PCB金手指制程讲解，从原理到实践

摘要：随着电子技术的飞速发展，PCB（印刷电路板）已成为现代电子设备中不可或缺的核心部件。在众多 PCB 设计中，“金手指”是一个关键且独特的结构，它在计算机内存条、显卡以及各类扩展卡等设备上广泛应用。本文将详细阐述 PCB 金手指的制程，包括其原理、设计要点、制作流程、电镀工艺以及可制造性检测等方面，旨在为从事 PCB 设计和生产的专业人士提供全面的技术参考，帮助他们深入理解金手指的设计与制造过程，提高产品的质量和可靠性。

一、引言

电脑内存条、显卡上那一排金黄色导电触片，也就是大家俗称的“金手指”，是 PCB 设计制作行业中的重要组成部分。它作为连接器，承担着辅助 PCB 与主板或其他设备的连接任务，确保信号在设备之间的稳定传输。无论是在个人计算机还是工业控制设备中，金手指都发挥着至关重要的作用。因此，深入了解 PCB 金手指的制程具有重要的现实意义。

二、PCB 金手指的原理与功能

1. 互连点功能
   当辅助 PCB（如显卡、内存条）连接到主板时，会通过几个母槽中的其中一个插槽，如 PCI、ISA 或 AGP 槽，在外围设备或内部卡和计算机之间传输信号。这些插槽就像是数据传输的桥梁，而金手指则是桥上的通道，使得电信号能够在不同的电路之间快速、准确地传递，确保设备之间的正常通信和协同工作。

2. 特殊适配器作用
   金手指还可以作为主板的特殊适配器。例如，通过二级 PCB 插入主板，内存、显卡、声卡、网卡等卡与插槽的连接部件可以传输增强的图形和高保真的声音。由于这些卡片很少分离和重新连接，所以金手指通常比卡片本身更持久，减少了因频繁插拔对设备连接部位造成的损害，延长了设备的使用寿命。

3. 外部连接应用
   计算机的外设也通过 PCB 金手指连接到主板。扬声器、低音炮、扫描仪、打印机和显示器等设备都插在计算机后面的特定插槽中，这些插槽依次连接到主板的 PCB 上。金手指在这个过程中起到了关键的电气连接作用，使得各种外设能够与计算机进行数据交换，实现不同的功能应用。

   三、可制造性设计细节

4. 斜边设计

• “金手指”距外形板边的安全距离需要根据成品板厚以及“金手指”斜边的角度来确定，常规斜边角度是 45 度。如果设计不合理，可能会导致在安装过程中伤及“金手指”。
• 如果设计“金手指”距板边太近，为了不露铜，需按照特定的参数削铜，或者设计合理的安全距离。例如，若成品板厚较大且斜边角度较小，就需要适当增加“金手指”与板边的距离，以防止在插拔过程中出现短路等问题。

1. 阻焊层开窗设计
   为了方便插卡，“金手指”位置必须做阻焊开窗处理。如果不开通窗，“金手指”之间会存在阻焊油墨，在多次插拔过程中油墨会脱落，导致无法与卡槽接触，影响设备的正常使用。通常，“金手指、锡手指”区域开出的窗口要比板边大 10MIL 左右。同时，阻焊开窗比线路大单边 4mil，但要注意开窗离“金手指”周围铜皮的距离不能露铜，否则就需要掏铜处理。此外，“金手指”2MM 以内的过孔不允许开窗，以免影响焊接强度和电气性能。
2. 板角处理设计
   为了便于插卡，“金手指”位置外形线需倒角，可以选择倒斜角或倒圆角，具体根据个人喜好设计。如果外形板角不倒角处理，在插拔时直角会伤及卡槽，降低产品可靠性。合适的倒角设计可以使金手指在插入和拔出插槽时更加顺畅，减少对插槽的磨损，同时也提高了设备的安装和使用体验。
3. 线路层铺铜设计
   对于外层表面“金手指”区域，最好不做铺铜设计。因为如果两个或者多个都是同一网络，铺铜设计的效果会使它们多个连成一块，这样生产出来的产品不是一个独立的“金手指”，会给插拔操作带来极大的不便。合理的线路层铺铜设计可以确保每个“金手指”都能单独发挥作用，便于设备的安装和维护。
4. 长短“金手指”设计

• 长短“金手指”主引线为 40mil，副引线为 20mil，连接点为 6mil，“金手指”焊盘到 20mil 引线之间的间距为 8mil。加完引线后，需要将主引线移到离长“金手指”处间距 8mil 的位置；当主引线进入单板内时，需要用斜线连接，或者在“金手指”旁边有很大的凹槽时，应将引线做成圆角而不是直角。这种精确的设计有助于优化信号传输路径，减少信号干扰，提高电路性能。

1. 拼版设计

• 当“金手指”板单板尺寸小于 40*40MM 时，必须先斜边再铣单板外形。斜边之前先铣成长条型，CAM 需在两边电镀边上设计定位孔，用于铣第二次外型定位，并在 MI 上斜边前排 CNC 流程，确保自动斜边的精度，使“金手指”宽度保持在 40MM 以上。
• “金手指”板采用倒扣拼版方式可使“金手指”朝外，拼 PNL 时“金手指”尽量朝内，方便添加电金引线。合理的拼版设计可以提高生产效率，降低成本，同时也有利于保证产品质量的一致性。

1. 可制造性检测
   除了上述可制造性设计问题外，还可以通过华秋 DFM 软件在生产前对“金手指”设计文件进行相关问题检测，提前规避生产过程中可能出现的可制造性问题。由于“金手指”产品一般成本较高，如果在制造过程中出现问题且未及时发现并解决，将会给企业带来巨大的损失。因此，提前使用专业的检测软件进行评估是非常必要的。

四、PCB 金手指的制作流程

1. 断“金手指”制作
   断“金手指”处理流程包括开料—内光成像—内层蚀刻—内层 AOI（自动光学检测）—棕化—层压—钻孔—沉铜—板镀—外光成像—图形电镀—外层蚀刻—外层 AOI—印阻焊—阻焊成像—阻焊检查—字符—印阻焊 2—阻焊成像 2—沉金—镀“金手指”—表面 QC 检—褪膜 1—外光成像 2—显影 2—外层蚀刻 2—褪膜—铣板—“金手指”倒角—电测试—终检—发货。这个复杂的流程涉及多个环节的紧密配合，每个环节都对最终产品质量有着重要影响。
2. CAM 补偿
   工程技术 CAM 在制作含“金手指”（金插头）工艺的多层板资料时：普通产品“金手指”（金插头）区域的内层叠铜为 80mil；光电产品、内存条等产品该区域内层叠铜为 40mil；不做“金手指”工艺但需要斜边的线路叠铜也要按“金手指”的要求做；“金手指”引线宽度为 12mil，按线路一起补偿，电流“金手指”宽度为 40mil，长度与引线同“金手指”；光电产品的“金手指”在采用“镀金 + 金手指”工艺时，其焊盘线路不补偿，“金手指”离板边距离≥0.5MM，对于板厚公差 +/-0.1MM 时，要在“金手指”外围拼版空隙处添加辅助铜，金手指部位外形拐角处加 0.4MM 非金属化孔。精确的 CAM 补偿可以确保内层叠铜和线路布局符合设计要求，保证电路性能的稳定性。
3. 电镀镍金
   厚度可达 3 – 50u”的电镀镍金因其优越的导电性、抗氧化性以及耐磨性，被广泛应用于需要经常插拔的“金手指”PCB 或者需要经常进行机械磨擦的 PCB 板上面。不过镀金的成本极高，所以只应用于“金手指”等局部镀金处理。电镀镍金可以在金手指表面形成一层坚固、低阻抗的保护层，有效防止氧化和磨损，提高接触可靠性。
4. 沉镍金
   厚度常规为 1u”，最高可达 3u”，因其优越的导电性、平整度以及可焊性，被广泛应用于有按键位、绑定 IC、BGA 等设计的高精密 PCB 板。对于耐磨性能要求不高的“金手指”PCB，也可以选择整板沉金工艺。沉金工艺成本较电金工艺成本低得多，且其颜色为金黄色。沉镍金工艺适用于多种应用场景，可以根据产品的具体需求选择合适的工艺方式。
5. 分段式 PCB 金手指
   PCB 焊盘有不同的长度，金手指是分段的。分段金手指的长度各不相同，部分在同一 PCB 的相同手指内也脱节。这种 PCB