За останні десятиліття світ електроніки досяг надзвичайного прогресу, і за кожним електронним дивом стоїть друкована плата (PCB). Ці маленькі, але важливі компоненти є основою майже кожного електронного пристрою. Різні типи друкованих плат відповідають різним вимогам, одним типом є друкована плата ENIG.У цьому блозі ми детально розглянемо друковану плату ENIG, розкриємо її характеристики, використання та чим вона відрізняється від інших типів друкованої плати.
1. Що таке іммерсійна золота PCB?
Тут ми детально ознайомимося з друкованими платами ENIG, включно з їхніми компонентами, конструкцією та процесом безелектричного занурення нікелю в золото, який використовується для виробництва. Читачі чітко зрозуміють унікальні особливості, які виділяють друковані плати ENIG.
ENIG — це абревіатура від нікелевого занурювального золотого покриття, що є широко використовуваним методом обробки поверхні у виробництві друкованих плат.Це надійне та економічно ефективне рішення для забезпечення довговічності та продуктивності електронного обладнання. Плати ENIG широко використовуються в таких галузях, як телекомунікації, аерокосмічна промисловість, побутова електроніка та медичне обладнання.
Плати ENIG складаються з трьох основних компонентів: нікелю, золота та бар’єрного шару.Бар’єрний шар зазвичай виготовляється з тонкого шару нікелю без електроліту, нанесеного на мідні доріжки та контактні площадки друкованої плати. Цей шар нікелю діє як дифузійний бар’єр, запобігаючи міграції міді в шар золота під час осадження золота. Після нанесення шару нікелю зверху наноситься тонкий шар золота. Золотий шар забезпечує відмінну електропровідність, довговічність і стійкість до корозії. Він також забезпечує рівень захисту від окислення, забезпечуючи довгострокову продуктивність і надійність друкованої плати.
Процес виробництва ENIG PCB складається з кількох етапів. Спочатку друкована плата обробляється та очищається для видалення забруднень і оксидів з мідної поверхні. Потім друковану плату занурюють у ванну для нікелювання, де в результаті хімічної реакції шар нікелю утворюється на мідних доріжках і контактних площадках. Після того, як нікель осідає, знову промийте та очистіть друковану плату, щоб видалити будь-які залишки хімікатів. Нарешті, друкована плата занурюється в золоту ванну, і тонкий шар золота наноситься на поверхню нікелю за допомогою реакції зміщення. Товщина шару золота може змінюватися залежно від конкретного застосування та вимог. ENIG PCB має кілька переваг перед іншими видами обробки поверхні. Однією з головних переваг є його плоска та однорідна поверхня, яка забезпечує чудову паяність і робить його придатним для процесів складання за технологією поверхневого монтажу (SMT). Золоті поверхні також дуже стійкі до окислення, допомагаючи підтримувати надійні електричні з’єднання з часом.
Ще однією перевагою друкованих плат ENIG є здатність забезпечувати стабільні та послідовні паяні з’єднання.Плоска і гладка поверхня шару золота сприяє хорошому зволоженню і зчепленню в процесі паяння, що забезпечує міцне і надійне паяне з'єднання.
Плати ENIG також відомі своїми чудовими електричними характеристиками та цілісністю сигналу.Шар нікелю діє як бар’єр, запобігаючи дифундії міді в шар золота та зберігаючи електричні властивості схеми. З іншого боку, шар золота має низький контактний опір і відмінну електропровідність, що забезпечує надійну передачу сигналу.
2. Переваги друкованої плати ENIG
Тут ми розглянемо такі переваги друкованих плат ENIG, як чудова здатність до пайки, довговічність, стійкість до корозії та електропровідність. Ці переваги роблять ENIG PCB придатним для широкого спектру застосувань
ENIG PCB або Electroless Nickel Immersion Gold PCB має кілька переваг перед іншими обробками поверхні, що робить його придатним для широкого спектру застосувань в електронній промисловості. Розглянемо деякі з цих переваг більш детально.
Відмінна здатність до пайки:
Плати ENIG чудово піддаються паянню, що робить їх ідеальними для процесів складання за технологією поверхневого монтажу (SMT). Шар золота на верхній частині нікелевого бар'єру забезпечує рівну та однорідну поверхню, сприяючи хорошому зволоженню та зчепленню під час пайки. Це призводить до міцного, надійного паяного з’єднання, що забезпечує загальну цілісність і продуктивність збірки друкованої плати.
Довговічність:
Плати ENIG відомі своєю міцністю та довговічністю. Золотий шар діє як захисне покриття, забезпечуючи певний захист від окислення та корозії. Це гарантує, що друкована плата може витримувати суворі умови навколишнього середовища, включаючи високу вологість, перепади температури та вплив хімічних речовин. Довговічність друкованих плат ENIG означає більшу надійність і довший термін служби, що робить їх придатними для додатків, які вимагають тривалої роботи.
Стійкість до корозії:
Шар нікелю без електричного струму в ENIG PCB створює бар’єр між мідними слідами та шаром золота. Цей бар'єр запобігає міграції міді в золото під час осадження золота. Таким чином, ENIG PCB демонструє чудову корозійну стійкість навіть у корозійних середовищах. Це робить їх ідеальними для застосувань, де друковані плати можуть піддаватися впливу вологи, хімічних речовин або інших корозійних речовин.
Провідність:
Плата ENIG має високу провідність завдяки золотому шару. Золото є чудовим провідником електрики та може ефективно передавати сигнали на друкованій платі. Однорідна золота поверхня також забезпечує низький контактний опір, мінімізуючи будь-яку потенційну втрату або погіршення сигналу. Це робить друковану плату ENIG придатною для додатків, що вимагають високошвидкісної та високочастотної передачі сигналу, наприклад, телекомунікацій, аерокосмічної та споживчої електроніки.
Рівність поверхні:
Плати ENIG мають рівну та однорідну поверхню, що є критичним для послідовного та надійного процесу складання. Плоска поверхня забезпечує рівномірний розподіл паяльної пасти під час трафаретного друку, тим самим покращуючи якість спаювання. Це також полегшує точне розміщення компонентів для поверхневого монтажу, зменшуючи ризик зміщення або короткого замикання. Плоскість поверхні друкованих плат ENIG підвищує загальну ефективність виробництва та забезпечує більш високу якість збірок друкованих плат.
Сумісність з’єднання проводів:
Плати ENIG також сумісні з процесом склеювання проводів, коли делікатні дроти з’єднуються з друкованою платою для створення електричних з’єднань. Золотий шар забезпечує ідеальну поверхню для скріплення дроту, забезпечуючи міцне та надійне з’єднання дроту. Це робить друковані плати ENIG чудовим вибором для застосувань, які вимагають з’єднання проводів, таких як мікроелектроніка, автомобільна електроніка та медичні пристрої.
Відповідність RoHS:
ПХБ ENIG є екологічно чистими та відповідають вимогам Директиви щодо обмеження використання небезпечних речовин (RoHS). Процес осадження ENIG не включає жодних шкідливих речовин, що робить його безпечнішою та екологічнішою альтернативою іншим обробкам поверхні, які можуть містити токсичні речовини.
3. ENIG PCB проти інших типів PCB
Комплексне порівняння з іншими поширеними типами друкованих плат, такими як FR-4, OSP, HASL і Immersion Silver PCB, висвітлить унікальні характеристики, переваги та недоліки кожної друкованої плати.
FR-4 PCB:FR-4 (вогнезахисний 4) є широко використовуваним матеріалом для підкладки друкованої плати. Це епоксидна смола, армована скловолокном, яка відома своїми хорошими електроізоляційними властивостями. FR-4 PCB має такі особливості:
перевага:
Хороша механічна міцність і жорсткість
Відмінна електроізоляція
Економічний і широкодоступний
недолік:
Не підходить для високочастотних застосувань через високі діелектричні втрати
Обмежена теплопровідність
З часом легко вбирає вологу, викликаючи зміни імпедансу та ослаблення сигналу
У додатках, що вимагають високочастотної передачі сигналу, друкована плата ENIG є кращою перед друкованою платою FR-4, оскільки ENIG пропонує кращі електричні характеристики та менші втрати сигналу.
OSP PCB:OSP (Organic Solderability Preservance) — це засіб для обробки поверхні друкованих плат для захисту слідів міді від окислення. OSP PCB має такі особливості:
перевага:
Екологічно чистий і відповідає RoHS
Нижча вартість порівняно з іншими видами обробки поверхні
Добре підходить для гладкості та рівності
недолік:
Відносно низький термін зберігання; захисний шар з часом руйнується
Обмежена стійкість до вологи та агресивного середовища
Обмежений термічний опір
Коли корозійна стійкість, довговічність і подовжений термін служби є критично важливими, перевага віддається друкованій платі ENIG перед друкованою платою OSP завдяки чудовому захисту ENIG від окислення та корозії.
Розпилювач PCB:HASL (Hot Air Solder Leveling) — метод обробки поверхні, за якого
PCB занурюється в розплавлений припій, а потім вирівнюється гарячим повітрям. HASL PCB має такі особливості:
перевага:Економічний і широкодоступний
Хороша спаюваність і компланарність
Підходить для компонентів з наскрізними отворами
недолік:
Поверхня нерівна, і існують потенційні проблеми компланарності
Товсті покриття можуть бути несумісними з компонентами з дрібним кроком
Сприйнятливий до термічного удару та окислення під час пайки оплавленням
Для додатків, які вимагають відмінної паяльності, плоскіших поверхонь, кращої компланарності та сумісності з компонентами з дрібним кроком, друковані плати ENIG є кращими перед друкованими платами HASL.
Імерсійна срібна друкована плата:Імерсійне срібло — це метод обробки поверхні, при якому друковану плату занурюють у срібну ванну, створюючи тонкий шар срібла поверх мідних слідів. Immersion Silver PCB має такі характеристики:
перевага:
Відмінна електропровідність і здатність до пайки
Хороша площинність і компланарність
Підходить для компонентів з дрібним кроком
недолік:
Обмежений термін зберігання через потемніння з часом
Чутливий до використання та забруднення під час складання
Не підходить для застосування при високих температурах
Коли потрібні довговічність, стійкість до корозії та подовжений термін придатності, перевага віддається друкованій платі ENIG перед друкованою платою із занурювального срібла, оскільки ENIG має вищу стійкість до потемніння та кращу сумісність із застосуванням при високих температурах.
4. Застосування друкованої плати ENIG
ENIG PCB (тобто безелектричні нікелеві імерсійні золоті друковані плати) широко використовуються в різних галузях промисловості завдяки численним перевагам перед іншими типами друкованих плат. У цьому розділі досліджуються різні галузі промисловості, в яких використовуються друковані плати ENIG, наголошується на їх важливості в споживчій електроніці, аерокосмічній та оборонній промисловості, медичних пристроях. , і промислова автоматизація.
Побутова електроніка:
Плати ENIG відіграють важливу роль у споживчій електроніці, де критично важливі компактні розміри, висока швидкість і надійність. Вони використовуються в смартфонах, планшетах, ноутбуках, ігрових консолях та інших електронних пристроях. Чудова провідність ENIG і низькі внесені втрати роблять його ідеальним для високочастотних додатків, забезпечуючи більш високу швидкість передачі даних, цілісність сигналу та зниження електромагнітних перешкод. Крім того, друковані плати ENIG забезпечують гарну здатність до пайки, що є вирішальним під час складання складних електронних компонентів.
Аерокосмічна промисловість і оборона:
Аерокосмічна та оборонна промисловість висуває суворі вимоги до електронних систем через суворі умови експлуатації, екстремальні температури та високі стандарти надійності. Плати ENIG широко використовуються в авіоніці, супутникових системах, радіолокаційному обладнанні та електроніці військового класу. Виняткова корозійна стійкість і довговічність ENIG роблять його придатним для тривалого терміну служби в складних умовах. Крім того, рівномірна товщина та площина забезпечують постійну продуктивність і надійність.
Медичне обладнання:
У медичній галузі друковані плати ENIG використовуються в широкому діапазоні застосувань, включаючи системи моніторингу пацієнтів, діагностичне обладнання, обладнання для візуалізації, хірургічні інструменти та імплантовані пристрої. Біологічна сумісність і стійкість до корозії ENIG роблять його придатним для медичних пристроїв, які контактують з рідинами організму або піддаються процесу стерилізації. Крім того, гладка поверхня та здатність до пайки ENIG дозволяють точно з’єднувати та складати складні електронні компоненти в медичних пристроях. автоматизована промисловість:
Плати ENIG широко використовуються в системах промислової автоматизації, включаючи системи керування процесами, робототехніку, електроприводи, джерела живлення та датчики. Надійність і послідовність ENIG роблять його чудовим вибором для промислових застосувань, які потребують безперервної роботи та стійкості до суворих умов. Чудова здатність ENIG до пайки забезпечує надійне з’єднання в умовах високої потужності та високих температур, забезпечуючи необхідну довговічність і стабільність систем промислової автоматизації.
Крім того, друковані плати ENIG використовуються в інших галузях, таких як автомобільна промисловість, телекомунікації, енергетика та пристрої IoT (Інтернет речей).Автомобільна промисловість використовує друковані плати ENIG в автомобільній електроніці, блоках керування двигуном, системах безпеки та розважальних системах. Телекомунікаційні мережі покладаються на друковані плати ENIG для створення базових станцій, маршрутизаторів, комутаторів і комунікаційного обладнання. В енергетичному секторі друковані плати ENIG використовуються в системах виробництва електроенергії, розподільчих системах і системах відновлюваних джерел енергії. Крім того, друковані плати ENIG є невід’ємною частиною пристроїв IoT, з’єднуючи різні пристрої та забезпечуючи обмін даними та автоматизацію.
5. Виробництво та конструювання друкованих плат ENIG
Під час проектування та виробництва друкованих плат ENIG необхідно враховувати кілька важливих факторів, щоб забезпечити оптимальну продуктивність і надійність. Ось деякі ключові вказівки щодо проектування та виробничі процеси, характерні для друкованих плат ENIG:
Дизайн колодки:
Конструкція колодки друкованої плати ENIG має вирішальне значення для забезпечення належної пайки та надійності з’єднання. Колодки мають бути розроблені з правильними розмірами, включаючи ширину, довжину та відстань, для розміщення проводів компонентів і паяльної пасти. Поверхня колодки має бути гладкою та чистою, щоб забезпечити належне зволоження під час процесу пайки.
Ширина доріжки та відстань:
Ширина доріжки та відстань мають відповідати галузевим стандартам і спеціальним вимогам друкованої плати. Забезпечення правильних розмірів може запобігти таким проблемам, як перешкоди сигналу, короткі замикання та електрична нестабільність.
Товщина та однорідність дошки:
Плата ENIG складається з шару нікелю без електролікування та зануреного шару золота. Товщина покриття повинна контролюватися в межах певних допусків, щоб забезпечити рівномірне покриття всієї поверхні друкованої плати. Рівномірна товщина покриття має вирішальне значення для стабільних електричних характеристик і надійних паяних з’єднань.
Нанесення паяльної маски:
Правильне використання паяльної маски має вирішальне значення для захисту слідів друкованої плати та запобігання утворенню паяних перемичок. Паяльну маску слід наносити рівномірно й акуратно, щоб переконатися, що відкрита контактна площадка має необхідний отвір для паяльної маски для пайки компонентів.
Дизайн шаблону паяльної пасти:
Коли для складання компонентів використовується технологія поверхневого монтажу (SMT), трафарети паяльної пасти використовуються для точного нанесення паяльної пасти на контактні площадки друкованої плати. Конструкція трафарету має бути правильно вирівняна з компонуванням контактної площадки та забезпечувати точне нанесення паяльної пасти для забезпечення належного формування паяного з’єднання під час оплавлення.
Перевірка контролю якості:
Під час виробничого процесу важливо здійснювати контроль якості, щоб переконатися, що друкована плата ENIG відповідає необхідним специфікаціям. Ці перевірки можуть включати візуальний огляд, електричні випробування та аналіз паяних з’єднань. Перевірки контролю якості допомагають виявити будь-які проблеми під час виробничого процесу та переконатися, що готова друкована плата відповідає необхідним стандартам.
Сумісність збірки:
Важливо враховувати сумісність обробки поверхні ENIG з різними процесами складання. Паяльність і характеристики оплавлення ENIG повинні бути сумісні з конкретним процесом складання, який використовується. Це включає такі міркування, як вибір паяльної пасти, оптимізація профілю оплавлення та сумісність із процесами безсвинцевого паяння (за наявності).
Дотримуючись цих інструкцій з проектування та виробничих процесів для друкованих плат ENIG, виробники можуть гарантувати, що кінцевий продукт відповідає необхідним стандартам продуктивності та надійності. Важливо тісно співпрацювати з виробниками друкованих плат і партнерами зі складання, щоб відповідати конкретним вимогам і забезпечити успіх процесу виробництва та складання.
6. ENIG PCB FAQ
Що таке ENIG PCB? Що це означає?
ENIG PCB означає Electroless Nickel Immersion Gold Printed Circuit Board. Це широко використовувана обробка поверхні на друкованих платах, яка забезпечує корозійну стійкість, рівність і хорошу паяність.
Які переваги використання ENIG PCB?
Плати ENIG пропонують ряд переваг, включаючи відмінну здатність до пайки, високу електропровідність і стійкість до корозії. Золоте покриття забезпечує шар захисту, що робить його придатним для застосувань, де надійність є критичною.
Є ENIG PCB дорого?
Плати ENIG, як правило, трохи дорожчі порівняно з іншими видами обробки поверхні. Додаткова вартість пов’язана з використанням золота в процесі замочування. Однак переваги та надійність ENIG роблять його першим вибором для багатьох застосувань, виправдовуючи його дещо вищу вартість.
Чи є якісь обмеження щодо використання ENIG PCB?
Хоча друковані плати ENIG мають багато переваг, вони також мають деякі обмеження. Наприклад, золоті поверхні можуть легко зношуватися, якщо піддаватися надмірному механічному навантаженню або зносу. Крім того, ENIG може бути непридатним для застосування з вимогами до високих температур або де використовуються певні агресивні хімічні речовини.
Чи легко купити ENIG PCB?
Так, друковані плати ENIG широко доступні від різних виробників і постачальників друкованих плат. Це звичайні варіанти обробки, і їх можна легко підібрати відповідно до вимог різних проектів. Рекомендуємо уточнювати наявність і терміни доставки у конкретного виробника або постачальника.
Чи можу я переробити або відремонтувати друковану плату ENIG?
Так, друковані плати ENIG можна переробляти або ремонтувати. Проте процес переробки та ремонту ENIG може потребувати особливих міркувань і методів порівняно з іншими методами обробки поверхні. Рекомендується проконсультуватися з досвідченим експертом з ремонту друкованої плати, щоб забезпечити належне поводження та уникнути порушення цілісності золотої поверхні.
Чи можна використовувати ENIG для свинцевого та безсвинцевого паяння?
Так, ENIG можна використовувати з процесами свинцевого та безсвинцевого паяння. Однак дуже важливо забезпечити сумісність із конкретною паяльною пастою та профілем оплавлення, що використовується. Щоб досягти надійних паяних з’єднань під час складання, параметри зварювання повинні бути відповідним чином оптимізовані.
Процес ENIG є надійним і економічно ефективним рішенням для виробників і ентузіастів електроніки. Поєднання тонкого рівномірно нанесеного нікелевого бар’єру та золотого верхнього шару забезпечує оптимальну обробку поверхні для забезпечення довговічності та продуктивності електронних пристроїв. У телекомунікаціях, аерокосмічній промисловості чи побутовій електроніці друковані плати ENIG продовжують відігравати важливу роль у розвитку технологій і формуванні майбутнього електроніки.
Час публікації: 13 вересня 2023 р
Назад
