在PCB制造中，电路板上的铜箔容易受到氧化影响，这会严重降低焊接质量。PCB板的生产厂家可以通过表面处理，防止铜箔氧化，从而保证优良的可焊性和相应的电气性能。ENIG（沉金）和ENEPIG（沉镍钯金）作为一种表面处理方式，不仅能够满足PCB市场的技术要求，而且还可以做无铅焊锡，具有较大的发展潜力。

为了克服沉金的主要弱点——黑镍，沉镍钯金作为沉金的升级版本应运而生。PCB板的生产厂家通过在电镀镍和沉金之间添加钯层，隔绝沉金药水对镍层的攻击，其厚度通常在0.05μm至0.1μm的范围内。钯层起到了阻止沉金技术对镍层腐蚀的作用。因此，沉镍钯金能够克服沉金存在的黑镍缺陷。此外，沉镍钯金具有高度可靠的金属丝焊接（bonding）能力、出色的多次回流焊接能力，并含有开关接触面，使其能够同时满足高密度和多表面封装PCB的严格要求。基于这些优势，沉镍钯金也被称为通用表面处理。

沉金的优点：

• 工艺机制简单

• 表面平整

• 良好的耐氧化性

• 优秀的电气性能

• 高温抗性

• 良好的热扩散性

• 保质期长

• 无趋肤效应

• 适用于未经处理的接触表面

• 无铅

沉镍钯金的优点：

• 具有出色的多次回流周期

• 能够确保良好的焊接性能

• 具有高度可靠的bonding能力

• 具有作为关键接触面的表面

• 与Sn-Ag-Cu焊料具有高兼容性

• 适用于多种封装，尤其适用于具有多种封装类型的PCB

• 无黑镍现象

沉镍钯金技术是基于沉金技术发展而来的，通过添加钯层使其性能得到了极大改善。原因如下：

a. 钯层具有致密的膜结构完全覆盖在镍层上，钯层中的磷含量低于镍层中的普通含量，因此避免了黑镍的生成条件，黑镍可能性消失。

b. 钯的熔点为1,554°C，比金的熔点（1,063°C）高。因此，钯在高温下的熔化速度相对较慢，有足够的时间生成抵抗层以保护镍层。

c. 钯比金硬度更高，提高了焊接的可靠性、金属丝焊接（bonding）能力和抗摩擦性。

d. 锡钯合金具有最强的防腐蚀能力，能够阻止由原电池腐蚀引起的逐渐腐蚀，从而延长使用寿命。

e. 使用钯可以减少金层的厚度，与沉金相比成本降低了60%。

沉金的缺点：

• 受电镀条件和整个过程控制的影响

• 受电镀镍和金属的厚度影响

• 电镀受电镀槽中金属面积大小的影响

• 相对较低的润湿性

• 容易导致黑镍现象

• 严重降低焊点可靠性

沉镍钯金的缺点：

• 由于钯层太厚，焊接性能降低

• 湿润速度较慢

• 成本较高

根据沉金和沉镍钯金的优缺点，在优先考虑可靠性时，PCB板的生产厂家自然会选择沉镍钯金作为更好的解决方案。然而，沉镍钯金也确实需要花费更多的成本。

黑镍现象是随着沉金的出现而诞生的。在沉金的金属沉金过程中，由于操作不当，容易导致镍腐蚀，进而产生黑镍。过度的镍腐蚀会大大降低焊接的润湿性和粘结性能，焊料在与腐蚀的镍表面结合时将不得不承受更大的应力。最终，焊锡与镍生成的黑镍表面之间的接触层将断裂，这也被称为黑盘效应。

黑盘的产生机理非常复杂，它发生在镍与金的交接面，直接表现为镍过度氧化。沉金金厚超过5U，会使焊点脆化，影响可靠性。此外，在镍和金（焊接之前）的接触处以及焊锡和镍（焊接后）的接触处会形成富磷镍层。这实际上是一种自然现象，与黑镍无关。

黑镍的主要原因有两个方面。首先，技术实施过程中的控制不佳，晶体颗粒生长不均匀，并在晶体颗粒之间产生大量裂缝，形成质量较低的镍薄膜。其次，实施金属沉金需要较长时间，镍表面容易产生腐蚀，裂缝随之产生。

要成功解决黑镍问题，可以采取三项措施：

措施1：控制电镀镍溶液的pH值。

措施2：分析电镀镍溶液的稳定剂含量。

措施3：在沉金过程中阻止镍表面的腐蚀。

至于柔性PCB的表面处理，如果当前的沉金直接应用于柔性电路板，由于基板弯曲，镍薄膜会产生裂缝，进而导致底层铜产生裂缝。为了与柔性板的表面处理需求相适应，新开发的电镀镍技术能够产生具有柱状结构的镍膜。只有在基板弯曲时才会在表面形成微小裂缝，裂缝不会传播到底层铜中。

沉金和沉镍钯金的应用领域根据其独特的优势不同。沉金适用于无铅焊接、SMT（表面贴装技术）、BGA（球栅阵列）封装等。沉金能够服务的行业和产品包括数据/电信、高端消费品、航空航天、军事、高性能设备和医疗行业。此外，由于其高可靠性，沉金特别适用于柔性市场。

沉镍钯金能够满足更严格的要求，包括多种类型的封装，如THT（通孔技术）、SMT、BGA、 bonding、压合等。更好的是，沉镍钯金还适用于具有不同封装技术的PCB。因此，沉镍钯金能够服务的应用领域包括航空航天、军事、高性能设备和医疗行业，这些行业对密度和可靠性要求更高。

作为PCB制造过程中的一个重要步骤，表面处理的高质量肯定决定了电路板的高质量。它不仅能够保护电路板的导线，还能够提高焊接性能、耐腐蚀性和可靠性。然而，不同的表面处理方法有着各自的优势和劣势。例如，有些方法可能会增加制造成本，而另一些可能会降低产品的可靠性。因此，PCB板的生产厂家必须深入了解每种表面处理方法的特点，以确保表面处理能够满足电路板和最终产品的要求。