ENEPIG-Płytki drukowane są kluczowe w urządzeniach elektronicznych i powinny mieć długi okres przydatności do użycia, aby zmaksymalizować trwałość. Jednym z najlepszych sposobów, aby to osiągnąć jest zastosowanie ochronnego wykończenia powierzchni, aby osłonić warstwę miedzi. ENEPIG jest jedną z technologii stosowanych w procesie produkcji PCB do tworzenia ochronnego wykończenia, które zapobiega utlenianiu miedzi. Czym więc jest ta technologia i jak działa? Dowiedzmy się tego.
Fabrykowane płytki PCB
Źródło: Wikimedia Commons
Co to jest ENEPIG?
Nazwany jako uniwersalne wykończenie powierzchni, ENEPIG jest akronimem od Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold. Pokrycie metalem dostaje swój przydomek od jego zdolności do osadzania się na prawie każdym prototypie zespołu PCB.
ENEPIG stał się popularny w ostatnim czasie z dwóch powodów. Jest wysoce skuteczny w urządzeniach o wysokiej wydajności i ma niski koszt aplikacji w porównaniu do innych typów złocenia.
PCB z wykończeniem złotym
Źródło: Wikimedia Commons
Złoto jest nadal drogie, ale cena palladu jest obecnie znacznie niższa, dzięki czemu technologia ta jest bardziej przystępna niż stosowanie czystego złota.
Co więcej, technologia ta wydłuża okres trwałości płytki z powłoką ENEPIG do ponad roku, więc otrzymujesz dobry stosunek jakości do ceny.
ENEPIG-Jak działa ENEPIG?
Aby zrozumieć jak działa ENEPIG, musimy przyjrzeć się czterem warstwom metalowej struktury, które tworzą wykończenie. Proces ten przebiega w następujących krokach:
Aktywacja miedzi.
Proces ten polega na selektywnej aktywacji warstwy miedzi w celu określenia wzoru osadzania warstwy niklu na etapie galwanizacji bezprądowej. Reakcja wypierania tworzy katalityczną powierzchnię miedzi, na której będzie siedział nikiel.
ENEPIG-Nikiel bezelektrodowy
Miedź może reagować ze złotem, więc nikiel jest warstwą barierową, która oddziela oba metale. Reakcja utleniania-redukcji pomaga osadzić nikiel na powierzchni miedzi katalitycznej, tworząc warstwę o grubości około 3-5 mikronów.
Bezelektrodowa powłoka niklowa na dysku twardym
Źródło: Wikimedia Commons
Bezelektrodowy pallad
Warstwa palladu pełni rolę kolejnej bariery, ale tym razem powstrzymuje nikiel przed korozją i dyfuzją do złota. Dodatkowo, działa jako warstwa antykorozyjna i antyoksydacyjna.
Podobnie jak w przypadku bezelektrodowej aplikacji niklu, ten etap polega na zastosowaniu bezelektrodowej reakcji chemicznej utleniania-redukcji, dzięki której nikiel reaguje z palladem. Warstwa palladu może mieć grubość 0,05 - 0,1 mikrona, w zależności od zastosowania.
ENEPIG-Złoto zanurzeniowe
Ostatnim krokiem jest dodanie warstwy złota, która chroni przed utlenianiem i tarciem, dając jednocześnie niski opór kontaktowy. Ponadto, złoto pomaga zachować lutowalność palladu.
Złoto immersyjne polega na całkowitym zanurzeniu płytki drukowanej, przy jednoczesnym zastosowaniu reakcji wypierania w celu rozpuszczenia palladu i uwolnienia elektronów, które redukują otaczające go atomy złota. Jony złota przylegają wówczas do powierzchni płytki, zastępując część palladu w tym procesie.
Wielowarstwowa płytka drukowana z warstwą złota zanurzeniowego
Źródło: Wikimedia Commons.
W ten sposób powstaje warstwa złota o grubości 0,03 - 0,05 mikrona, która jest znacznie cieńsza niż w przypadku innych technik złocenia.
ENEPIG vs. ENIPIG
Te dwa akronimy są niemal podobne do siebie, ale ENEPIG wdraża proces bezelektrodowego palladu do nakładania warstwy barierowej. Z drugiej strony, ENIPIG używa palladium Ponieważ warstwy są takie same, ENIPIG jest również potężnym porządkiem
Jednak metoda zanurzenia ma pewne wady w porównaniu z powlekaniem chemicznym Ogranicza grubość nowej warstwy i tworzy słabą przyczepność Więc ENEPIG przejmuje kontrolę
ENIG, pane
ENIG pomógł wyeliminować wady OSP i HASL Wśród nich są problemy związane z wyeliminowaniem strumienia i pokojowością ENEPIG jest późniejszym ulepszeniem ENIG, tworząc cienką warstwę bariery palladowej, która chroni nikiel przed korozją Dzięki temu ENEPIG rozwiązał powszechny problem związany z czarnym wydrukiem ENIG
Ponadto ENEPIG zapewnia lepszą możliwość wiązania linii odniesienia, powierzchnię kontaktu przełącznika i wyjątkową możliwość spawania wielokrotnego przepływu powrotnego
Komercyjny piec recyrkulacyjny
Kategoria: Źródła Kategoria: Dzielenie się wiki
Właściwości te umożliwiają spełnienie surowych wymagań dotyczących PCB poprzez wiele pakietów powierzchni o dużej gęstości
Oznacza to, że obie metody anodyzacji mają swoje zalety i wady, różne zastosowania i procesy produkcyjne Oto szczegółowy opis obu technologii
ENEPIG-Zalety i wady
ENEPIG-Zastosuj porównanie
Zalety obu technologii określają najbardziej odpowiednie obszary zastosowań ENIG jest idealnym rozwiązaniem do spawania bezołowiowego, pakowania krat kulowych, montażu powierzchni itp
Porządek siatki kul spawanych
Kategoria: Źródła Kategoria: Dzielenie się wiki
Technologia instalacji powierzchniowej
Biorąc pod uwagę zastosowania przemysłowe, ENIG doskonale nadaje się do sprzętu w przemyśle kosmicznym, wojskowym, telekomunikacyjnym/ danych i medycznym oraz do elastycznych obwodów
Z drugiej strony, ENEPIG spełnia bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące technologii otworów przejściowych, BGA, SMT, pasowania ciśnieniowego, wiązania linii odniesienia itp
Urządzenie otworu przelotowego zainstalowane w płycie drukowanej
Kategoria: Źródła Kategoria: Dzielenie się wiki
Dzięki temu można wykorzystać tę technologię w przemyśle lotniczym i wojskowym oraz w każdym wysokowydajnym sprzęcie wymagającym dużej gęstości komponentów
Przepływy techniczne i produkcyjne
Technologia i proces produkcji ENIG obejmują trzy warstwy metalu: miedź, nikiel i złoto Anodyzowanie składa się z trzech funkcji: aktywacji miedzi, galwanizacji niklu chemicznego (ENP) i korzyści wypełniających złoto
Jednak ENEPIG wykorzystuje czterowarstwową strukturę metalową Jak wspomniano wcześniej, dodaje warstwę palladu i dodatkową nieanodyzowaną technologię palladową
ENEPIG-Używając elektronicznej świni nad ENIG
Ponieważ nie ma warstwy palladowej, ENIG jest tańszy niż ENEPIG, nie może zastąpić go w każdej aplikacji Poniżej przedstawiono powód, dla którego należy użyć EN EPG na ENIG i innych wykończeniach
Używanie epigu wymaga czujności
Ponieważ anodyzowanie nie jest nową technologią, eksperci szeroko badają jej wady Należy zwrócić uwagę na kilka rzeczy
ENEPIG-Opłata
Chociaż cena palladu spadła w ostatnich latach, cena złota wciąż jest wysoka Więc galwanizacja nie jest tania Ponadto proces ten często powoduje marnotrawstwo, jeśli nie jest wymagane połączenie ze złotem lub wykończenie bez ołowiu
Które można osiągnąć
Ze względu na rozkład palladu i obecność miedzi mogą wystąpić pewne problemy z niezawodnością spoin ołowiowych i cynowych w ENEPIG ENIG zapewnia lepsze połączenie wydajności i niezawodności tych metali
ZENEPIG-łamanie kości
Warstwa cyny-palladium tworzy kruchą powierzchnię na powłoce niklowej, co ułatwia jej pęknięcie
Oszczędność kosztów zwiększania wykończenia powierzchni
Po doświadczeniu zalet i wad ENIG i ENEPIG, wybór tego drugiego jest bardziej sensowny Jednak jego wysoka cena w stosunku do ENIG stawia go w niekorzystnej sytuacji.
Głównym problemem ENIG jest powstawanie czarnych poduszek, więc metoda galwaniczna jest opłacalna, jeśli rozwiąże się ten problem.
Ponieważ ENIG posiada bezelektrodową warstwę złota, nie jest możliwe określenie, czy czarne pady istnieją, czy nie.
Dlaczego? Nikiel pozostaje zakryty, dopóki warstwa złota nie zostanie złuszczona metodą chemiczną. Dodatkowo, warstwa niklu bogata w P tworzy się naturalnie po kontakcie z niklem i złotem oraz z lutem i niklem odpowiednio przed i po lutowaniu.
Dlatego rzeczywiste przyczyny powstawania czarnych padów to:
Złe wdrożenie technologii: Zła kontrola pozwala na niejednolite formowanie się cząstek kryształu z wieloma pęknięciami.
Długi okres zanurzenia w złocie: Korozja i pęknięcia zwykle tworzą się na powierzchni niklu, jeśli tak się stanie.
Maska lutownicza wpływa również na bezelektrodowy nikiel z tych powodów:
Zła maska lutownicza prowadzi do zdegradowanej powierzchni padów.
Sztywność i niewystarczające wiązanie krzyżowe zatrzymują reakcję aktywacji miedzi. W gorącym roztworze niklu bezelektrodowego monomer maski lutowniczej wytwarza wodór, uniemożliwiając reakcję niklu i łamiąc równowagę chemiczną.
Maska lutownicza wypełniona w mikroszczelinach zwykle reaguje elektrochemicznie, zatrzymując tworzenie katalitycznej powierzchni miedzi w procesie.
Pozłacane wkładki kontaktowe
ENEPIG-Jak rozwiązać problem czarnych padów
Tak więc, aby rozwiązać problem czarnych padów, producent musi podjąć następujące działania:
Analizować zawartość stabilizatora w roztworze niklu bezprądowego
Kontrolować wartość pH roztworu
Zatrzymać korozję powierzchni niklu podczas zanurzania w złocie
Nowa technologia złota zanurzeniowego okazała się skuteczna w zmniejszaniu kosztów galwanizacji przy jednoczesnym minimalizowaniu korozji na powierzchni niklu.
Czyni to poprzez:
Tworzenie bardziej neutralnego pH (7,0 - 7,2) w celu zminimalizowania korozji
Stosowanie niższej zawartości złota w celu obniżenia kosztów surowców i zmniejszenia wpływu na powierzchnię niklu.
Ponadto, nowa technologia wytwarza folię niklową o strukturze kolumnowej, więc mikropęknięcia mogą tworzyć się tylko na powierzchni.
Podsumowanie
Chociaż ENEPIG nie jest najtańszą technologią wykończenia metalowego PCB, jest jedną z najlepszych do zastosowania na urządzeniach o wysokiej wydajności. W związku z tym, jeśli potrzebujesz powłoki ENEPIG na swojej płytce PCB dla wymagających urządzeń w swoim projekcie, skontaktuj się z nami już dziś, aby uzyskać więcej informacji.