PCB陶瓷電路板：ENIG 與 ENEPIG綜合比較

在裸露焊盤上涂上金屬/有機(jī)涂層，稱之為表面處理。表面光潔度可保護(hù)銅焊盤免受劃痕和氧化，同時促進(jìn)回流焊爐中的焊接。雖然表面處理有多種類型，但 ENIG 和 ENEPIG 是兩種通用類型。制造商通常將它們用于陶瓷PCB、柔性板和剛?cè)峤Y(jié)合 PCB，以提供高可靠性。與 OSP、HASL、浸錫等相比，ENIG 和 ENEPIG 具有更好的表面光潔度。

如何選擇表面光潔度？

到目前為止，制造商使用更普遍接受的表面處理，如 OSP 或有機(jī)焊接防腐劑、HASL 或熱風(fēng)焊料整平、沉錫、沉金、ENIG 和ENEPIG。這些表面處理中的每一種都有其優(yōu)點和缺點，因此有必要選擇最適合應(yīng)用的一種。選擇表面光潔度需要考慮成本、應(yīng)用環(huán)境、細(xì)間距元件、含鉛或無鉛焊料的使用、操作頻率、保質(zhì)期、抗跌落和抗沖擊性、體積和吞吐量以及熱阻等因素。

隨著PCB趨向于微通孔和更精細(xì)的線路，以及HASL和OSP的缺點，例如平整度和助焊劑消除問題，變得更加突出，對ENIG等表面處理的需求不斷增長。此外，ENEPIG 是對黑色焊盤的改進(jìn)，而黑色焊盤是 ENIG 的主要弱點。

什么是沉金表面處理？

ENIG，即化學(xué)鍍鎳浸金，在電子行業(yè)也稱為化學(xué)金或浸金。這種類型的表面處理提供了兩層金屬層——金層和鎳層——制造商將它們依次沉積在 PCB 焊盤表面上。這種表面光潔度是一種選擇性表面光潔度，這意味著某些特定焊盤可能具有 ENIG 表面光潔度，而其他焊盤可能具有其他類型，例如 OSP、HAL、HASL 或浸錫。制造商分幾個步驟進(jìn)行 ENIG 表面處理：

銅活化

PCB 制造商首先通過清潔來激活銅層。這有助于清除表面上的灰塵和氧化物殘留物。它們還潤濕表面以去除穿孔中殘留的氣體或空氣。下一步是用過氧化物或硫酸對表面進(jìn)行微蝕刻。一些制造商還采用預(yù)浸催化劑來去除氧化殘留物。

化學(xué)鍍鎳

該過程的下一步是在活化的銅表面上涂覆一層鎳。該鎳層充當(dāng)屏障或抑制劑，防止銅表面與任何其他元素發(fā)生反應(yīng)。

沉金

這是該過程的最后一步。制造商將 PCB 浸入混合物中，氧化鎳表面，產(chǎn)生鎳離子并從混合物中還原金。還原后的金形成金屬涂層，保護(hù)鎳表面。金面厚度必須符合規(guī)格。

ENIG 表面處理的優(yōu)點

ENIG 涂層具有許多優(yōu)點，主要是：

● 表面平整度——對于BGA等細(xì)間距元件和其他小形狀元件特別有用。

● 適用于壓接組件— 為電氣測試提供良好的連接。

● 適用于引線接合和邊緣卡連接器。

● 與ENEPIG 相比更便宜。

ENIG 表面處理的缺點

ENIG 涂層也有一些缺點：

● 黑墊— 不受監(jiān)管的鎳和金電鍍工藝的結(jié)果。

●  PCB 涂層厚度可變——由于不受管制的鍍鎳和鍍金工藝造成的。

● 低潤濕性——焊接期間。

什么是 ENEPIG 表面處理？

ENEPIG 是化學(xué)鍍鎳化學(xué)鍍鈀浸金的縮寫。PCB 焊盤表面上的這種類型的金屬涂層具有三層——鎳、鈀和金——制造商一層一層地沉積。除了保護(hù)銅表面免受腐蝕和氧化外，這種類型的表面處理還適用于高密度 SMT 設(shè)計。制造商首先激活銅表面，然后沉積一層化學(xué)鍍鎳，然后沉積一層化學(xué)鍍鈀，最后沉積一層浸金。該過程與他們在 ENIG 過程中遵循的過程有些相似。ENEPIG工藝是在ENIG技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了鈀層而開發(fā)的。

添加鈀涂層可改善PCB 表面保護(hù)。鈀層可防止鎳變質(zhì)并防止與金涂層相互作用?；瘜W(xué)鍍過程中的化學(xué)還原形成鎳和鈀的薄層。最后，金層可以保護(hù)鈀免受元素的影響。

ENEPIG 表面處理的優(yōu)點

● 減少由于鈀的存在而導(dǎo)致的質(zhì)量問題，例如黑墊。

● 優(yōu)良的可焊性和高回流焊階段。

● 提供高度可靠的引線接合能力。

● 支持高密度過孔。

● 滿足小型化的廣泛標(biāo)準(zhǔn)。

● 適用于薄型PCB。

ENEPIG 表面處理的缺點

● 比ENIG 更貴。

● 較厚的鈀層會降低SMT 焊接的效率。

● 更長的潤濕時間。

ENIG 和 ENEPIG 表面處理之間的相似之處

盡管這是兩種不同類型的表面處理，但它們也有一些共同的特征。ENIG 和 ENEPIG 表面處理均采用化學(xué)鍍鎳和沉金。兩者都提供筆直、平坦的焊接表面，使得在 PCB 表面上焊接小型元件變得更加容易。此外，這兩種表面處理均不含鉛，是 PCB 產(chǎn)品的綠色替代品。

ENIG 和 ENEPIG 均提供出色的電氣性能和熱擴(kuò)散性能。使用 ENIG 或 ENEPIG 涂覆 PCB 焊盤表面需要遵循類似的程序。例如，這兩種工藝的啟動都是從銅活化開始，然后是化學(xué)鍍鎳涂層。兩種表面處理的最后一層是沉金。

ENIG 和 ENEPIG 表面處理之間的差異

兩種表面處理之間的主要區(qū)別在于 ENEPIG 中存在鈀層。這層鈀具有高抗氧化性，提高了表面光潔度的電氣性能。然而，與 ENIG 相比，額外的鈀層增加了 ENEPIG 表面處理的成本。

此外，由于焊點可靠性低，導(dǎo)致金線接合的 ENIG 表面光潔度不一致。此外，還需要采取額外的程序來阻止 ENIG 中的鎳腐蝕。對于此類問題，ENIG 表面處理最適合低端電子產(chǎn)品。

選擇 ENIG 或 ENEPIG 的注意事項

1.應(yīng)用

選擇最佳的表面光潔度取決于應(yīng)用和用例。例如，如果應(yīng)用要求 PCB 在高溫環(huán)境下運(yùn)行，則最好使用 ENIG。這是因為 ENIG 表面處理可以承受高溫。

2.成本

這是一個需要考慮的重要因素。例如，如果您正在尋找低成本的表面光潔度，ENIG 可以滿足您的要求。由于 ENEPIG 具有額外的鈀層，因此增加了成本。然而，ENEPIG 比固體金涂層成本更低。

3.平整度

許多傳統(tǒng)的表面光潔度不夠光滑和平坦。這使得安裝具有微小外形尺寸的非常小的 SMT 元件變得困難。對于 BGA 等細(xì)間距元件來說，不光滑的表面也會帶來問題。然而，ENIG 和 ENEPIG 表面光潔度都非常光滑，并在焊盤上形成薄而均勻的層。

4.打線鍵合

ENEPIG 提供了引線鍵合的最佳選擇，因為其表面光潔度具有很強(qiáng)的引線鍵合能力。

5.觸摸界面

ENEPIG 可以毫無問題地處理觸摸界面。

6.ROHS 合規(guī)性

許多傳統(tǒng)的表面處理含有有害物質(zhì)，因此不符合 RoHS 的要求。ENIG 和 ENEPIG 均完全符合 RoHS 要求且無鉛。

7.保質(zhì)期

電路板的保質(zhì)期是一個關(guān)鍵因素。ENIG 和 ENEPIG 表面處理的保質(zhì)期長達(dá)一年。

結(jié)論：

ENIG和 ENEPIG 的現(xiàn)代表面處理高度可靠。它們非常適合高質(zhì)量陶瓷電路板。由于 PCB 不含鉛等任何有害物質(zhì)，因此符合 RoHS 要求。此外，兩種表面處理都為 SMT 安裝提供了非常平坦和水平的表面。然而，ENEPIG 可以滿足使用各種 SMT 封裝的 PCB 的任何額外規(guī)范。ENEPIG 經(jīng)常用于軍事、航空航天和醫(yī)療行業(yè)所需的 PCB。

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【文章來源】：展至科技

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