Nel Processo di produzione dei PCBIl trattamento superficiale gioca un ruolo decisivo per le prestazioni, l'affidabilità e la durata del prodotto finale. Tra le soluzioni di trattamento superficiale dei PCB più diffuse al giorno d'oggi, l'oro per immersione in nichel chimico (ENIG) è diventato la scelta preferita per molti prodotti elettronici di fascia alta, grazie alle sue eccezionali prestazioni globali.
Che cos'è il processo ENIG?
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) è un processo di trattamento superficiale che deposita uno strato di lega di nichel-fosforo sulla superficie delle piazzole di rame per via chimica, seguito da una reazione di spostamento per depositare un sottile strato d'oro. Questa struttura a doppio strato mantiene eccellenti prestazioni di saldatura e fornisce una protezione superiore dall'ossidazione.
Principio di processo e caratteristiche strutturali dell'ENIG
Il processo ENIG prevede due fasi principali: nichelatura elettrolitica e doratura per immersione.
First, in electroless nickel plating, a nickel-phosphorus alloy layer (Ni-P) forms on the copper surface. This layer is usually 4-8μm thick, with phosphorus content between 7-11%. This amorphous nickel layer acts as a strong diffusion barrier and a solid base for soldering.
Next, during the immersion gold step, a pure gold layer of 0.05-0.15μm is added on top of the nickel. This gold layer prevents nickel oxidation and ensures good solderability.
I principali vantaggi del processo ENIG
1. Eccezionale saldabilità
Lo strato d'oro si mescola rapidamente con la saldatura, rivelando il nichel fresco.Questo crea forti composti intermetallici Ni-Sn.
2.Eccellente resistenza all'ossidazione
Lo strato d'oro tiene efficacemente lontano l'ossigeno e l'umidità.Ciò garantisce che il PCB rimanga saldabile durante lo stoccaggio e la spedizione.
3.Buona planarità della superficie
I rivestimenti a deposito chimico offrono una superficie liscia.Sono perfetti per assemblaggi ad alta densità e componenti a passo fine.
4.Prestazioni di incollaggio affidabili
La superficie in nichel funziona bene per l'incollaggio di fili d'oro e di alluminio.Soddisfa le esigenze del packaging su scala chip.
5.Capacità di copertura completa
Riveste uniformemente i fori passanti, i vias ciechi e i vias interrati.Questo soddisfa le esigenze di interconnessione ad alta densità.
Siamo entusiasti di annunciare che il nostro prodotto è conforme alla normativa RoHS!È bello sapere che segue le regole ambientali e non contiene sostanze nocive come piombo, mercurio o cadmio.
6.Prevenzione della migrazione del rame
Lo strato di nichel impedisce al rame di diffondersi nei giunti di saldatura.In questo modo si evitano composti intermetallici fragili.
Siamo entusiasti di presentare la nostra affidabilità a lungo termine!È sorprendente che questo prodotto mantenga prestazioni stabili in ambienti ad alta temperatura e umidità. È perfetto anche per le applicazioni più difficili.
Punti chiave di controllo della qualità per il processo ENIG
Per mantenere la qualità del processo ENIG, dobbiamo controllare diversi parametri importanti:
- Controllo dello spessore dello strato di nichel: This should stay between 4-8μm. If it’s too thin, “black nickel” may form. If it’s too thick, costs increase without any advantage.
- Gestione dei contenuti di Fosforo: Mantenere un valore compreso tra il 7 e l'11%. È fondamentale per garantire la resistenza alla corrosione e una saldatura affidabile.
- Controllo dello spessore dello strato d'oro: Aim for 0.05-0.1μm. A thin layer won’t protect well, while a thick layer can weaken solder joints.
- Manutenzione dell'attività della soluzione: Controlli e regolazioni regolari della soluzione di placcatura garantiscono una velocità di deposizione stabile e una buona qualità del rivestimento.
- Qualità del pretrattamento: Pulire e irruvidire adeguatamente la superficie del rame per garantire una forte adesione.
Noi di Topfast forniamo PCB ENIG che soddisfano i più alti standard di qualità.Ciò è possibile grazie alla produzione automatizzata e al rigoroso controllo dei processi per i nostri clienti.
Confronto con altri processi di trattamento superficiale dei PCB
L'ENIG presenta molti vantaggi, ma altri metodi di trattamento superficiale sono ancora utili in determinate situazioni.Di seguito sono riportate brevi descrizioni di alcune comuni tecnologie di trattamento superficiale dei PCB:
Il livellamento della saldatura ad aria calda (Hot Air Solder Leveling, HASL) è un processo antico e popolare per il trattamento della superficie dei PCB.Consiste nell'immergere il PCB in una saldatura fusa e nell'utilizzare coltelli ad aria calda per rimuovere la saldatura in eccesso, creando un rivestimento uniforme.
Vantaggi del processo:
- Conveniente con una tecnologia stabile
- Produce uno spesso rivestimento di saldatura per più cicli di riflusso
- Offre buone prestazioni di saldatura con varie leghe
- Ripara efficacemente i piccoli difetti superficiali
L'HASL funziona bene per le applicazioni sensibili ai costi con esigenze di bassa planarità superficiale, come l'elettronica di consumo, i moduli di potenza e le schede di controllo industriali. Tuttavia, man mano che i componenti diventano più piccoli, i problemi di planarità dell'HASL diventano sempre più evidenti.
Conservante organico della saldabilità (OSP)
OSP crea uno strato organico sulle superfici di rame pulite.Questo strato impedisce al rame di ossidarsi a temperatura ambiente. Durante la saldatura ad alta temperatura, si rompe rapidamente, rivelando il rame per la saldatura.
Vantaggi del processo:
- Offre un'eccellente planarità e complanarità, ideale per i componenti a passo ultrafine.
- Semplice ed ecologico, con un facile trattamento delle acque reflue.
- Economico, solo il 30-50% di ENIG.
- Buona complanarità, adatta a componenti come BGA e QFN.
OSP works well for large-volume mobile devices and high-density consumer electronics. However, its protective layer is fragile, has a short shelf life, and isn’t ideal for multiple soldering.ng cycles also limit its application scope.
Argento per immersione
Immersion silver deposits a thin layer of silver on copper. This happens through a chemical displacement reaction. The silver thickness usually ranges from 0.1 to 0.4 μm.
Vantaggi del processo:
- Eccellente planarità e complanarità della superficie.
- Buone prestazioni di saldatura, che migliorano l'affidabilità del giunto di saldatura.
- Ideale per applicazioni ad alta frequenza; l'alta conduttività dell'argento migliora la trasmissione del segnale.
- Rispettoso dell'ambiente, in quanto privo di alogeni e metalli pesanti.
Il processo di immersione dell'argento è molto diffuso nelle apparecchiature di comunicazione e nei prodotti digitali ad alta velocità. Tuttavia, i progettisti devono considerare i problemi di migrazione dell'argento e di decolorazione.
Stagno a immersione
Immersion tin deposits a layer of tin on copper through a displacement reaction. The thickness ranges from 0.8 to 1.5 μm, ensuring a flat surface and good solderability.
Vantaggi del processo:
- Eccellente planarità della superficie, ideale per i componenti a perno fine.
- Buone prestazioni di saldatura, soddisfa i requisiti di assenza di piombo.
- Costo moderato, tra OSP ed ENIG.
- Adatto per connessioni a pressione, con uno strato di stagno duro.
Lo stagno per immersione è comune nell'elettronica automobilistica e nel controllo industriale. Tuttavia, la crescita dei baffi di stagno e la breve durata di conservazione sono sfide che richiedono una gestione attenta.
Confronto completo tra ENIG e altri processi di trattamento superficiale
Confronto tra le finiture superficiali dei PCB
| Dimensione di valutazione | OSP | ENIG (oro per immersione in nichel chimico) | Argento per immersione | Stagno a immersione | Placcatura in oro duro |
|---|
| costo | Il più efficace dal punto di vista dei costi | Gamma medio-alta | moderato | moderato | Il più alto |
| Prestazioni tecniche | Ottimo per applicazioni semplici | Il più equilibrato, superiore per gli usi di fascia alta | Eccellente per le alte frequenze | Ottimo per saldare & montaggio a pressione | Eccellente resistenza all'usura |
| Complessità del processo | Il più semplice | moderato | moderato | moderato | Il più complesso |
| Requisiti ambientali | Il più rispettoso dell'ambiente | Richiede il trattamento delle acque reflue al nichel | moderato | moderato | Richiede un trattamento complesso dei rifiuti |
| Applicazioni tipiche | Elettronica di consumo | Automotive, Elettronica ad alta affidabilità | Applicazioni ad alta frequenza/RF | Automotive, controllo industriale | Connettori, aree ad alta usura |
I vantaggi di scegliere i servizi ENIG di Topfast’.
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