無電解ニッケル無電解金(ENIG)でPCBプロジェクトを実現する

ENIG、または 無電解ニッケル浸漬金である。 表面仕上げ PCB基板の銅パッドを腐食などの環境条件から保護するために施される処理。この仕上げには2つの層があり、まず銅層にニッケル層が塗布され、その上に無電解金めっきが施されます。ニッケル層は酸化や腐食を防ぎ、無電解金層はニッケル層の保護層として働き、はんだ付けの際に表面を扱いやすくします。ニッケル層の厚さは通常4~7ミクロンで、無電解金層の厚さは約0.05~0.23ミクロンです。

大手企業として PCBAメーカー 中国では、表面処理のオプションとしてENIGメッキを提供しています。ENIGメッキの工程はやや複雑ですが、次のような特徴があります。 RoHS対応 は、はんだ付け性、耐酸化性、平坦な表面構造を備え、エンジニアが認める最高の表面仕上げのひとつです。この記事では、FS TechnologyがENIG表面仕上げを使用する際のガイドラインをご紹介します。

ENIGフィニッシュを使う理由

ENIGの特徴

  • はんだ付け性:ENIGの表面は平坦で均一であるため、正確なはんだ接合が容易です。基板表面のニッケル層は導電性を高め、より良いはんだ付け結果をもたらします。
  • 耐食性:ENIGはニッケル層により高い耐食性を発揮します。ニッケルはその耐酸化性と耐食性で知られ、環境条件から銅トレースを保護します。
  • 信頼性の高いワイヤーボンディング:ENIGは、その平坦な構造により、ワイヤーボンディングに適した選択肢です。ニッケル層はワイヤーボンディングに適していますが、ワイヤーボンディング工程への影響を避けるため、孔食がないことが必要です。
  • 保存可能期間:ENIGは、他の仕上げ材に比べ保存期間が長い。酸化や腐食の影響を受けずに長期間使用できるため、長期的な信頼性が求められる用途に適しています。
  • コストパフォーマンスの高い仕上げ:ENIGは、以下のような他の仕上げよりも安価です。 エネピグ または 無電解銀.施工は簡単で、費用対効果の高いオプションとなっている。
  • 修理が難しい:ENIG仕上げのボードは、破損した場合の修理が難しい。
  • クラフトパズル:ニッケル層と金層の厚さの違いは、ボードの全体的な性能に影響します。ピッティングは、ニッケル層に起因する、ボードの性能に影響を与えるもう一つの問題である。

エニッグ対ENEPIG

特徴エニグエネピグ
プロセス無電解めっきプロセスは、金溶液に浸漬した後、基板表面にニッケルを塗布するために使用される。ENEPIG用途に使用されるプロセスは様々で、通常、無電解パラジウムめっき、無電解ニッケルめっき、無電解金めっきの組み合わせが使用される。
厚み場合によっては、ニッケル層の厚さは約3~6ミクロンで、金層の厚さは約0.05~0.1ミクロンである。ENEPIGの場合、ニッケル層の厚さは通常4~8ミクロン、パラジウム層の厚さは0.1~0.3ミクロン、金層の厚さは約0.025~0.05ミクロンである。
はんだ付け性ENIG仕上げに金層を使用すると、優れたはんだ付け性が得られますが、ニッケル層が腐食されるため、黒色パッド腐食の原因となります。金とパラジウムの層がはんだ付け性を高め、黒色パッドのリスクを最小限に抑える。
ワイヤーボンディングこの仕上げは、表面が平坦になるため、ワイヤーボンディングによく利用されるが、ニッケル層によって生じる孔食によって、ボンディング効果に悪影響が出ることがある。パラジウム層は、ENIGで使用されるニッケル層よりも精密なワイヤーボンディングを実現するのに役立つため、ワイヤーボンディングにも優れた選択肢となる。
コストENIGはメッキ工程がシンプルで、メッキ段階が少ないため、ENEPIGよりも安価である。ENEPIGプロセスはより複雑であるため、ENIGに比べより高価な仕上がりとなる。
耐腐食性ニッケル層は仕上げに優れた耐食性をもたらす。ENEPIGはまた、ニッケル、金、パラジウムの使用により、その高い耐腐食性でも知られている。
賞味期限ENIGは他の表面仕上げに比べて保存期間が長いが、黒色パッド欠陥の形成により経年劣化する可能性がある。ENIGに比べ、ENEPIGはパラジウム層の存在により保存期間が長く、酸化や腐食に対するバリアとして機能する。

ENIGメッキに注目

プリント基板のENIGの黒パッド

黒いパッドは 一般的なPCB問題 PCB基板のENIG仕上げ工程で発生する可能性がある。その結果、ニッケル層と金層の間に黒い層が形成され、基板表面から金層が消失してしまう。黒色パッド欠陥の主な原因は、ニッケル層と金層の密着不良であり、ニッケル層が薄いことが原因であることが多い。黒い層の正体は酸化ニッケルであり、ニッケルと環境汚染物質との反応によって生成されます。この欠陥は、基板の信頼性を著しく低下させ、場合によっては損傷につながります。

ブラックパッドの欠陥を防ぐには、正確なパッドの製造が不可欠である。 プリント基板製造工程.これには、ニッケル層の厚さを管理し、クリーンな環境で仕上げ工程を行い、高品質の材料を使用することが含まれます。黒色パッドは、ピンピッチが狭いBGAやチップスケールパッケージングで発生しやすくなります。の過熱 PCBアセンブリはんだ付け工程などでも黒色パッドが形成されることがある。黒色パッドは、電気的欠陥だけでなく、はんだ接合部のクラックなどの機械的欠陥の原因にもなる。

ENIG 品質管理とテスト

ENIG仕上げが基板の品質要件を満たしていることを確認するため、さまざまな品質管理テストが実施される。これらのテストには以下が含まれる:

  • X線検査は、PCB基板上の黒色パッドの存在を検出するために使用される一般的な技法です。この技法は、黒色パッドの存在を示すニッケル層のその他の異常も特定できます。
  • XRFまたは蛍光X線:この検査は、仕上げが基板の要件に適合しているかどうかを確認するために使用される。XRFは、X線を用いて表面層の組成を検出する非破壊検査です。
  • SEMまたは走査型電子顕微鏡:SEM検査は、仕上げの表面品質を検査し、ニッケル層と金層の形態を調べるために使用されます。
  • はんだ付け性試験:これらの試験は、基板のはんだ付け機能を評価するために行われる。はんだ付け性試験には、濡れバランス試験、はんだボール試験、はんだ広がり試験が含まれます。

結論

ENIG金メッキは、以下のような重要なプロセスである。 プリント基板製造耐食性、優れたはんだ付け性、より長い貯蔵寿命などの特徴を提供する。ENIGは、医療機器、電子機器、航空、電気通信など様々な産業で広く使用されている。その利点の一方で、ENIGにはいくつかの課題もあり、現在進行中の研究開発努力によって対処することができる。

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