摘要：在当今世界电子产品发展中，在很多产品之间都有着互连关系，可能是连接器之间、也可能是连接器与线缆之间或者连接器与金手指之间，或者是板与板、板与芯片之间的焊球、芯片与载板之间Wire bond等等。金手指则是一个比较特殊的存在。

在当今世界电子产品发展中，在很多产品之间都有着互连关系，可能是连接器之间、也可能是连接器与线缆之间或者连接器与金手指之间，或者是板与板、板与芯片之间的焊球、芯片与载板之间Wire bond等等。金手指则是一个比较特殊的存在。

早期电子产品通常由难以相互通信的单独模块组成。通过金手指，卡与主板之间就形成了通信系统。当今的许多工业流程都是通过金手指实现的。那么什么是金手指？金手指的规格有哪些？会影响到信号完整性吗？

金手指是位于PCB边缘的镀金焊盘。它们的形状像手指，用作将 PCB 连接到主板的连接器，确保信号能可靠完整的传输。除了连接性之外，金手指还可以保护电路板的边缘免遭损坏。

适用于PCB金手指电镀工艺的金有两种，金手指由硬金或化学镍金(沉金ENIG) 制成。

化学镀金 (ENIG) ：这种金比电镀金更具成本效益且更容易焊接，但其柔软、薄（通常为 2-5u）使得 ENIG 不适合电路板经常插入和拆卸时的情形。

电镀硬金：这金比较硬且厚，因此更适合持续插拔的情形。常用于金手指（PCB边缘连接器）、PCB触点或其他硬磨损区域。金的厚度可以根据要求而变化。工程师在使用的时候可以根据自己的实际应用来选择厚度。金越厚，肯定是价格越高。

电镀金手指的过程涉及许多步骤。为了使PCB金手指成功地生产好，电镀工艺必须按步骤进行，首先，完成电路板的生产。当对手指进行电镀时，会在铜上镀上镍。

镀镍：首先在金手指的边缘镀上3到6um的镍。

镀金：在镍上镀上1到2um的硬金。金通常用钴来增强，以提高表面电阻。

然后，最后进行表面处理。做完之后，还需要对镀金进行最后的检查，确保电镀工艺的完整性。

倒角：在金手指PCB边缘以指定角度倒角，以便于插入相应的连接器中。金手指倒角的角度可以是20°、30°、45°、60°、90°，一般是30°到45°之间。

在某些电路板上，某些金手指会比其他金手指更长或更短。例如，电路板的一端可能有较长的指状物。这样，PCB 就更容易插入连接器，因为具有较长手指的一端将更容易插入到位。

对于有耐用的电子产品，建议使用分段式金手指。

电镀工艺有一定的限制。例如，金手指与电路板的其他部分之间需要有一定的距离。主要限制包括以下内容：

PCB 边缘的内层不含铜，以防止在斜切阶段出现铜暴露。

电镀孔、SMD和焊盘不应放置在金手指1.0mm以内。（但是现在也有一些VIP（via in pad），然后再进行电镀填平）

电镀焊盘的长度不能超过 40 mm。

金手指与边缘之间应有0.5mm的距离。

在PCB金手指电镀过程中，必须遵守一定的标准才能使金手指正常工作。PCB 本身的设计还必须考虑适当的手指长度和对齐所需的区域。无论PCB本身的用途或尺寸如何，一般都要满足以下金手指的设计：

一般情况，电镀通孔不要靠近金手指；但是现在也有一些VIP（via in pad），然后再进行电镀填平。

金手指尽量不要与阻焊层或丝印有任何接触，应保持一定距离。

如果在 PCB 金手指电镀过程中不遵循任何这些规则，PCB 可能无法与电路板通信。或者，PCB 可能无法正确插入板上的相应连接器。

PCB 上的金手指采用金的原因是该合金具有非常好的强度和导电性。金的强度使得手指可以插拔数百次而不会磨损连接触点。如果没有镀金的保护，电路板在使用几次后很容易失去连接功能。

可能有的小伙伴想知道为什么黄金优于其他类型的金属。毕竟，黄金是最稀有、最昂贵的天然元素之一。在 PCB 的连接边缘镀铜或镀镍可能会更具成本效益吗？然而，金对于印刷电路板所需的功能是必需的。

随着 PCB 发展成为现代形式，考虑到多种因素，黄金被认为是最合适的连接接触金属。金的主要优点是合金的导电性和耐腐蚀性。为了增加强度，PCB板中使用的金通常与镍或钴混合制成合金，这使得金在面对持续的印刷电路板活动时具有进一步的耐磨性。对于电镀工艺，镍的厚度在 3um 至 5um之间。

IPC标准介绍了金手指的相关内容，比如：

化学成分：为了使 PCB 触点边缘具有最大刚性，镀金层应包含 5% 至 10% 的钴。

电镀厚度：无论何种用途进行的电镀不应薄于 2 Microinches，且厚度不应超过 50 Microinches。根据不同的应用，电镀厚度标准化为0.031 inches、0.062 inches、0.093 inches和 0.125 inches。原型机中通常采用较低厚度以节省成本，而较高厚度则用于一般需要安装/拆卸的一类PCB。

目视测试：金手指应通过放大镜的目视测试。边缘应具有光滑、干净的表面，并且没有多余的镀层或镍的外观。

胶带测试：金属的附着力与电镀的表面光洁度同样重要，这就是进行胶带测试的原因。沿着边缘放置一条白色胶带，然后将其撕下。撕掉胶带后，观察是否有镀金迹象，如果检测到该迹象，则表明该产品有缺陷。

PCB 金手指电镀工艺还有许多其他标准，应完整阅读所有标准以深入了解。随着技术的进步，通常会在流程中引入进一步的测试标准，因此最好定期向 IPC 检查更新情况。

金手指的设计以及工艺都会影响到其性能，包括阻抗、损耗、串扰等等，所以在进行高速PCB设计的时候，有很多的一些设计经验法则，比如挖空金手指焊盘下的金属层或者隔层参考以满足阻抗的要求；但是为了解决硬度、串扰以及损耗的问题，还有一些公司有其它的一些处理方法。各位在设计的时候，建议对其进行仿真或者做测试板验证。一般标准的产品的金手指都会有明确的定义，比如PCIe, 内存条。下图是PCIe5.0的金手指设计指导：

某产品的金手指设计：

没有处理金手指焊盘和处理了焊盘后的阻抗对比结果如下：

总之，当电子产品中有金手指的时候，一定要注意其设计和优化以及加工工艺的控制。尤其是对于高速的产品，一定要注意各个细节。

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来源：硬件十万个为什么