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ENIG PCB: la guida definitiva alle domande frequenti

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Ci sono molti Finitura superficiale PCB tecniche per garantire prestazioni ottimali e aumentare la durata del servizio.

La guida di oggi si concentra sulla tecnica delle superfici ENIG: continua a leggere per saperne di più.

Che cos'è ENIG in PCB?

Nichel chimico per immersione in oro (ENIG) è una forma di placcatura superficiale PCB che li protegge dalla corrosione e da altri difetti.

È costituito da un rivestimento metallico a doppio strato in cui un sottile strato d'oro copre uno strato di nichel chimico.

Il nichel chimico protegge le pastiglie di rame dall'ossidazione e fornisce una buona superficie di saldatura per i componenti.

L'oro aiuta a proteggere il nichel dall'ossidazione soprattutto durante la conservazione.

Ciò facilita una prestazione elettrica eccezionale e duratura del PCB che dura per molti anni.

Questo metodo di placcatura domina il mercato nell'industria dei PCB, grazie alla conformità RoHS e alla sua versatilità nell'assemblaggio dei componenti.

PCB con ENIG
PCB con ENIG

Quali sono le fasi del processo nella placcatura ENIG?

Per ottenere una finitura ENIG sul tuo PCB, ci sono diversi passaggi che dovresti seguire.

Per ciascuno di questi passaggi, è necessaria un'attenta progettazione, controllo e monitoraggio per ottenere una finitura desiderabile.

Le fasi del processo includono;

Attivazione del rame

  • Per questa fase, l'obiettivo è rendere attivo lo strato di rame per la deposizione di nichel chimico.

Il PCB viene prima sottoposto a un processo di pulizia.

La pulizia aiuta a rimuovere polvere, impronte, residui di ossidazione e bagna ulteriormente la superficie per rimuovere l'aria intrappolata nei fori passanti.

  • Segue la microincisione per spogliare uno strato di rame e modificarne la topografia.

È necessario considerare attentamente la base di microincisione di cui solforico/perossido è la scelta migliore.

È necessario monitorare e mantenere il tempo di permanenza, la temperatura di esercizio, la durata del bagno e il trucco affinché questo passaggio sia efficace.

  • Un corretto risciacquo riesce a micromordenzare per rimuovere eventuali residui.

Questo perché provocano un'ossidazione che interferisce con i depositi di catalizzatori di palladio nel processo successivo.

Si può anche prevedere un pre-dip del catalizzatore per rimuovere l'acqua di risciacquo, le tracce di ossidazione e per acidificare la superficie.

  • La superficie subisce inoltre un bagno catalitico costituito da solfato di palladio in acido solforico a basso pH.

Questo bagno crea una base per la quale si depositeranno il nichel e successivamente l'oro.

È necessario garantire un corretto risciacquo della superficie dopo il bagno per evitare residui di palladio nella fase di nichel chimica.

NiP

  • Questa fase prevede l'uso di solfato di nichel per generare nichel e ipofosfito di sodio come agente riducente.

L'ipofosfato distribuisce gli elettroni necessari per ridurre lo ione nichel a metallo nichel. Inoltre, il temperato specifico per facilitare questa reazione dovrebbe variare tra 175°F e 185°F in una soluzione a pH debolmente acido.

  • Questo alla fine deposita uno strato di nichel sulla superficie di rame. Il nichel funge da strato preventivo che protegge il rame dalla reazione con altri componenti, compreso l'oro.

Immersion Gold

In questa fase, l'ossidazione del nichel-metallo in ione nichel produce elettroni che facilitano la riduzione dell'oro in una soluzione.

Questi elettroni riducono gli ioni d'oro a uno strato di metallo dorato consistente che protegge il nichel fino al processo di saldatura.

Lo spessore dell'oro dovrebbe corrispondere a criteri specifici per consentire al nichel di mantenere la sua saldabilità.

Quali sono i vantaggi dei PCB ENIG?

C'è una serie di vantaggi che offre questo tipo di finitura.

Alcuni dei vantaggi che lo rendono uno dei metodi di placcatura più affidabili sono;

PCB ENIG
PCB ENIG

Buona superficie piana

Questo tipo di placcatura consente di ottenere uno strato uniforme che consente al PCB di essere compatibile con componenti di superficie complessi.

Alcuni dei componenti che richiedono tale planarità superficiale sono il montaggio BGA (Ball Grid Array) e i flip chip.

Resistenza all'ossidazione

Lo strato di oro ad immersione previene l'ossidazione della superficie del nichel.

Questo limita le possibilità di corrosione che si verificano sulla scheda. Avere questa proprietà prolunga la durata di conservazione del PCB.

Prestazioni elettriche eccezionali

Questo tipo di finitura superficiale facilita una buona conduzione elettrica tra i componenti della scheda.

Questo lo rende una scelta migliore che i produttori opterebbero per il confronto con altri tipi di finitura.

Resiste alle alte temperature

ENIG ha una buona proprietà di diffusione termica che gli consente di resistere a condizioni di temperatura estreme.

Questa proprietà gli consente di preservare la funzionalità del PCB indipendentemente dalle condizioni ambientali rendendolo così affidabile.

Periodo di validità esteso

Questa placcatura protegge il tuo PCB da eventuali difetti esterni, comprese le corrosione, consentendogli di durare più a lungo prima del suo utilizzo.

Puoi tenerli in deposito per una media di 12 mesi o più.

Senza piombo

Questo metodo di finitura non utilizza piombo in nessuna delle sue fasi di processo.

Pertanto, si elimina l'esposizione al piombo, una sostanza nociva e letale per gli esseri umani.

Ideale per fori passanti placcati (PTH)

La placcatura ENIG fornisce una superficie di saldatura perfetta, rendendo più facile per i produttori lavorare efficacemente sui fori passanti placcati.

Versatile con i prodotti elettronici

Questa finitura superficiale è ampiamente adatta per l'uso su prodotti elettronici.

La sua facilità di montaggio preciso e prestazioni affidabili lo rendono desiderabile per computer, smartphone, apparecchi medici, ecc.

A norma RoHS

Questa forma di finitura superficiale soddisfa tutti i requisiti RoHS (Restrictions of Hazardous Substances) per la produzione di PCB.

I produttori, quindi, utilizzano ampiamente questo metodo di placcatura durante la fabbricazione di circuiti stampati.

Quali sono gli svantaggi dei PCB ENIG?

Questo tipo di placcatura PCB ha la sua quota di carenze. Alcuni dei suoi svantaggi sono:

  • È un processo costoso rispetto ad altri tipi di finitura superficiale. Questo perché segue un processo complesso per arrivare al risultato.
  • Non è rilavorabile una volta che si verificano difetti che rendono difficile la riparazione.
  • Si verifica anche la perdita del segnale quando lo si utilizza per molto tempo. Ciò può influire sulle prestazioni generali del dispositivo, in particolare per le applicazioni di integrità del segnale.
  • È suscettibile di sperimentare un tampone nero che è un accumulo di fosforo tra gli strati di oro e nichel.

Ciò può causare ulteriormente la frattura della superficie e il malfunzionamento delle connessioni.

Cos'è ENIG RoHS?

L' Restrizioni di sostanze pericolose (RoHS) è un regolamento che limita l'uso di sostanze pericolose nei dispositivi elettrici ed elettronici.

Dieci sostanze velenose tra cui piombo, mercurio, cadmio, cromo esavalente, ecc. rientrano in questa restrizione.

L'uso di queste sostanze per completare il PCB rappresenta un rischio elevato per la salute di produttori e consumatori.

La finitura superficiale ENIG è conforme alla RoHS, il che significa che sono sicure per l'uso e la manipolazione senza grandi rischi.

La placcatura ENIG è senza piombo?

Sì, questo tipo di placcatura è senza piombo.

È conforme alla direttiva RoHS per la produzione di PCB, rendendolo rispettoso dell'ambiente e offrendo un'ampia possibilità di utilizzo.

Questa finitura superficiale gode anche di un ampio predominio nell'industria dei PCB grazie a questa caratteristica.

Quali materiali vengono utilizzati nella placcatura ENIG?

Esistono due principali materiali utilizzati dai produttori per questo tipo di placcatura PCB, ovvero nichel e oro.

Il nichel subisce una reazione chimica autocatalitica in un bagno liquido formando uno strato di nichel sulla superficie del rame.

Questo strato di nichel chimico impedisce alla superficie del rame di entrare in contatto con composti che possono causare ossidazione.

Un ulteriore strato d'oro protegge lo strato di nichel dall'ossidazione durante lo stoccaggio e fornisce anche una bassa resistenza al contatto.

Qual è il confronto tra ENIG e HASL Finish in PCB?

Questi sono due diversi metodi di placcatura superficiale che puoi utilizzare per rifinire il tuo PCB. Si confrontano nei seguenti modi;

Finitura PCB HASL
 Finitura superficiale PCB HASL
  • ENIG è un metodo piuttosto complesso per placcare il tuo PCB rendendolo più costoso. D'altro canto, HASL è un metodo semplice e tascabile.
  • ENIG è un metodo ecologico perché non utilizza composti pericolosi come il piombo, quindi è conforme alla RoHS. Al contrario, il rivestimento HASL contiene un trattamento speciale che richiede piombo e non è possibile utilizzarlo per prodotti conformi alla RoHS.
  • Quando si tratta di rilavorare, è possibile rielaborare facilmente un PCB con finitura HASL senza alcuna difficoltà. ENIG è abbastanza difficile da subire eventuali rilavorazioni in caso di danni subiti.
  • ENIG ha una buona diffusione termica e può resistere alle alte temperature. HASL dall'altro lato non è in grado di resistere alle alte temperature e può causare il difetto delle schede.
  • ENIG è più adatto quando si lavora con fori passanti placcati sulla scheda mentre HASL non è adatto a questo.
  • ENIG fornisce una superficie piana che lo rende ideale per il posizionamento di componenti con tecnologia a montaggio superficiale (SMT). La superficie HASL è incoerente, rendendola inadatta all'SMT.

Qual è lo spessore della placcatura ENIG?

Quando si producono PCB con finitura ENIG, è fondamentale ottenere uno strato piatto sottile e uniforme sia per il nichel che per l'oro.

È necessario monitorare costantemente il processo, soprattutto quando si fa il bagno in una soluzione liquida per raggiungere questo obiettivo.

I due strati dovrebbero anche essere diversi nella dimensione dello spessore.

Lo strato di nichel chimico deve raggiungere uno spessore compreso tra 4 e 7 µm.

Mentre lo strato d'oro dovrebbe variare da 0.05 a 0.23 µm.

Che cos'è un pad nero in ENIG PCB?

Questo è uno dei problemi di fabbricazione che si verificano durante la placcatura con finitura ENIG.

Questa condizione si verifica quando il bagno di nichel contiene un eccesso di fosforo che porta alla corrosione dello strato di nichel.

Il tampone nero può anche fuoriuscire quando c'è un deposito di oro eccessivo sul nichel nel processo di immersione.

È difficile rilevare o vedere il pad nero sulla scheda quando il processo di placcatura è completo.

Porta anche a giunti di saldatura difettosi che si rompono quando si verifica una sollecitazione.

Questo finisce per essere un risultato irreparabile e costoso per i produttori.

C'è una differenza tra la placcatura ENIG ed ENEPIG nel PCB?

Sì, questi due metodi di placcatura differiscono in diversi modi. Alcune delle loro differenze includono;

  • ENIG introduce uno strato di oro per immersione direttamente sopra il suo strato di nichel chimico. Invece, ENEPIG ha uno strato aggiuntivo di palladio chimicamente tra il nichel e lo strato finale di oro.
  • ENIG è soggetto a sperimentare un pad nero a causa della corrosione al confine tra nichel e oro per immersione. D'altra parte, ENEPIG è esente da questo difetto in quanto introduce palladio tra gli strati di oro e nichel.
  • ENIG è un contrasto meno costoso di ENIG grazie all'introduzione del palladio come ingrediente aggiuntivo.
  • Per la legatura di fili come l'oro, ENEPIG è più e altamente affidabile rispetto a ENIG.

Quali sono i problemi di saldabilità di ENIG e come risolverli?

Alcuni problemi sorgono con la saldatura dei giunti di saldatura ENIG.

Tra questi problemi includono; Cricche non bagnanti e saldate che causano un'interruzione della continuità elettrica.

Questi problemi possono sorgere durante il processo di assemblaggio a montaggio superficiale o quando un cliente utilizza il prodotto.

La causa principale di tali problemi è la corrosione dello strato di nichel che viene comunemente chiamato tampone nero.

Ciò influisce sul processo di rifusione della saldatura.

Per prevenire il pad nero, è necessario adottare le seguenti misure;

  • Controllare il livello di pH del bagno di nichel chimico.
  • Analizza il contenuto di stabilizzante che usi nel bagno di nichel chimico.
  • Durante l'immersione dell'oro, monitorare attentamente il processo per mantenerne lo spessore il più ideale possibile.

Qual è la durata di conservazione di ENIG PCB?

Quando si utilizza questo tipo di finitura superficiale, è possibile mantenere il PCB in magazzino per una media di 12 mesi.

Questo tipo di placcatura ha una durata di conservazione più lunga rispetto ad altri metodi di finitura nell'industria dei PCB.

Quali sono gli standard dei PCB ENIG?

Diversi standard si riferiscono a questo tipo di finitura superficiale.

Alcuni di loro sono;

Norma IPC 4552A

Questo insieme di standard riguarda le specifiche di prestazione per gli spessori di placcatura ENIG.

Specifica i criteri di accettazione per le sue applicazioni, tra cui saldatura, legatura di fili e finitura dei contatti per PCB.

IPC-7095D-AM1

Questo standard copre la progettazione e la fabbricazione per la tecnologia Ball Grid Array (BGA) e fine-pitch BGA (FBGA).

Si concentra sui problemi di ispezione, riparazione e affidabilità che i circuiti stampati che utilizzano questi pacchetti possono incontrare.

Come si confrontano la placcatura ENIG e la placcatura in oro duro?

Queste due forme di finitura PCB hanno caratteristiche diverse.

Si confrontano nei seguenti modi;

  • In ENIG, è necessaria una reazione chimica per consentire l'adesione dello strato d'oro allo strato di nichel. Mentre come nella placcatura in oro duro, l'attaccatura dell'oro avviene attraverso la placcatura.
  • Lo spessore di ENIG e la doratura dura variano. Lo strato di oro duro è più spesso rispetto a ENIG che è più sottile.
  • Il costo della finitura superficiale ENIG è relativamente inferiore rispetto a quello della doratura dura.
  • ENIG è più facile per la saldatura, mentre la doratura dura non è adatta per la saldatura in quanto provoca difetti di saldatura.
  • È probabile che si verifichi un cortocircuito con l'oro duro a causa del suo layout denso. D'altra parte, ENIG limita questo in quanto ha solo nichel-oro sulle pastiglie.

Quali sono i modi giusti per gestire i PCB ENIG?

Tipi di finiture superficiali PCB
Tipi di finiture superficiali PCB

Questa finitura necessita di un'adeguata manipolazione in quanto è soggetta all'ossidazione e alla corrosione dovuta all'esposizione all'umidità e all'umidità.

La sua ossidazione porta a una scarsa bagnabilità dopo la saldatura, che provoca difetti come giunti difettosi che portano alla rottura della scheda.

Anche l'olio e il sudore delle mani umane possono causare l'appannamento.

La corretta gestione di comporterebbe quindi; indossare guanti e conservare il circuito stampato in un pacchetto ermetico per prevenire l'ossidazione.

Cos'è la cottura di PCB ENIG?

Questo è un processo di riscaldamento dei PCB con finitura ENIG in un forno, con l'intenzione di espellere l'umidità.

Questo processo viene eseguito prima del montaggio in superficie delle schede.

È importante notare che la cottura al forno può anche essere dannosa per la tua tavola se trascuri le giuste condizioni.

Dovresti sempre consultare il tuo produttore per guidarti sulle condizioni appropriate da osservare prima di cuocere la tua tavola.

Cosa dovresti considerare quando determini la finitura superficiale del PCB?

Selezionare la finitura giusta è una decisione importante che devi prendere prima di fabbricare la tua tavola.

Alcuni dei fattori chiave da considerare sono;

  • Ambiente applicativo per il tuo prodotto finale.
  • Componenti che installerai.
  • Costo
  • La conformità RoHS
  • Data di scadenza
  • Resistenza al calore
  • Resistenza agli urti/caduta
  • Volume di produzione
  • Volume e produttività

Come può essere ossidato il PCB ENIG?

L'ossidazione di tali PCB può avvenire in determinate condizioni, tra cui;

  • Se la densità dell'oro e del nichel scende al di sotto dei requisiti della finitura ENIG, diventano porosi e provocano ossidazione.
  • Anche una manipolazione impropria a mani nude, piani di lavoro sporchi e una scarsa conservazione possono portare all'ossidazione.

A cosa dovresti prestare attenzione nella placcatura ENIG?

Ci sono diversi fattori a cui dovresti prestare molta attenzione con questo tipo di finitura superficiale.

Alcuni di essi includono;

Costo

Questo metodo di finitura utilizza materiali come l'oro nel suo processo che è costoso.

D'altra parte, anche questo metodo di rivestimento non è rielaborabile una volta che sono presenti difetti su di essi.

Pertanto, il costo di produzione diventa sensibile in quanto può aumentare enormemente.

Pastiglie nere

Ciò può verificarsi in alcuni modi se non si monitora da vicino il processo di placcatura.

Inoltre, non è facilmente rilevabile e visibile e può causare problemi di saldabilità.

Pertanto, prestare molta attenzione ad evitare l'esistenza di pad neri nel PCB.

A seconda delle vostre esigenze specifiche, Venture Electronics offre una gamma di finiture superficiali per PCB.

Contattaci oggi per tutte le tue esigenze di fabbricazione di PCB.

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