PCB-Technologie - Was ist die ENIG Oberflächenbehandlung von elektrische leiterplatte?

Im Folgenden finden Sie eine Einführung in die ENIG Oberflächenbehandlung von elektrische leiterplatte

ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold, Electroless Nickel Immersion Gold) ist ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Leiterplatten (Finished). Es wird allgemein als "Nickel Immersion Gold Plate" oder kurz "Nickel Immersion Gold Plate" bezeichnet. Es ist auf Leiterplatten weit verbreitet, die in Mobiltelefonen installiert sind, und einige BGA-Trägerplatinen verwenden auch ENIG.

Verglichen mit galvanischem Nickelgold muss diese Art von Nickel-Tauchgold während des Prozesses der Leiterplattenfabrik nicht auf der Leiterplatte mit Energie versorgt werden, noch muss es einen Draht auf jedem zu galvanisierenden Pad ziehen, um mit Nickel überzogen zu werden. Gold, also sein Herstellungsprozess ist relativ einfach, und die Produktion ist mehr als mehrfach, so dass die Produktionskosten relativ billig sind.

Die ENIG Oberflächenbehandlung hat aber auch ihre Mängel und Probleme. Zum Beispiel ist die Schweißfestigkeit niedrig und schwarze Pads werden leicht gebildet, die oft kritisiert werden.

Der Produktionsprozess von chemischem Nickelgold ist ungefähr wie folgt:

Vorbehandlung Entfetten-Wasser Waschen-Beizen-Wasser Waschen-Wasser Waschen-Mikroätzen-Wasser Waschen-Vortauchen (H2SO4)Aktivierung (Pd Katalysator und Wasser Waschen, chemisches Nickel (Ni/P, Wasserwaschen, Eintauchen-Vergolden, Goldrückgewinnung, Wasserwaschen, Trocknen.

Vorbehandlung: Der Zweck ist das Bürsten oder Sandstrahlen, um Oxide auf der Kupferoberfläche zu entfernen und die Kupferoberfläche aufzurauen, um die nachfolgende Haftung von Nickel und Gold zu erhöhen.

Mikroätzen: Natriumpersulfat/Schwefelsäure, um die Oxidschicht auf der Kupferoberfläche zu entfernen und die Tiefe der Nutmarkierungen zu verringern, die durch Bürsten während der Vorbehandlung verursacht werden. Zu tiefe Pinselstriche werden oft zum Komplizen des Tauchgold, das die Nickelschicht angreift.

Aktivierung: Da die Kupferoberfläche die chemische Nickelabscheidungsreaktion nicht direkt initiieren kann, muss eine Palladiumschicht (Pd) als Katalysator für die chemische Nickelabscheidungsreaktion auf die Kupferoberfläche aufgebracht werden. Nach dem Prinzip, dass Cu aktiver ist als Pd, werden Palladiumionen zu Palladiummetall reduziert und an der Kupferoberfläche befestigt.

Chemisches Nickel: Ni/P, seine Hauptfunktion besteht darin, die Migration und Diffusion zwischen Kupfer und Gold zu verhindern und als Element, das chemisch mit Zinn reagiert, um IMC während des nachfolgenden Schweißens zu erzeugen.

Tauchvergoldung: Der Hauptzweck von Gold ist es, die Oxidation der Nickelschicht zu schützen und zu verhindern. Gold nimmt während des Lötprozesses nicht an der chemischen Reaktion teil. Zu viel Gold behindert die Festigkeit des Lots, so dass Gold nur die Nickelschicht abdecken muss, um es schwierig zu machen Oxidation ist ausreichend, wenn COB (Chip On Board) Verdrahtung verwendet werden soll, ist es eine andere Sache, weil die Goldschicht eine ausreichende Dicke haben muss.

Vorteile der Oberflächenbehandlung PCBENIG (Nickel Immersion Gold):

Seine Oberflächenbehandlung kann als Bodenmetall des COB-Drahtbondens verwendet werden.

Es kann wiederholt reflowed werden (Reflow), und es ist im Allgemeinen erforderlich, mindestens 3-mal des Hochtemperaturschweißens standzuhalten, und die Schweißqualität kann immer noch aufrechterhalten werden.

Hat eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit. Es kann als goldener Fingerkreis für Tastenleitung verwendet werden, und es hat eine hohe Zuverlässigkeit.

Goldmetall hat eine geringe Aktivität und ist nicht einfach, mit den Komponenten in der Atmosphäre zu reagieren, so dass es ein gewisses Maß an Oxidations- und Rostschutzfähigkeit spielen kann. Daher kann die Haltbarkeit von ENIG im Allgemeinen leicht sechs Monate überschreiten. Manchmal, selbst wenn es länger als ein Jahr im Lager gelagert wird, solange es in gutem Zustand gehalten wird und kein Rostproblem besteht, wird die Leiterplatte nach der Prüfung gebacken, entfeuchtet und gelötet. Es wird bestätigt, dass es kein Problem gibt, und es kann immer noch für Schweißproduktion verwendet werden.

Gold ist nicht leicht zu oxidieren, wenn es der Luft ausgesetzt wird, so dass eine große Fläche des exponierten Pads für "Wärmeableitung" ausgelegt werden kann.

Es kann als Kontaktfläche der Klinge verwendet werden. Die Goldschicht für diese Anwendung muss dicker sein. Grundsätzlich wird eine Hartvergoldung empfohlen.

Die Oberfläche von ENIG ist flach, die Ebenheit der gedruckten Lotpaste ist gut, und es ist einfach zu löten. Es ist sehr geeignet für feine Zwischenfußteile und Kleinteile, wie BGA, Flip-Chip und andere Teile.

Nachteile von elektrische leiterplatte ENIG Oberfläche Behandlung:

Im Allgemeinen ist die Lötstellenfestigkeit von Ni3Sn4 nicht so gut wie die von Cu6Sn5, und einige Teile, die Lötstärke erfordern, sind möglicherweise nicht in der Lage, übermäßigen äußeren Stößen und Sturzgefahr standzuhalten.

Da der Preis für "Gold" stetig steigt, sind die Kosten relativ höher als die der OSP-Oberflächenbehandlung.

Es besteht die Gefahr von "schwarzem Pad" oder "schwarzem Nickel". Sobald das schwarze Pad erzeugt wird, verursacht es das Problem einer schnellen Abnahme der Festigkeit der Lötstelle. Das schwarze Pad besteht aus einer komplexen chemischen Formel von NixOy. Der grundlegende Grund ist, dass die Nickeloberfläche während der Eintauchgoldstitutionsreaktion auf der Nickeloberfläche eine übermäßige Oxidationsreaktion durchläuft (Metallnickel wird zu Nickelionen, die im weiten Sinne Oxidation genannt werden kann). Zusätzlich zur unregelmäßigen Ablagerung sehr großer Goldatome (Goldatomradius 144pm), um eine raue und lose poröse Kornanordnung zu bilden, das heißt, die "Gold"-Schicht kann die darunter liegende "Nickel"-Schicht nicht vollständig abdecken, so dass die Nickelschicht eine Chance hat, weiterhin mit Luft in Kontakt zu treten, und schließlich bildet sich Nickelrost allmählich unter der Goldschicht, was letztendlich das Schweißen behindern wird. Es gibt ein Verfahren namens "Nickel-Immersed Palladium Gold (ENEPIG)", das das "Black Pad"-Problem effektiv lösen kann, aber weil seine Kosten immer noch relativ teuer sind, wird es derzeit nur von High-End-Board-CSP- oder bga-Unternehmen verwendet.