芯耀
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相信小伙伴们都知道，最近一段时间，黄金价格在不断飙升，连我那准备结婚的同学在买黄金首饰的时候，都要掂量一下钱袋子，因为实在太贵了！~
为啥黄金价格飙升得如此厉害，原因我们不知道也不分析，今天来聊一下我们嵌入式工程师每天都能接触到的“黄金”，沉金工艺的电路板。
没错，就是你桌面上那一堆正在调试的，金灿灿的PCB或者PCBA。
大家细心地留意一下，我们每天捣鼓调试的电路板，其实有不少是沉金工艺制作的，（如果你调试的都是喷锡工艺，那当我没说，哈哈哈哈~），
那，到底啥是沉金工艺呢？什么情况下要用沉金呢？为啥沉金成本那么高，也依然有工程师愿意选用？
一、什么是沉金工艺？
沉金工艺，它的专业学名叫化学镀镍金工艺（Electroless Nickel Immersion Gold，简称 ENIG），主要是通过化学沉积的方式，在电路板的铜焊盘表面，镀上镍层与金层。
镍层与金层的复合结构形成功能互补：
底层（镍层）：厚度5-15μm，主要用来隔绝铜与金的直接接触，避免形成铜金合金导致导电性下降，同时为金层提供稳定的附着基底，增强镀层的耐磨性和抗冲击性。
表层（金层）：厚度极薄，一般为 0.05-0.2μm，覆盖镍层即可。金具有优异的导电性、抗氧化性和化学稳定性，能确保电路板焊点在长期使用中保持低接触电阻，且不易被潮湿、酸碱环境腐蚀。
二、为什么要用沉金工艺？
在生产制造电路板的时候，一股脑地选择沉金工艺是“跟风”操作吗？当然不是！沉金工艺具有不可替代的应用价值，主要可以从以下四个维度展开。
（1）提升耐腐蚀性和导电性
电路板在使用过程中，很容易会被空气中的水分或灰尘等物质氧化或者腐蚀，从而导致电路断路或接触不良，沉金工艺通过“镍层隔绝+金层保护”的保护机制，能够有效阻止铜箔与外界环境直接接触。
有实验数据显示，经过沉金工艺处理的电路板，在在 85℃、85% 湿度的环境下老化测试 1000 小时后，接触电阻变化率仅为 5%-10%，而铜箔未经处理的电路板，电阻变化率可达 30% 以上。
（2）保证低接触电阻，稳定电气性能
对于需要频繁拔插的连接器（如手机充电口或USB接口），或者高精度信号传输电路（如CPU插槽），元器件与电路表面接触的电阻稳定性，会直接影响设备的性能和信号传输效率。
由于金层具有极低的电阻率（2.4Ω · m），在光滑平整的金层表面，初始接触电阻通常低于10mΩ，在长期的使用中，也不会因为磨损和氧化，而导致接触电阻大幅度上升。
（3）满足高精度焊接的要求
电子产品的元器件密度越来越高，相邻焊点之间的间距越来越小（比如手机主板焊点已降至0.3mm以下），因此对焊接的精度要求也越来越高。
由于金层与焊锡的接触浸润性比较好，在焊接的时候，焊锡能够快速且均匀地铺展在焊点表面，从而减少了虚焊和假焊的风险。
此外，沉金镀层的厚度均匀性很高，误差可以控制在±10%以内，因此不会出现喷锡工艺中常见的“锡珠”或“锡桥”问题，降低了焊接不良率。
采用沉金工艺，可以把电路板的焊接不良率，从喷锡工艺的1.2%降至0.3%，每年可以节省返工成本数十万元。
（4）适应无铅焊接，符合环保要求
全球环保法规（如欧盟RoHS指令）对电路板的铅含量都会有所限制，无铅焊接已经成为电子制造的整体趋势，无铅焊接熔点217℃比有铅焊接183℃要高，对电路板的表面工艺有一定要求。
喷锡工艺在高温下易出现锡层熔融不均的现象，而沉金的镍层和金层耐高温性强，即使在无铅焊接的高温环境下，也能保持镀层完整，不影响焊接质量。
三、沉金工艺的具体流程？
如上图所示，沉金工艺的流程还是比较复杂的，上图列出了一些关键节点，包括：预处理阶段-->沉镍阶段-->沉金阶段-->后处理阶段-->成品检验。
每个节点阶段都可以进行详细展开，但由于篇幅有限，这里就不再阐述，如果想了解更多关于PCB电路板的制造细节，可以看一下以下书籍。
嘉立创推出PCB新书：50万字实战干货，从设计到生产少踩坑
四、沉金工艺的成本？
这是很多工程师或者老板比较关心的部分了，沉金工艺有这么多优势，使用沉金工艺来制作PCB板，会不会很贵？
实话实说，使用沉金工艺确实会比喷锡工艺要贵，但是，沉金工艺所带来的优势，不是喷锡工艺所能够比拟的！
影响沉金工艺成本的关键因素，主要有：金层厚度、电路板的面积与批量、废水环保处理成本、原材料损耗，等等。
比如，对于金层厚度，需要根据产品的实际应用场景来确定，
普通消费电子（如手机主板）：金层厚度 0.05-0.1μm，可满足基本需求，成本较低；
高精度设备（如医疗仪器）：金层厚度 0.1-0.2μm，需更高的耐腐蚀性，成本相应上升；
若金层厚度超过 0.2μm，成本会大幅增加，但性能提升有限，这就属于 “过度处理”了。
现在，高多层PCB的打样成本也非常低，在嘉立创6~64层板打样，沉金免费加厚至2u"，这项举措能够大大降低企业的研发和生产成本。
嘉立创的32层高多层板是在2023年上线的，经过两年多的发展，现在64层高多层板也量产上线了，厚度突破4.8mm，满足更加复杂的产品场景需求！
很高大上的包装盒！
另外，稍微剧透一下，根据嘉立创的内部消息，将会在11月份上线盲埋孔，盲埋孔相比起传统的通孔工艺，可以较大提升布线密度，优化信号完整性以及改善结构强度，值得工程师们关注！
五、总结概括
沉金工艺最主要是优异的耐腐蚀性，良好的导电率，稳定的电气性能，以及高精度焊接优势，这种工艺已经成为高端电子产品制造的核心技术之一。
随着技术发展，沉金工艺将会不断优化，例如无氰沉金技术的应用，等等。对于电子制造企业，了解沉金工艺的特性，结合自身产品特点而选择合适的表面处理方案，是提升产品竞争力的关键。
工程师们可能会好奇，那，能不能把电路板上面的黄金给提炼出来呢？嘿嘿，~你们猜猜，到底能不能？
