硬金是纯金吗(PCB电路板表面处理如何区分硬金、软金、电镀金、化金、闪金？)

有很多电子行业的朋友，对于电路板上的「硬金」及「软金」、「闪金」一直搞不是很清楚，可能也分不清楚它们之间的差异，有些人还一直认为电镀金就一定是硬金？而化学金就一定是软金？其实这样的分法只能说答对了一半。下面从PCB电路板工厂的角度来说明一下硬金、软金、闪金的差异及其特性。

其实在工业界对「硬金」及「软金」的区分指的是「合金」与「纯金」，因为「纯金」实际上比较软，而掺杂了其他金属的「合金」则会比较硬且耐摩擦，所以越纯的「金」相对的也就越软。

电镀镍金其实「电镀金」本身就可以分为硬金及软金了。因为电镀硬金实际上就是电镀合金（也就是镀了Au及其他的金属），所以硬度会比较硬，适合用在需要受力及摩擦的地方，在电子业界一般用来作为电路板的板边接触点（俗称「金手指」的地方，如文章最前面的那张图片中的金手指）、插卡的接触。而软金一般则用于COB(Chip On Board)上面打铝线用，或是手机按键的接触面，近来则被大量运用在BGA载板的正反两面。想了解硬金及软金的由来，最好要先稍微了解一下电镀金的生产流程。姑且不谈前面的酸洗过程，电镀的目的基本上就是要将「金」电镀于电路板的铜皮上，但是「金」与「铜」直接接触的话会有电子迁移扩散的物理反应（电位差的关系），所以必须先电镀一层「镍」当作阻隔层，然后再把金电镀到镍的上面，所以我们一般所谓的电镀金，其实际名称应该叫做「电镀镍金」。而硬金及软金的区别，则是最后镀上去的这层金的成份，镀金的时候可以选择电镀纯金或是合金，因为纯金的硬度比较软，所以也就称之为「软金」。因为「金」可以和「铝」形成良好的合金，所以COB在打铝线的时候就会特别要求这层纯金的厚度。另外，如果选择电镀金镍合金或是金钴合金，因为合金会比纯金来得硬，所以也就称之为「硬金」。软金及硬金的电镀程序：软金：酸洗 → 电镀镍 → 电镀纯金硬金：酸洗 → 电镀镍 → 预镀金（闪金） → 电镀金镍或金钴合金化金现在的「化金」，大多是用来称呼这种 ENIG（Electroless Nickel Immersion Gold，化镍浸金）的表面处理方法。其优点是不需要使用电镀的复杂制程就可以把「镍」及「金」附着于铜皮之上，而且其表面反而比电镀金来得平整，这对日趋缩小的电子零件与要求平整度高的元件(如fine pitch及0201以下的chip零件)尤其重要。由于ENIG使用化学置换的方法来制作出表面金层的效果，所以其金层的最大厚度原则上无法达到如电镀金一样的厚度，而且越往底层的含金量会越少。因为是置换的原理，所以ENIG的镀金层属于「纯金」，因此它也经常被归类为「软金」的一种，而且也有人拿它来作为COB打铝线的表面处理，但必须严格要求其金层厚度至少要高于 3～5 micro-inches (μ")，一般要超过 5μ" 的化金厚度就很难达到了，太薄的金层将会影响到铝线的附着力；而一般的电镀金则可以轻松达到15 micro-inches (μ")以上的厚度，但是价钱也会随着金层的厚度增厚而增加。闪金(Flash Gold)「闪金」一词源自于英文Flash，意思就是快速镀金，其实它就是电镀硬金的「预镀金」程序，参考前面的「电镀镍金」制程说明，它使用较大的电流与含金较浓的液槽，先在镍层的表现形成一层密度较细致，但较薄的镀金层，以利后续电镀金镍或金钴合金时可以更方便进行。有些人看到这样也可以作出有镀金的PCB，而且价钱便宜以及时程缩短，于是就有人拿这样的「闪金」PCB出来卖。因为「闪金」少了后面的电镀金程序，所以其成本较真正的电镀金来得便宜许多，但也因为其「金」层非常的薄，一般无法有效地覆盖住金层底下的全部镍层，所以也就比较容易导致电路板存放时间过久后氧化的问题，进而影响到可焊性。以目前众多电路板表面处理的方法来看，电镀镍金的费用相较于其他的表面处理方法（如ENIG、OSP）相对来得高，以现在金价这么高的情况下，已经较少被采用了，除非有特殊用途，比如说连接器的接触面处理，以及有滑动式接触元件的需求（如金手指…）等；不过以目前的电路板表面处理技术而言，电镀镍金的镀层具有良好的抗摩擦能力以及优异的抗氧化能力还是无人能比。