节出现偏差，都可能导致镀层质量下降，如出现漏镀、渗镀、镀层厚度不均匀、黑盘效应（镍层钝化，在镍与金的交接面上形成黑色氧化镍膜，影响焊接和元件连接）等问题。所以，操作人员需要具备专业的知识和丰富的经验，严格按照工艺要求进行操作和监控。

3. 成本问题：相比其他一些 PCB 表面处理工艺，沉金工艺由于其复杂的流程、昂贵的药水以及严格的工艺控制要求，成本相对较高。这就需要在产品设计和生产过程中，综合考虑产品的性能需求和成本因素，合理选择表面处理工艺。

PCB 沉金工艺以其独特的原理、精细的流程和显著的优势，在现代电子制造领域中占据着重要地位。它为 PCB 赋予了卓越的性能，推动了电子产品向更高性能、更小尺寸、更可靠方向发展。随着电子技术的不断进步，沉金工艺也将不断优化和创新，为电子行业的发展持续贡献力量。无论是电子工程师、PCB 制造商，还是电子爱好者，深入了解沉金工艺，都有助于更好地把握电子产品的制造和应用。