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沉金、镀金、镍金、钯金、厚金、薄金、浸金:一文看懂 PCB 金工艺

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2026-03-17 14:01:07
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做硬件、射频、PCB 打样、微组装的工程师,最容易被各种 “金工艺” 绕晕:

沉金、镀金、镍金、化金、厚金、薄金、钯金、浸金……

名字只差一两个字,但成本、可靠性、高频性能、焊接性、键合性却天差地别。

今天不讲废话,直接按:

名称俗称→镀层结构→工艺流程→优缺点→适用场景→禁忌→成本

把所有表面处理一次性讲透,看完再也不会选错。




一、先统一概念:所有金工艺,本质就两大类

1. 化学金(沉金/化金):无电、靠化学反应 → 平整、适合BGA。

2. 电镀金(镀金):通电电镀 → 厚、耐磨、适合插拔/键合。

所有“镍金、钯金、厚金、薄金”,都是这两类的细分。




二、沉金(ENIG)= 化学镍金(最常用)

全称:Electroless Nickel Immersion Gold。

中文:化学镀镍 + 置换镀金。

行业俗称:沉金、化金、镍金。


1. 结构(非常关键)

铜 → 化学镍层 3~5μm → 金层 0.05~0.1μm。




2. 加工工艺流程




核心特点

平整度极高,完美适配 BGA/QFN/ 密脚 IC。

焊接稳定,不易虚焊。

存储时间长。

成本中等,量产首选。


致命缺点(高频 / 射频工程师必懂)

含镍!镍是铁磁性材料(μr≈100~600),导电率仅为铜的 1/4。

高频信号因趋肤效应,会穿透薄金进入镍层,造成:

磁滞损耗 + 涡流损耗。


频率越高,损耗越爆炸。

损耗量化对比(微带线实测)

1GHz:含镍工艺插损比裸铜 / 沉银高 40%~80%

10GHz:插损高 100%~200%

28GHz/77GHz 毫米波:插损增加 3~5 倍

直接影响灵敏度与传输距离。





根本原因

镍磁导率极高,趋肤深度极浅,有效导电面积大幅缩小。

镍导电率仅铜 1/4,导体损耗急剧上升。

磁滞 + 涡流损耗随频率平方级增长,高频恶化极快。


适用 / 禁忌

适用:消费电子、BGA、大批量量产。

禁忌:射频 / 高频 / 毫米波、金手指、频繁插拔


沉钯金(ENEPIG)= 镍 + 钯 + 金(高端沉金)

全称:Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold

俗称:钯金、沉钯金、无黑盘沉金。


结构

铜 → 化学镍 → 钯层 0.05~0.1μm → 金层。




核心特点

比沉金多一层钯,彻底解决黑盘问题

可靠性极高,适合高可靠场景。

成本比沉金贵 30%~50%。


高频问题

依然含镍 → 高频损耗依然巨大,射频板不推荐。

(可靠性提升,但射频性能与沉金接近,无本质改善)


适用 / 禁忌

适用:汽车电子、医疗、军工、高可靠产品。

禁忌:射频 / 高频板。



电镀金 = 厚金、薄金、硬金、软金

俗称:镀金、电镀金。


结构(行业 99.9%)

铜 → 电镀镍 5~8μm → 电镀金 0.1~3μm。


关键结论

正常 PCB 电镀金,一定含镍!

镍是附着力层、应力缓冲层、阻挡层,不可省略。

不含镍的 “纯金工艺” 不叫镀金,叫浸金(DIG)


厚金 vs 薄金

薄金(0.1~0.3μm)

成本低,适合测试点、简易金手指。


厚金(0.5~3μm)

适合金丝键合、高频连接器、军工。


硬金 vs 软金

硬金(钴镍合金):耐磨 → 金手指、插拔、连接器。

软金(纯金):键合专用 → 芯片焊盘、金丝球焊。


为什么电镀金不适合射频?

不是金不行,是镍不行!

只要有镍,就会带来巨大高频损耗。

哪怕电镀薄金也无法避免,因为镍层依然存在。

为什么电镀厚金不适合 SMT 焊接?

润湿性差,焊锡 “不吃金”。

金锡形成脆性 IMC 金属间化合物,焊点易裂。

平整度差,BGA 易虚焊。

记住:厚金只适合键合,不适合焊接!




射频微组装板正确用法

键合盘局部电镀厚金(≥0.5μm)

射频导线绝对不镀金,用 OSP / 沉银 / 浸金。

若必须全板镀金:导线用极薄金 0.05~0.1μm,利用趋肤效应让信号走铜。



浸金(DIG)= 无镍纯金工艺(射频专用)

全称:Direct Immersion Gold

俗称:直接浸金、无镍金、纯金表面处理。


结构

铜 → 金


无镍!无钯!无阻挡层!

特点

完全无镍 → 射频 / 毫米波性能最优

平整度高。

金层极薄(0.02~0.05μm)。

不可键合、不可插拔、不可加厚。


适用 / 禁忌

适用:射频、微波、毫米波、高频传输线。

禁忌:金丝键合、插拔、高可靠场景。



其他主流表面处理

OSP(有机保焊膜)

铜面 + 透明保护膜,无镍、最便宜、高频优秀、怕刮。

适用:射频板、低成本板、BGA。


喷锡(热风整平)

铜 + 锡层,便宜、焊接好,但不平整。

禁忌:BGA、高频板。


沉银

无镍、高频极佳、易硫化。

适用:射频、高频、高速 PCB。


沉锡

无镍、平整、焊接好、存储时间短。

适用:经济型高频板。


工艺名称俗称结构是否含镍平整度焊接性键合性射频/高频性能主要用途禁忌
沉金ENIG镍金、化金铜→镍→金含镍极高极好不可差(损耗增3~5倍)BGA、消费电子
沉钯金ENEPIG钯金铜→镍→钯→金含镍极高极好不可差(同沉金)汽车、医疗、军工
电镀金镀金铜→镍→金含镍一般键合、金手指全板使用、BGA
电镀厚金厚金铜→镍→厚金含镍一般极差优秀金丝键合射频导线、焊接
电镀薄金薄金铜→镍→薄金含镍一般一般测试点、简易金手指射频导线
浸金DIG无镍金铜→金无镍不可顶级(接近裸铜)射频、毫米波
OSP抗氧化铜→有机膜无镍极高不可顶级射频、低成本接触、插拔
沉银沉银铜→银无镍不可顶级射频、高频恶劣环境
喷锡热风整平铜→锡无镍不可电源、插件板BGA、高频
沉锡沉锡铜→锡无镍不可优秀经济型高频高可靠



灵魂总结(工程师直接背)

镍金 = 沉金,都含镍,都不适合射频

钯金 = 沉钯金,更可靠,但也含镍,也不适合射频

镀金 = 电镀金,必含镍,射频损耗大。

厚金用于键合,薄金用于触点,都不能用于射频导线

只有浸金是无镍纯金工艺,射频性能最好,但不能键合。

射频微组装标准方案

传输线 → 浸金 / 沉银 / OSP

键合盘 → 局部电镀厚金


镀金 ≠ 浸金

镀金:有镍、可做厚、可键合

浸金:无镍、很薄、射频专用


镍对高频是毁灭性影响

10GHz 插损翻倍、毫米波增 3~5 倍,

根源就是:高磁导率 + 低导电率。