SSD上的金手指是真的黄金吗？

玩硬件的小伙伴们都知道，在计算机的各种扩展模块（内存条、显卡、SSD、高速线缆等）的接口部分，可以看到一排排金黄色的触点，俗称金手指。那它到底是真的黄金吗，今天一文来揭秘！

“金手指”源自英文的Gold Finger，二者在各自的语境当中都非常直观，完全不受文化影响……毕竟，黄金真的是地球人的共识啊！

跟金手指配合的，是Edge Connector，对应的中文是边缘（卡）连接器或卡缘连接器，也就是各种插槽了。

与焊接相比，接插件易于使用。通过金手指，PCB与PCB（板对板），或者，PCB与线缆（线到板），可以方便的形成电气连接。但是，接插件作为活动部件，也会付出可靠性的代价。为了连接可靠，接插件中的“金手指”，还真是用到了黄金！一般的工艺流程是在铜箔之上镀镍，然后可能会再镀上一些中间金属，最后表面镀金。

简单说，正经的金手指不仅形似，还应该神“是”黄金。

为啥用黄金？

作为电气连接用途，金、银、铜都是以导电性良好而著称的金属。作为高导电且相对便宜的金属，电路板中最主要的导体就是铜箔。但同为PCB的一部分，为何接口部分偏好昂贵得多的金呢？

首先因为铜更容易被氧化和腐蚀，最好还是被保护起来避免直接接触空气和水分。对于绝缘的部分，可以被PCB或者绝缘漆所覆盖；对于需要对外连接的部分，可以镀上其他金属，譬如焊盘部分可以上锡或沉金，接口部分（金手指）就镀金。银也存在氧化和腐蚀的风险，不适合做接插件。

其次，黄金的韧性和延展性极佳，在机械力作用下有更好的保持性。这对于需要反复插拔的接口而言非常重要。金层的工艺和厚度直接影响接插件的可靠性和耐用性。

电路板表面的金层有两种实现方式：镀金和沉金。镀金是通过电镀的方式，优点是附着力强，又称为电金、硬金。沉金是通过化学反应实现，附着力弱，被称为化金、软金，但优点是焊接性更好（不太致密的金更容易与锡结合为合金）。需要耐磨的金手指优先选择镀金。

根据黄金良好的化学、物理特性，电子工业界在实践中总结的接口镀金的优点包括：

• 提供优异的导电性和低接触电阻

• 长期使用中可抵抗腐蚀和氧化

• 允许多次拔插而不会降级

• 为顺利拔插提供润滑性

• 防止振动或冲击时的“微动磨损”

• 确保端子和连接的可焊性（以支持单个手指或者连接器的修复工作）

“金”的标准

由于金的成本高昂，控制镀层的厚度直接影响金的使用量，对成本影响巨大。根据不同的用途，在成本和可靠性中如何寻找平衡，是有一系列标准作为指导的。譬如对于M.2 SSD，SNIA制定的规范当中提到了三层不同质量的电镀：Gold Flash、15u"、30u"。其中，30 u"即30微英寸（μin），约为0.76微米（μm）；15 u"则为0.38微米。至于Gold Flash，闪金，是指电镀前的预处理程序，只是初步镀了一层金，很薄（甚至可能在0.1微米以下），还未形成致密镀层，不一定能够完全覆盖镀镍层，存在氧化、腐蚀的风险。如果SSD接口镀层用的是闪金，那可能只能应付寥寥数次安装所需，时间长了还有接触不良（腐蚀）的可能，根本不敢指望反复插拔。简而言之，就M.2接口而言，可能存在三种不同层次的耐用度水平，毕竟M.2的设计规范和技术定位里并没有热拔插场景，所以在不追求维护性的场合选用的接口镀层稍薄也是可以接受的。对于低负载的消费电子产品，使用较低的标准有利于控制成本、避免浪费，但要求更高的场合，如企业级、工业级场景，那就相应提高标准，实际的可靠性底线就看品牌定位了。以Solidigm为例，其M.2 SSD的金手指为20 u"，介乎于SNIA的15 u"和30 u"之间。

至于30u"的出处，一般认为是来自IPC（连接电子工业协会）制定的IPC-6010系列标准。其中IPC-6012标准是刚性印制板的鉴定及性能规范，是计算机常用板卡的范畴。IPC-6012当中将表面镀层分为三个等级，与板边连接器镀层有关的可参考下表：

铜箔之上的镀层首先是镀镍，最后是加上金，可能在镍和金之间使用其他金属（如钯）。镀层的等级可以理解为根据镍和金的总厚度而递增，其中表层的金的厚度差异较大。

在SNIA的设想中，M.2 SSD的镀层质量不一定能够符合IPC-6012的要求（至少30 u"），但对于数据中心级SSD，热插拔是基本要求，接口直接与高速背板接口接插，因此PCB会遵循IPC-6012的要求，接口的金镀层厚度至少需要达到30 u"。

30 u"的金手指可以承受多少次插拔呢？一般认为可以达到数千或万次等级。即使每天插拔一个来回，十年也不到万次摩擦。但考虑到震动、机械冲击对接插件机械可靠性的影响，保留两到三个数量级的安全裕量有其合理性。

目前市面上主流的一线品牌，国内方面如致态、长存，国际方面三星、Solidigm等产品，无论是在数据中心SSD或消费级SSD都采用了十分可靠的镀层，可以满足严苛的使用要求。

作者声明本文无利益相关，欢迎值友理性交流，和谐讨论～