在PCB制造中，電路板上的銅箔容易受到氧化影響，這會(huì)嚴(yán)重降低焊接質(zhì)量。PCB板的生產(chǎn)廠家可以通過表面處理，防止銅箔氧化，從而保證優(yōu)良的可焊性和相應(yīng)的電氣性能。ENIG（沉金）和ENEPIG（沉鎳鈀金）作為一種表面處理方式，不僅能夠滿足PCB市場(chǎng)的技術(shù)要求，而且還可以做無鉛焊錫，具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

為了克服沉金的主要弱點(diǎn)——黑鎳，沉鎳鈀金作為沉金的升級(jí)版本應(yīng)運(yùn)而生。PCB板的生產(chǎn)廠家通過在電鍍鎳和沉金之間添加鈀層，隔絕沉金藥水對(duì)鎳層的攻擊，其厚度通常在0.05μm至0.1μm的范圍內(nèi)。鈀層起到了阻止沉金技術(shù)對(duì)鎳層腐蝕的作用。因此，沉鎳鈀金能夠克服沉金存在的黑鎳缺陷。此外，沉鎳鈀金具有高度可靠的金屬絲焊接（bonding）能力、出色的多次回流焊接能力，并含有開關(guān)接觸面，使其能夠同時(shí)滿足高密度和多表面封裝PCB的嚴(yán)格要求。基于這些優(yōu)勢(shì)，沉鎳鈀金也被稱為通用表面處理。

沉金的優(yōu)點(diǎn)：

? 工藝機(jī)制簡(jiǎn)單

? 表面平整

? 良好的耐氧化性

? 優(yōu)秀的電氣性能

? 高溫抗性

? 良好的熱擴(kuò)散性

? 保質(zhì)期長(zhǎng)

? 無趨膚效應(yīng)

? 適用于未經(jīng)處理的接觸表面

? 無鉛

沉鎳鈀金的優(yōu)點(diǎn)：

? 具有出色的多次回流周期

? 能夠確保良好的焊接性能

? 具有高度可靠的bonding能力

? 具有作為關(guān)鍵接觸面的表面

? 與Sn-Ag-Cu焊料具有高兼容性

? 適用于多種封裝，尤其適用于具有多種封裝類型的PCB

? 無黑鎳現(xiàn)象

沉鎳鈀金技術(shù)是基于沉金技術(shù)發(fā)展而來的，通過添加鈀層使其性能得到了極大改善。原因如下：

a. 鈀層具有致密的膜結(jié)構(gòu)完全覆蓋在鎳層上，鈀層中的磷含量低于鎳層中的普通含量，因此避免了黑鎳的生成條件，黑鎳可能性消失。

b. 鈀的熔點(diǎn)為1,554°C，比金的熔點(diǎn)（1,063°C）高。因此，鈀在高溫下的熔化速度相對(duì)較慢，有足夠的時(shí)間生成抵抗層以保護(hù)鎳層。

c. 鈀比金硬度更高，提高了焊接的可靠性、金屬絲焊接（bonding）能力和抗摩擦性。

d. 錫鈀合金具有最強(qiáng)的防腐蝕能力，能夠阻止由原電池腐蝕引起的逐漸腐蝕，從而延長(zhǎng)使用壽命。

e. 使用鈀可以減少金層的厚度，與沉金相比成本降低了60%。

沉金的缺點(diǎn)：

? 受電鍍條件和整個(gè)過程控制的影響

? 受電鍍鎳和金屬的厚度影響

? 電鍍受電鍍槽中金屬面積大小的影響

? 相對(duì)較低的潤(rùn)濕性

? 容易導(dǎo)致黑鎳現(xiàn)象

? 嚴(yán)重降低焊點(diǎn)可靠性

沉鎳鈀金的缺點(diǎn)：

? 由于鈀層太厚，焊接性能降低

? 濕潤(rùn)速度較慢

? 成本較高

根據(jù)沉金和沉鎳鈀金的優(yōu)缺點(diǎn)，在優(yōu)先考慮可靠性時(shí)，PCB板的生產(chǎn)廠家自然會(huì)選擇沉鎳鈀金作為更好的解決方案。然而，沉鎳鈀金也確實(shí)需要花費(fèi)更多的成本。

黑鎳現(xiàn)象是隨著沉金的出現(xiàn)而誕生的。在沉金的金屬沉金過程中，由于操作不當(dāng)，容易導(dǎo)致鎳腐蝕，進(jìn)而產(chǎn)生黑鎳。過度的鎳腐蝕會(huì)大大降低焊接的潤(rùn)濕性和粘結(jié)性能，焊料在與腐蝕的鎳表面結(jié)合時(shí)將不得不承受更大的應(yīng)力。最終，焊錫與鎳生成的黑鎳表面之間的接觸層將斷裂，這也被稱為黑盤效應(yīng)。

黑盤的產(chǎn)生機(jī)理非常復(fù)雜，它發(fā)生在鎳與金的交接面，直接表現(xiàn)為鎳過度氧化。沉金金厚超過5U，會(huì)使焊點(diǎn)脆化，影響可靠性。此外，在鎳和金（焊接之前）的接觸處以及焊錫和鎳（焊接后）的接觸處會(huì)形成富磷鎳層。這實(shí)際上是一種自然現(xiàn)象，與黑鎳無關(guān)。

黑鎳的主要原因有兩個(gè)方面。首先，技術(shù)實(shí)施過程中的控制不佳，晶體顆粒生長(zhǎng)不均勻，并在晶體顆粒之間產(chǎn)生大量裂縫，形成質(zhì)量較低的鎳薄膜。其次，實(shí)施金屬沉金需要較長(zhǎng)時(shí)間，鎳表面容易產(chǎn)生腐蝕，裂縫隨之產(chǎn)生。

要成功解決黑鎳問題，可以采取三項(xiàng)措施：

措施1：控制電鍍鎳溶液的pH值。

措施2：分析電鍍鎳溶液的穩(wěn)定劑含量。

措施3：在沉金過程中阻止鎳表面的腐蝕。

至于柔性PCB的表面處理，如果當(dāng)前的沉金直接應(yīng)用于柔性電路板，由于基板彎曲，鎳薄膜會(huì)產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而導(dǎo)致底層銅產(chǎn)生裂縫。為了與柔性板的表面處理需求相適應(yīng)，新開發(fā)的電鍍鎳技術(shù)能夠產(chǎn)生具有柱狀結(jié)構(gòu)的鎳膜。只有在基板彎曲時(shí)才會(huì)在表面形成微小裂縫，裂縫不會(huì)傳播到底層銅中。

沉金和沉鎳鈀金的應(yīng)用領(lǐng)域根據(jù)其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)不同。沉金適用于無鉛焊接、SMT（表面貼裝技術(shù)）、BGA（球柵陣列）封裝等。沉金能夠服務(wù)的行業(yè)和產(chǎn)品包括數(shù)據(jù)/電信、高端消費(fèi)品、航空航天、軍事、高性能設(shè)備和醫(yī)療行業(yè)。此外，由于其高可靠性，沉金特別適用于柔性市場(chǎng)。

沉鎳鈀金能夠滿足更嚴(yán)格的要求，包括多種類型的封裝，如THT（通孔技術(shù)）、SMT、BGA、 bonding、壓合等。更好的是，沉鎳鈀金還適用于具有不同封裝技術(shù)的PCB。因此，沉鎳鈀金能夠服務(wù)的應(yīng)用領(lǐng)域包括航空航天、軍事、高性能設(shè)備和醫(yī)療行業(yè)，這些行業(yè)對(duì)密度和可靠性要求更高。

作為PCB制造過程中的一個(gè)重要步驟，表面處理的高質(zhì)量肯定決定了電路板的高質(zhì)量。它不僅能夠保護(hù)電路板的導(dǎo)線，還能夠提高焊接性能、耐腐蝕性和可靠性。然而，不同的表面處理方法有著各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。例如，有些方法可能會(huì)增加制造成本，而另一些可能會(huì)降低產(chǎn)品的可靠性。因此，PCB板的生產(chǎn)廠家必須深入了解每種表面處理方法的特點(diǎn)，以確保表面處理能夠滿足電路板和最終產(chǎn)品的要求。

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