Traitement de surface avancé des PCB - ENEPIG

La technologie évolue sans cesse et les applications électroniques, de plus en plus nombreuses, sont utilisées dans des environnements de plus en plus complexes. Pour garantir le bon fonctionnement de ces produits électroniques, nous devons mettre en œuvre certains moyens ou mesures nécessaires, tels que Finition de la surface du circuit imprimé. Nous disposons actuellement d'une variété d'options de traitement de surface, chacune produisant des résultats différents, bien qu'elles soient toutes conçues pour éviter que les couches de cuivre en contact avec l'humidité de l'environnement et l'air produisent des oxydes, ce qui entraîne l'atténuation du cuivre pendant le processus de soudure. Les ENEPIG dont nous allons parler dans cet article est l'un d'entre eux, dont le nom complet est Electroless Nickel Electroless Palladium Impregnated Gold et qui présente de nombreux avantages et est conforme aux normes de l'Union européenne et de l'Union européenne. RoHS et DEEE, ce qui en fait souvent le choix privilégié pour différentes applications.

QU'EST-CE QUE L'ENEPIG ?

Nous utilisons souvent le terme "traitement de surface universel" pour désigner l'ENEPIG, car il peut être appliqué à tous les circuits imprimés. Comparé à d'autres finitions de surface, le processus de placage ENEPIG est plus mûr, puisqu'il est apparu pour la première fois il y a 15 ans. Plus tard, en raison de la forte baisse du prix du palladium, ENEPIG est devenu une méthode de finition de surface plus rentable et s'est fait connaître en tant que solution de placage électronique.

ENEPIG est couramment utilisé pour soutenir le brasage et le collage des fils d'or et d'aluminium afin de protéger les performances des circuits imprimés des facteurs environnementaux pendant le stockage et le fonctionnement. Le dépôt chimique dépose plusieurs couches de métal sur la surface du circuit imprimé : nickelage (Ni 3-5 μm), palladium (Pd 0,05-0,1 μm) et une couche d'or en immersion (Au 0,03-0,05 μm). Il est particulièrement adapté aux applications haut de gamme qui exigent des performances élevées, telles que l'aérospatiale et l'électronique militaire. En raison de ses performances et de sa fiabilité supérieures, ENEPIG est souvent utilisé comme alternative aux traitements de surface traditionnels tels que le traitement de surface. HASL (nivellement de la soudure à l'air chaud) et OSP (Organic Solderability Preservative). Cependant, il est également plus coûteux que les autres finitions et son application nécessite un équipement et des procédés spécialisés.

Comment l'ENEPIG s'est appliqué

Structure de l'ENEPIG

Prétraitement

Le nettoyage des circuits imprimés est une étape essentielle du processus de production des circuits imprimés, et FS Technology s'en préoccupe depuis longtemps. Tout contaminant, qu'il provienne de l'environnement ou de la manipulation par les opérateurs, peut interférer avec l'adhérence des couches de placage, entraînant des problèmes de soudabilité et de performances électriques. Il est donc essentiel de s'assurer que le circuit imprimé est soigneusement nettoyé avant de procéder au processus de métallisation ENEPIG afin d'éviter ces problèmes. problèmes courants liés aux PCB.

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Activation du cuivre

L'activation du cuivre est une étape cruciale dans le dépôt chimique de métaux sur les cartes de circuits imprimés (PCB). Au cours de ce processus, la couche de cuivre à protéger est activée de manière sélective afin de déterminer le modèle de dépôt au cours de l'étape suivante de nickelage chimique. Cette opération est réalisée par une réaction de déplacement qui nécessite l'utilisation d'une solution chimique contenant un agent réducteur, tel que le chlorure de palladium.

Nickel chimique

Le nickelage chimique est un procédé de revêtement qui dépose une couche de nickel sur un substrat sans avoir recours à l'électricité ; il est donc également appelé nickelage autocatalytique. Le nickel agit comme une couche barrière sur le circuit imprimé, protégeant le cuivre de l'interaction avec d'autres matériaux métalliques, en particulier l'or, qui sont utilisés pour les circuits imprimés. Finition ENEPIG. Cette couche est déposée sur la surface du cuivre catalytique par des réactions d'oxydoréduction, ce qui permet d'obtenir une épaisseur de couche comprise entre 3 et 5 microns. Par rapport aux méthodes traditionnelles de galvanoplastie, le nickelage chimique offre plusieurs avantages, notamment une épaisseur uniforme, une meilleure adhérence et une meilleure résistance à la corrosion et à l'usure.

Palladium chimique

La deuxième couche de métal déposée à la surface de la carte est le palladium, qui offre une surface plus stable pour la couche d'or finale et améliore la liaison des fils d'or. ENEG et ENEPIG sont deux traitements de surface similaires, la différence essentielle étant la présence de la couche de palladium. Le palladium sert à protéger la couche de nickel de la corrosion et de la diffusion dans la couche d'or, ainsi qu'à agir comme une couche anti-oxydation et anti-corrosion. Comme pour le nickel, la couche est appliquée par une réaction chimique utilisant une réaction d'oxydoréduction, qui amène la surface du nickel à réagir avec le palladium et à former une fine couche. L'épaisseur de la couche de palladium est généralement comprise entre 0,05 et 0,1 micron. Il existe de nombreux procédés de placage de palladium sans électrolyse, Altarea TPD-23 étant une option appropriée pour les applications suivantes SMT PCBA des applications.

Immersion Gold

La dernière étape du processus de finition des circuits imprimés ENEPIG consiste à ajouter une couche d'or. Une fois les étapes d'électro-nettoyage et de séchage terminées, le circuit imprimé peut être assemblé. La couche d'or remplit plusieurs fonctions, notamment la réduction de la résistance de contact, la prévention des frottements, la résistance à l'oxydation et la protection de la soudabilité du palladium.

La dorure par immersion est utilisée pour la couche d'or et implique une réaction de déplacement. Au cours de ce processus, la plaque couverte est complètement immergée, ce qui entraîne la dissolution de la couche de palladium à la surface de la plaque, libérant des électrons et réduisant les atomes d'or environnants. Les ions d'or se fixent à la surface de la plaque, remplacent les ions de palladium et forment une couche extérieure relativement fine de seulement 0,03 à 0,05 micron d'épaisseur, ce qui la rend plus fine que n'importe quel autre type de solution de placage d'or.

Avantages de la finition ENEPIG

Finition très durable

La finition de surface ENEPIG comprend plusieurs couches qui offrent une résistance supérieure à la corrosion, protégeant les lignes et les pastilles de cuivre du circuit imprimé contre la corrosion et la présence de nickel noir. En outre, sa surface lisse et non poreuse empêche le dépôt de composants corrosifs sur la carte, évitant ainsi des problèmes tels que le gauchissement pendant la fabrication. Assemblage de PCB.

Résistance à la traction des fils de haute qualité

Le placage ENEPIG présente une bonne compatibilité avec les fils d'aluminium et d'or des circuits imprimés, ce qui se traduit par une plus grande résistance aux forces de traction. Des tests approfondis ont démontré que les finitions ENEPIG peuvent protéger efficacement les fils d'aluminium et d'or contre des contraintes élevées pendant des périodes prolongées, ce qui met en évidence leurs excellentes propriétés d'adhérence.

Soudabilité de haute qualité

Dans le domaine de la fabrication électronique, les finitions de surface ENEPIG sont un choix populaire en raison de leur capacité à fournir une épaisseur de couche homogène et régulière. Cela est essentiel pour garantir une soudure de haute qualité, indispensable au bon fonctionnement des composants électroniques. Au cours de l'étape de Processus d'assemblage des PCBLes cartes PCBA doivent être compatibles avec différents alliages pour le soudage par refusion sans plomb. Heureusement, les finitions ENEPIG peuvent supporter plusieurs cycles de soudure par refusion sans aucun dommage. Ceci est important car le revêtement de palladium se dissout complètement après la soudure, laissant derrière lui une surface de nickel exempte d'oxyde. La configuration nickel-étain qui subsiste est parfaite pour créer des joints de soudure solides et fiables.

Moins de résistance de contact

Lors de la conception de circuits imprimés, l'une des considérations importantes pour les ingénieurs est la valeur de la résistance de contact, qui mesure la résistance au flux de courant à l'interface du circuit. En tant qu'ingénieurs PCB, nous visons des valeurs de résistance de contact plus faibles, en particulier pour les applications qui impliquent une transmission de signaux à haute fréquence ou à grande vitesse. Heureusement, le procédé de galvanoplastie ENEPIG est une excellente solution pour répondre à cette exigence. Avec ENEPIG, les joints de soudure des composants de la carte de circuit imprimé présentent une faible résistance de contact, ce qui garantit des performances optimales de l'équipement électronique. Avec le traitement de surface ENEPIG, une composition métallique uniforme à trois couches de nickel, d'or et d'argent est formée sur le joint de soudure, ce qui assure une excellente conductivité électrique. En outre, le traitement de surface ENEPIG est moins exigeant pour la qualité de la métallisation des composants électroniques, et même dans les cas où la qualité de la surface est médiocre, il est possible d'obtenir de bonnes performances en matière de résistance de contact.

Barrières de protection

L'un des moyens d'améliorer la soudabilité d'un circuit imprimé consiste à utiliser une finition ENEPIG, qui comprend des couches barrières de nickel et de palladium. Ces couches barrières protègent le cuivre contre les effets de l'étain pendant la soudure et empêchent toute réaction indésirable susceptible d'avoir un impact négatif sur la conductivité du circuit imprimé. En d'autres termes, le nickel et le palladium agissent comme un bouclier protecteur qui préserve la qualité des composants du circuit imprimé et en assure le bon fonctionnement. En utilisant la finition ENEPIG, les ingénieurs peuvent réduire le risque de mélange ou de dégradation indésirable des matériaux, ce qui permet d'obtenir un circuit imprimé fiable et de haute qualité.

ENEPIG vs ENIG

Technologie FS propose diverses méthodes de traitement de surface, notamment ENIG, ENEPIG et argent par immersion. Pour vous aider à choisir le traitement approprié, nous avons fourni quelques conseils utiles dans le tableau. Si vous avez besoin d'une aide supplémentaire, n'hésitez pas à nous contacter directement pour obtenir un devis. Notre équipe d'ingénieurs professionnels répondra rapidement à vos besoins et vous fournira des recommandations efficaces.

Note : Ce tableau offre une comparaison générale entre ENEPIG et ENIG. Les performances réelles peuvent varier en fonction des applications et des exigences spécifiques.

PropriétéENEPIGENIG
Nom completNickel chimique, palladium en immersion, or en immersionNickel chimique, or par immersion
Compatibilité des substratsHaute compatibilité avec les fils d'aluminium et d'orCompatible avec divers substrats
Résistance à la corrosionHautModéré
SoudabilitéHaute qualitéBon
Finition de la surfaceMatBrillant
Épaisseur2-6 μm (nickel), 0,05-0,2 μm (palladium), 0,03-0,1 μm (or)2-6 μm (nickel), 0,05-0,2 μm (or)
Résistance de contactFaibleFaible
Collage des filsExcellentBon
CoûtSupérieur à ENIGInférieur à ENEPIG
Durée de conservation6-12 mois3-6 mois
Manipulation / ContactImpact minimalSensible à la manipulation/au contact
Planéité de la surface terrestre SMTMieuxAcceptable
Cycles de soudure multiplesPeut résister à de multiples cyclesLimité à quelques cycles
Pas d'utilisation de Clean FluxUtilisation limitéeLargement utilisé
Sondes d'essai électriquesBonPauvre
Risque de corrosion après l'assemblageFaibleModéré
Surface de contact ApplicationRecommandé pour le collage de fils d'orRecommandé pour le collage des fils de cuivre
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