Chemisch Nickel Immersionsgold (ENIG) für Ihr nächstes PCB-Projekt

ENIG, oder Chemisch Nickel Chemisch Gold, ist ein Oberflächenveredelung Verfahren, das auf die Kupferpads einer Leiterplatte aufgetragen wird, um sie vor Umwelteinflüssen wie Korrosion zu schützen. Diese Veredelung besteht aus zwei Schichten: Zunächst wird eine Nickelschicht auf die Kupferschicht aufgetragen, und dann wird über der Nickelschicht eine Tauchgoldschicht angebracht. Die Nickelschicht verhindert Oxidation und Korrosion, während die Tauchgoldschicht als Schutzschicht für die Nickelschicht dient und die Oberfläche beim Löten leichter zu handhaben macht. Die Dicke der Nickelschicht liegt typischerweise zwischen 4 und 7 Mikron, und die Chemiegoldschicht hat eine Dicke von etwa 0,05 bis 0,23 Mikron.

Als einer der führenden PCBA-Hersteller in China bieten wir die ENIG-Beschichtung als eine Möglichkeit der Oberflächenbehandlung an. Der ENIG-Beschichtungsprozess ist zwar etwas komplex, aber er ist RoHS-konform und bietet eine einfache Lötbarkeit, Oxidationsbeständigkeit und eine flache Oberflächenstruktur, was es zu einer der besten Oberflächenbeschichtungen macht, die es gibt. Dies wird von Ingenieuren anerkannt. In diesem Artikel stellt FS Technology einige Richtlinien für die Verwendung der ENIG-Oberfläche vor, die für Ihre Elektroprojekte von Vorteil sein werden.

Warum ENIG-Finish verwenden

Merkmale von ENIG

  • Lötbarkeit: Die Oberfläche von ENIG ist flach und gleichmäßig, was die Herstellung präziser Lötstellen erleichtert. Die Nickelschicht auf der Platinenoberfläche erhöht die Leitfähigkeit, was zu besseren Lötergebnissen führt.
  • Korrosionsbeständigkeit: ENIG bietet aufgrund der Nickelschicht eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Nickel ist bekannt für seine Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit, die die Kupferspuren vor Umwelteinflüssen schützt.
  • Zuverlässiges Drahtbonding: ENIG ist aufgrund seiner flachen Struktur eine gute Option für das Drahtbonding. Die Nickelschicht ist für das Drahtbonden geeignet, muss aber frei von Pitting sein, um den Drahtbondprozess nicht zu beeinträchtigen.
  • Lagerfähigkeit: ENIG ist im Vergleich zu anderen Beschichtungen länger haltbar. Es kann länger betrieben werden, ohne von Oxidation und Korrosion beeinträchtigt zu werden, und eignet sich daher für Anwendungen, bei denen eine langfristige Zuverlässigkeit erforderlich ist.
  • Kostengünstige Ausführung: ENIG ist preiswerter als andere Oberflächenbehandlungen, wie z.B. ENEPIG oder Immersionssilber. Die Anwendung ist einfach, was es zu einer kostengünstigen Option macht.
  • Schwierige Nacharbeit: Das Board mit ENIG-Finish ist schwer zu reparieren, wenn es beschädigt wird.
  • Craft Puzzle: Der Unterschied in der Dicke der Nickel- und Goldschicht kann die Gesamtleistung des Boards beeinträchtigen. Pitting ist ein weiteres Problem, das die Leistung des Boards beeinträchtigen kann, verursacht durch die Nickelschicht.

Enig Vs ENEPIG

MerkmalENIGENEPIG
ProzessBei der stromlosen Beschichtung wird Nickel auf die Oberfläche der Platine aufgebracht, nachdem diese in die Goldlösung eingetaucht wurde.Es gibt verschiedene Verfahren für ENEPIG-Anwendungen, bei denen in der Regel eine Kombination aus stromlosem Palladium, stromlosem Nickel und Tauchvergoldung zum Einsatz kommt.
DickeIn einigen Fällen beträgt die Dicke der Nickelschicht etwa drei bis sechs Mikrometer, während die Goldschicht etwa 0,05 bis 0,1 Mikrometer dick ist.Bei ENEPIG hat die Nickelschicht typischerweise eine Dicke von 4 bis 8 Mikrometern, die Palladiumschicht eine Dicke von 0,1 bis 0,3 Mikrometern und die Goldschicht eine Dicke von etwa 0,025 bis 0,05 Mikrometern.
LötbarkeitDie Verwendung einer Goldschicht in der ENIG-Oberfläche führt zu einer ausgezeichneten Lötbarkeit, kann aber zu schwarzer Pad-Korrosion führen, da die Nickelschicht korrodiert.Das Vorhandensein von Gold- und Palladiumschichten verbessert die Lötbarkeit und minimiert das Risiko von schwarzen Pads.
DrahtbondenDiese Oberfläche wird häufig für das Drahtbonden verwendet, da sie eine ebene Oberfläche bietet, aber die Effektivität des Bondens kann durch die von der Nickelschicht verursachte Lochfraßbildung beeinträchtigt werden.Es ist auch eine hervorragende Option für das Drahtbonden, da die Palladiumschicht zu einer präziseren Drahtbindung beiträgt als die in ENIG verwendete Nickelschicht.
KostenDer einfache Galvanisierungsprozess von ENIG und die geringere Anzahl von Galvanisierungsphasen machen es preiswerter als ENEPIG.Das ENEPIG-Verfahren ist komplexer und daher im Vergleich zu ENIG teurer.
KorrosionsbeständigkeitDie Nickelschicht sorgt für eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit der Oberfläche.ENEPIG ist auch für seine hohe Korrosionsbeständigkeit bekannt, die durch die Verwendung von Nickel, Gold und Palladium erreicht wird.
HaltbarkeitsdauerENIG ist im Vergleich zu anderen Oberflächenbeschichtungen länger haltbar, kann sich aber im Laufe der Zeit durch die Bildung von schwarzen Pads abnutzen.Im Vergleich zu ENIG hat ENEPIG eine längere Haltbarkeit dank der Palladiumschicht, die als Barriere gegen Oxidation und Korrosion wirkt.

ENIG-Beschichtung braucht Aufmerksamkeit

Schwarzes Pad von ENIG in PCB

Der schwarze Block ist ein Häufige PCB-Probleme die bei der ENIG-Veredelung von Leiterplatten auftreten kann. Er führt zur Bildung einer schwarzen Schicht zwischen der Nickel- und der Goldschicht, wodurch die Goldschicht von der Oberfläche der Leiterplatte entfernt wird. Der schwarze Pad-Fehler wird hauptsächlich durch eine schlechte Haftung zwischen der Nickel- und der Goldschicht verursacht, die oft auf eine dünne Nickelschicht zurückzuführen ist. Bei der schwarzen Schicht handelt es sich eigentlich um Nickeloxid, das durch eine Reaktion zwischen Nickel und Umweltverschmutzungen entsteht. Dieser Defekt kann die Zuverlässigkeit der Platine erheblich beeinträchtigen und in einigen Fällen zu Schäden führen.

Um Defekte an schwarzen Pads zu vermeiden, ist es wichtig, eine präzise PCB-Herstellungsprozess. Dazu gehört die Kontrolle der Dicke der Nickelschicht, die Durchführung des Finishing-Prozesses unter sauberen Bedingungen und die Verwendung hochwertiger Materialien. Schwarze Pads treten eher bei BGA- und Chip-Scale-Gehäusen auf, die einen kleineren Pinabstand haben. Überhitzung während PCB-Montagewie z.B. während des Lötvorgangs, können ebenfalls zur Bildung von schwarzen Lötaugen führen. Schwarze Pads können sowohl elektrische Fehler als auch mechanische Fehler wie Risse in der Lötstelle verursachen.

ENIG Qualitätskontrolle und -prüfung

Um sicherzustellen, dass das ENIG-Finish den Qualitätsanforderungen des Kartons entspricht, werden verschiedene Qualitätskontrolltests durchgeführt. Diese Tests umfassen:

  • Die Röntgeninspektion ist eine gängige Technik, um das Vorhandensein von schwarzen Pads auf einer Leiterplatte zu erkennen. Mit dieser Technik können auch andere Anomalien in der Nickelschicht identifiziert werden, die auf das Vorhandensein von schwarzen Pads hinweisen können.
  • XRF oder Röntgenfluoreszenz: Dieser Test wird verwendet, um zu prüfen, ob die Oberfläche den Anforderungen des Kartons entspricht. XRF ist ein zerstörungsfreier Test, der die Zusammensetzung der Oberflächenschichten mit Hilfe von Röntgenstrahlen ermittelt.
  • SEM oder Rasterelektronenmikroskopie: Die REM-Untersuchung dient zur Überprüfung der Oberflächenqualität der Oberfläche und zur Untersuchung der Morphologie der Nickel- und Goldschichten.
  • Lötbarkeitstests: Diese Tests werden durchgeführt, um die Löteigenschaften der Platine zu bewerten. Zu den Lötbarkeitstests gehören der Benetzungsbalance-Test, der Lotkugel-Test und der Lotausbreitungstest.

Fazit

Die ENIG-Vergoldung ist ein wichtiger Prozess für PCB-Herstellungund bietet Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, hervorragende Lötbarkeit und längere Haltbarkeit. Es ist in verschiedenen Branchen weit verbreitet, darunter medizinische Geräte, elektronische Geräte, Luftfahrt und Telekommunikation. Trotz seiner Vorteile bringt ENIG auch einige Herausforderungen mit sich, die durch laufende Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen gelöst werden können.

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