Κριτικές εκτιμήσεις σχεδιασμού για τα PCB βύθισης χρυσού (ENIG) σε ηλεκτρονικά έργα

Όταν προσδιορίζετε PCB για ηλεκτρονικά προϊόντα υψηλής αξιοπιστίας, από ιατρικές συσκευές έως αεροδιαστημικά συστήματα, η επιλογή της σωστής επιφάνειας είναι μια απόφαση που πρέπει να ληφθεί.ειδικότερα Χρυσό Νικελίου Μη Ηλεκτρικής Εμβάπτισης (ENIG)Η μέγιστη απόδοση των πλεονεκτημάτων του απαιτεί όμως προσεκτική προσοχή στο πάχος του χρυσού, την ευσυστάθεια του, την ευελιξία του και την ευελιξία του.απόδοση σήματοςΟ οδηγός αυτός αναλύει τους κρίσιμους παράγοντες για να διασφαλιστεί ότι τα PCB ENIG σας πληρούν τους στόχους σχεδιασμού και λειτουργούν αξιόπιστα σε απαιτητικά περιβάλλοντα.

Βασικά συμπεράσματα
α.Το ENIG προσφέρει επίπεδη, ανθεκτική στη διάβρωση επιφάνεια ιδανική για εξαρτήματα λεπτής απόστασης (≤ 0,4 mm) και εφαρμογές υψηλής συχνότητας (έως 28 GHz).
β. Το πάχος του χρυσού (0,05μμ) και η ομοιομορφία του νικελίου (3μμ6) επηρεάζουν άμεσα την αντοχή των αρθρώσεων συγκόλλησης και τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία.
c.Το ENIG ξεπερνά το HASL και το OSP στην διάρκεια ζωής (> 1 έτος) και σε σκληρά περιβάλλοντα, αλλά έχει υψηλότερο προκαταβολικό κόστος κατά 20~50%.
δ.Η συνεργασία με κατασκευαστές που έχουν πιστοποιηθεί σύμφωνα με την IPC-4552 εξασφαλίζει τη συμμόρφωση με τα βιομηχανικά πρότυπα για τα στρώματα χρυσού/νικελίου και μειώνει τα ελαττώματα όπως το “black pad”.

Γιατί το ENIG έχει σημασία για την επιφάνεια
Το ENIG αποτελείται από ένα στρώμα νικελίου-φωσφόρου (36μm) που καλύπτεται από ένα λεπτό στρώμα χρυσού (0,05μm).

α.Επίπεδα: Σε αντίθεση με το HASL (Hot Air Solder Leveling), το οποίο δημιουργεί ανώμαλες επιφάνειες, το ομαλό φινίρισμα του ENIG® εξαλείφει τους κινδύνους γεφυρωτικής συγκόλλησης σε BGA και QFN λεπτού τόνου.
β.Αντίσταση στη διάβρωση: Ο χρυσός λειτουργεί ως φραγμός, προστατεύοντας τον χαλκό και το νικέλιο από την υγρασία, τα χημικά και την οξείδωση.
c. Συναρμολόγηση: Το στρώμα νικελίου εμποδίζει τη διάχυση του χαλκού στη συγκόλληση, εξασφαλίζοντας ισχυρές αρθρώσεις ακόμη και μετά από πολλαπλούς κύκλους επαναρρόφησης (έως 5 φορές).

ENIG έναντι άλλων επιφανειακών επιχρισμάτων

Μονόμορφο και παχύ χρυσάφι: Η βάση της αξιοπιστίας
Το στρώμα χρυσού στο ENIG είναι λεπτό από το σχεδιασμό του. Το πολύ παχύ θα οδηγήσει σε θραύση του χρυσού, αποδυναμώνοντας τη σύνδεση συγκόλλησης.

α.Οπτικαλέστερο εύρος: ο χρυσός 0,05 μm/0,2 μm εξασφαλίζει προστασία από τη διάβρωση χωρίς να θίγει την ινωσιμότητα.
Β.Ρολά του νικελίου: Το στρώμα νικελίου 3μ6μ λειτουργεί ως φραγμός, εμποδίζοντας το χαλκό από το διάλυμα στη συγκόλληση.
γ.Συμφωνία: Οι διακυμάνσεις στο πάχος του χρυσού (> ± 0,02μm) δημιουργούν αδύναμα σημεία.

Επιπτώσεις του πάχους του χρυσού στις επιδόσεις

Συναρμολόγηση και συναρμολόγηση: Αποφυγή κοινών παγίδων
Οι βασικές εκτιμήσεις:

α.Αποφυγή του Black Pad: Αυτό το ελάττωμα (βρόχωση του νικελίου κάτω από το χρυσό) συμβαίνει όταν ο χρυσός διεισδύει στα όρια των κόκκων του νικελίου.5) και ελέγχου θερμοκρασίας (85~90°C) κατά την επικάλυψη.
β.Προφίλ επανεξέτασης: Το ENIG λειτουργεί καλύτερα με επανεξέταση χωρίς μόλυβδο (τεμπ 245-260°C).
γ.Επιθεώρηση: Η ακτινογραφία μετά τη συναρμολόγηση και η AOI (Αυτοματοποιημένη Οπτική Επιθεώρηση) ανιχνεύουν κρυμμένα ελαττώματα όπως κενά στις αρθρώσεις BGA, κρίσιμα για τα ιατρικά εμφυτεύματα και τα συστήματα ασφάλειας αυτοκινήτων.

Ακεραιότητα σήματος σε εφαρμογές υψηλής συχνότητας
Το ENIG υπερέχει στα περισσότερα σχέδια υψηλής ταχύτητας, αλλά απαιτεί προσοχή σε:

α.Ελέγχος της παρεμπόδισης: Η αγωγιμότητα του χρυσού (410 S/m) είναι χαμηλότερη από εκείνη του χαλκού, αλλά επαρκής για εφαρμογές 5G (28GHz) και IoT.Διατηρήστε αντίσταση 50Ω (μονοεπίπεδο) ή 100Ω (διαφορετική) με ακριβές πλάτος ίχνη (35mil) και πάχος διηλεκτρικού (46mil).
β.Χάλη σε mmWave: Σε συχνότητες > 60GHz, το στρώμα νικελίου του ENIG® εισάγει μικρή απώλεια σήματος (≈0,5dB/inch περισσότερο από το ασήμι βύθισης). Για συστήματα ραντάρ ή δορυφόρου,Συζητήστε με τον κατασκευαστή σας τις επιλογές για το “δυνατό νικέλιο” ENIG.

Κόστος & Αξία: Αξίζει η ΕΝΙΓ την επένδυση;
Το ENIG έχει υψηλότερα προκαταβολικά έξοδα, αλλά μειώνει μακροπρόθεσμα τα έξοδα:

α.Προωθητικό κόστος: 20~50% υψηλότερο από το HASL, λόγω των τιμών του χρυσού και της πολυπλοκότητας της επικάλυψης.
Β. Συνολικό κόστος ιδιοκτησίας: Λιγότερες μεταποιήσεις (εξαιτίας της καλύτερης συγκολλησιμότητας) και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής του προϊόντος (αντίσταση στη διάβρωση) μειώνουν το κόστος κατά 30% σε 5 έτη σε βιομηχανικές εφαρμογές.

Επιλογή του Δικαίου Κατασκευαστή
Αναζητήστε συνεργάτες με:

α.Πιστοποιητικά: IPC-4552 (πρότυπα χρυσού/νικέλου) και IPC-A-600 τάξης 3 (PCB υψηλής αξιοπιστίας).
β.Ελέγχου διαδικασίας: XRF για το πάχος στρώματος, AOI για ελαττώματα επιφάνειας και δοκιμές θερμικού κύκλου (-40 °C έως 125 °C) για την επικύρωση της αξιοπιστίας.
c.Δυναμίες προσαρμογής: Δυναμία ρύθμισης του πάχους του χρυσού (π.χ. 0,1 μm για καταναλωτικές συσκευές, 0,2 μm για αεροδιαστημικές συσκευές) και υποστήριξη στενών ανοχής (± 0,01 μm).

Ενημερωτικά ερωτήματα
Ε: Μπορεί το ENIG να χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση συρμάτων;
Α: Ναι, τα στρώματα χρυσού 0,15 0,2 μm λειτουργούν καλά για τη σύνδεση σύρματος αλουμινίου σε αισθητήρες και μονάδες ραδιοσυχνοτήτων.

Ε: Πώς λειτουργεί το ENIG σε υγρό περιβάλλον;
Α: Το ENIG είναι καλύτερα ανθεκτικό στην υγρασία από το OSP ή το HASL, καθιστώντας το ιδανικό για τροπικές ή θαλάσσιες εφαρμογές (δοκιμάστηκε σύμφωνα με την IPC-TM-650 2.6.3.7, 95% RH για 1000 ώρες).

Ε: Η ENIG είναι σύμφωνη με το RoHS;
Α: Ναι, η ENIG χρησιμοποιεί νικέλιο και χρυσό χωρίς μόλυβδο, σύμφωνα με τα πρότυπα RoHS 2.0 και REACH.

Συμπεράσματα
Η ENIG είναι η κορυφαία επιλογή για ηλεκτρονικά υψηλής αξιοπιστίας, προσφέροντας απαράμιλλη επίπεδεια, αντοχή στη διάβρωση και συγκόλληση.και σχεδιασμός για την κατασκευήΓια τα έργα όπου η απόδοση και η μακροζωία έχουν σημασία, από τους σταθμούς βάσης 5G έως τις ιατρικές συσκευές που σώζουν ζωές, το ENIG δεν είναι απλώς μια επιφανειακή τελική κατασκευή.Είναι μια επένδυση στην αξιοπιστία..