Dans le cadre de la Processus de fabrication des circuits imprimésLe traitement de surface des circuits imprimés joue un rôle décisif dans la performance, la fiabilité et la durée de vie du produit final. L'une des solutions de traitement de surface des circuits imprimés les plus populaires aujourd'hui, le nickel-or chimique par immersion (ENIG) est devenu le choix privilégié pour de nombreux produits électroniques haut de gamme en raison de ses performances globales exceptionnelles.
Qu'est-ce que le processus ENIG ?
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) est un procédé de traitement de surface qui dépose une couche d'alliage nickel-phosphore sur la surface des plaquettes de cuivre par voie chimique, suivie d'une réaction de déplacement pour déposer une fine couche d'or. Cette structure à double couche maintient d'excellentes performances de soudure tout en offrant une protection supérieure contre l'oxydation.
Principe du processus et caractéristiques structurelles de l'ENIG
Le procédé ENIG comporte deux étapes principales : le nickelage chimique et l'immersion dans l'or.
Tout d'abord, lors du nickelage chimique, une couche d'alliage nickel-phosphore (Ni-P) se forme à la surface du cuivre. Cette couche a généralement une épaisseur de 4 à 8 μm, avec une teneur en phosphore comprise entre 7 et 11 %. Cette couche de nickel amorphe agit comme une barrière de diffusion solide et une base solide pour le soudage.
Ensuite, lors de l'étape d'immersion dans l'or, une couche d'or pur de 0,05 à 0,15 μm est ajoutée sur le nickel. Cette couche d'or empêche l'oxydation du nickel et garantit une bonne soudabilité.
Principaux avantages du processus ENIG
1. Soudabilité exceptionnelle
La couche d'or se mélange rapidement à la soudure, révélant du nickel frais.Cela crée de puissants composés intermétalliques Ni-Sn.
2.Excellente résistance à l'oxydation
La couche d'or empêche efficacement l'oxygène et l'humidité de pénétrer.Cela garantit que le circuit imprimé reste soudable pendant le stockage et l'expédition.
3.Bonne planéité de la surface
Les revêtements déposés chimiquement offrent une surface lisse.Ils sont parfaits pour les assemblages à haute densité et les composants à pas fin.
4.Des performances de collage fiables
La surface en nickel convient parfaitement au collage de fils d'or et d'aluminium.Il répond aux besoins des emballages à l'échelle de la puce.
5.Capacité de couverture globale
Il recouvre uniformément les trous traversants, les vias aveugles et les vias enterrés.Il répond ainsi aux besoins des interconnexions à haute densité.
Nous sommes ravis d'annoncer que notre produit est conforme à la directive RoHS !Il est bon de savoir qu'il respecte les règles environnementales et ne contient pas de substances nocives comme le plomb, le mercure ou le cadmium.
6.Prévention de la migration du cuivre
La couche de nickel empêche le cuivre de se diffuser dans les joints de soudure.Cela permet d'éviter les composés intermétalliques fragiles.
Nous sommes ravis de vous présenter notre fiabilité à long terme !Il est étonnant de constater que ce produit conserve des performances stables dans des environnements à haute température et à forte humidité. Il est parfait pour les applications les plus difficiles.
Principaux points de contrôle de la qualité du processus ENIG
Pour maintenir la qualité du processus ENIG, nous devons contrôler plusieurs paramètres importants :
- Contrôle de l'épaisseur de la couche de nickel: Cela devrait rester entre 4 et 8 μm. Si la couche est trop fine, du « nickel noir » peut se former. Si elle est trop épaisse, les coûts augmentent sans aucun avantage.
- Gestion du contenu de Phosphorus: La teneur en oxygène doit être maintenue entre 7 et 11 %. C'est essentiel pour la résistance à la corrosion et la fiabilité de la soudure.
- Contrôle de l'épaisseur de la couche d'or: Visez une épaisseur comprise entre 0,05 et 0,1 μm. Une couche trop fine n'assurera pas une protection suffisante, tandis qu'une couche trop épaisse peut affaiblir les joints de soudure.
- Maintenance de l'activité de la solution: Des contrôles et des ajustements réguliers de la solution de placage garantissent une vitesse de dépôt stable et une bonne qualité de revêtement.
- Qualité du prétraitement: Nettoyer et rendre rugueuse la surface du cuivre pour assurer une bonne adhérence.
Chez Topfast, nous fournissons des circuits imprimés ENIG qui répondent aux normes de qualité les plus élevées.Nous y parvenons grâce à une production automatisée et à un contrôle strict des processus pour nos clients.
Comparaison avec d'autres procédés de traitement de surface des PCB
L'ENIG présente de nombreux avantages, mais d'autres méthodes de traitement de surface restent utiles dans certaines situations.Voici une brève description de plusieurs technologies courantes de traitement de surface des PCB :
Le nivellement par soudure à l'air chaud (HASL) est un procédé ancien et populaire de traitement de surface des circuits imprimés.Il consiste à plonger le circuit imprimé dans de la soudure en fusion et à utiliser des couteaux à air chaud pour enlever l'excès de soudure, créant ainsi une couche uniforme.
Avantages du processus:
- Rentabilité et stabilité de la technologie
- Produit une couche de soudure épaisse pour plusieurs cycles de refusion
- Offre de bonnes performances de brasage avec divers alliages
- Répare efficacement les petits défauts de surface
L'HASL fonctionne bien pour les applications sensibles aux coûts avec de faibles besoins de planéité de surface, comme l'électronique grand public, les modules de puissance et les cartes de contrôle industrielles. Cependant, à mesure que les composants deviennent plus petits, les problèmes de planéité de l'HASL deviennent de plus en plus évidents.
Conservateur de soudabilité organique (OSP)
OSP crée une couche organique sur les surfaces de cuivre propres.Cette couche empêche l'oxydation du cuivre à température ambiante. Lors du brasage à haute température, elle se décompose rapidement, révélant le cuivre pour le brasage.
Avantages du processus:
- Offre une excellente planéité et coplanarité, idéale pour les composants à pas ultrafin.
- Simple et écologique, avec un traitement facile des eaux usées.
- Rentable, seulement 30 à 50 % de l'ENIG.
- Bonne coplanarité, adaptée aux composants tels que les BGA et les QFN.
L'OSP fonctionne bien pour les appareils mobiles de grande taille et les appareils électroniques grand public à haute densité. Cependant, sa couche protectrice est fragile, a une durée de conservation courte et n'est pas idéale pour les cycles de soudage multiples. Les cycles de soudage multiples limitent également son champ d'application.
Argent d'immersion
Le dépôt d'argent par immersion consiste à déposer une fine couche d'argent sur du cuivre. Ce processus s'effectue par le biais d'une réaction chimique de déplacement. L'épaisseur de la couche d'argent varie généralement entre 0,1 et 0,4 μm.
Avantages du processus:
- Excellente planéité et coplanarité de la surface.
- Bonne performance de brasage, ce qui améliore la fiabilité des joints de brasage.
- Idéal pour les applications à haute fréquence, la conductivité élevée de l’argent améliore la transmission des signaux.
- Respectueux de l'environnement, car il est exempt d'halogènes et de métaux lourds.
Le procédé d'argent par immersion est populaire dans les équipements de communication et les produits numériques à grande vitesse. Toutefois, les concepteurs doivent tenir compte des problèmes de migration de l'argent et de décoloration.
Étain d'immersion
L'immersion dans l'étain permet de déposer une couche d'étain sur le cuivre par une réaction de déplacement. L'épaisseur varie entre 0,8 et 1,5 μm, ce qui garantit une surface plane et une bonne soudabilité.
Avantages du processus:
- Excellente planéité de la surface, idéale pour les composants à broches fines.
- Bonne performance de soudure, répond aux exigences de l'absence de plomb.
- Coût modéré, entre OSP et ENIG.
- Convient pour les raccords press-fit, avec une couche d'étain dur.
L'étain d'immersion est courant dans l'électronique automobile et le contrôle industriel. Cependant, la croissance des whiskers et la courte durée de conservation sont des défis qui doivent être gérés avec soin.
Comparaison détaillée de l'ENIG et d'autres procédés de traitement de surface
Comparaison des états de surface des circuits imprimés
| Dimension de l'évaluation | OSP | ENIG (nickel chimique, immersion dans l'or) | Argent d'immersion | Étain d'immersion | Placage d'or dur |
|---|
| Coût | Le plus rentable | Moyenne à haute gamme | Modéré | Modéré | Le plus élevé |
| Performance technique | Bon pour les applications simples | Le plus équilibré, supérieur pour les utilisations haut de gamme | Excellent pour les hautes fréquences | Bon pour la soudure & ; press-fit | Excellente résistance à l'usure |
| Complexité du processus | Le plus simple | Modéré | Modéré | Modéré | Le plus complexe |
| Exigences environnementales | Le plus respectueux de l'environnement | Nécessite un traitement des eaux usées au nickel | Modéré | Modéré | Nécessite un traitement complexe des déchets |
| Applications typiques | Électronique grand public | Automobile, électronique à haute fiabilité | Applications haute fréquence/RF | Automobile, contrôle industriel | Connecteurs, zones à forte usure |
Avantages de choisir les services ENIG de Topfast
En tant que fabricant de PCB de premier plan, Topfast excelle dans le processus ENIG :
- Contrôle de processus de précision: Nous utilisons des équipements automatisés pour garantir une épaisseur et une qualité de revêtement constantes.
- Inspection stricte de la qualité: Notre système de contrôle de la qualité vérifie tout, des matières premières aux produits finis.
- Traitement respectueux de l'environnement: Nous disposons de systèmes de traitement des eaux usées avancés pour répondre à toutes les réglementations environnementales.
- Capacité de réaction rapide: Nous proposons une production flexible et des services d'échantillonnage rapides.
- Support techniqueNotre équipe technique qualifiée recommande les meilleures solutions de traitement de surface.
Que vous ayez besoin d'un traitement ENIG, OSP, argent par immersion ou d'autres traitements spéciaux, Topfast vous propose des options fiables. Contactez notre équipe technique pour plus d'informations. Nous vous aiderons à choisir le traitement de surface le mieux adapté à vos besoins.