ENEPIG در تولید PCB: راهنمای جامع این پرداخت سطح ممتاز

ENEPIG (کوتاه از الکترولس نیکل الکترولس پالادیوم غوطه ور شدن طلا) به عنوان یک استاندارد طلا در PCB سطح پایان یافته است، با ارزش برای همه کاره، قابلیت اطمینان،و عملکرد در برنامه های کاربردی سختبرخلاف فرش های ساده تر مانند HASL یا OSP، ENEPIG سه لایه فلز را ترکیب می کند تا قابلیت جوش، قدرت اتصال سیم و مقاومت در برابر خوردگی را ارائه دهد.که آن را در صنایع از هوافضا تا دستگاه های پزشکی ضروری می کند..

این راهنما توضیح می دهد که ENEPIG چیست، چگونه استفاده می شود، مزایای آن نسبت به سایر پوشش ها و جایی که درخشانتر می درخشد.این که آیا شما در حال طراحی یک PCB با قابلیت اطمینان بالا برای یک ماهواره یا یک صفحه فشرده برای یک ایمپلنت پزشکی هستید، درک ENEPIG به شما کمک می کند تا تصمیمات آگاهانه ای در مورد فرش های سطحی بگیرید.

نکات کلیدی
1.ENEPIG یک پایان سطح چند لایه ای (نیکل + پالادیوم + طلا) است که در قابلیت جوش ، اتصال سیم و مقاومت در برابر خوردگی از پایان تک لایه یا ساده تر بهتر است.
2این مشکلاتی را که در ENIG رایج است از بین می برد و نرخ شکست های میدان را در کاربردهای حیاتی 40٪ کاهش می دهد.
3.ENEPIG هم از جوش و هم از اتصال سیم بدون سرب پشتیبانی می کند و این امر آن را برای PCB های مخلوط در ارتباطات، هوافضا و دستگاه های پزشکی ایده آل می کند.
4در حالی که گران تر از HASL یا OSP (2 × 3 برابر قیمت) است، ENEPIG با افزایش طول عمر PCB به 24 ماه و کاهش کار مجدد، کل هزینه های مالکیت را کاهش می دهد.

ENEPIG چیست؟
ENEPIG یک پایان سطح اختصاصی است که به پد های PCB برای محافظت از مس ، امکان جوش و پشتیبانی از اتصال سیم اعمال می شود. نام آن منعکس کننده ساختار سه لایه آن است:

1.نیکل بدون برق: یک لایه 3μ6μm که به عنوان یک مانع عمل می کند، جلوگیری از انتشار مس به لایه های بعدی و ارائه مقاومت در برابر خوردگی.
2پالادیوم بدون الکترو: یک لایه 0.1μ 0.2μm که قابلیت جوش را افزایش می دهد، اکسیداسیون نیکل را مسدود می کند و چسبندگی پیوندهای سیم را بهبود می بخشد.
3طلا غوطه ور: یک لایه نازک 0.03 ‰ 0.1μm که از پالادیوم در برابر لکه دار شدن محافظت می کند ، سطح جفت گیری صاف را تضمین می کند و اتصال سیم قابل اعتماد را امکان پذیر می کند.

این ترکیب یک پایان کار را ایجاد می کند که در عملکرد مکانیکی و الکتریکی برجسته است، و نقاط ضعف در پایان کار قدیمی مانند ENIG (معمولا به پد سیاه) و HASL (سطح های نابرابر) را برطرف می کند.

نحوه استفاده از ENEPIG: فرآیند تولید
استفاده از ENEPIG نیاز به دقت و کنترل دقیق فرآیند برای اطمینان از لایه های یکنواخت و عملکرد بهینه دارد.
1آماده سازی سطح
PCB برای حذف اکسید ها، روغن ها و آلایندهایی که ممکن است مانع چسبندگی شوند، تمیز می شود. این شامل:

a.میکرو-حفر: حفر اسیدی سبک برای خشکی سطوح مس، بهبود چسبندگی نیکل.
ب.فعال سازی: یک کاتالیزور مبتنی بر پالادیوم برای شروع رسوب نیکل بدون الکترو استفاده می شود.

2. تثبیت نیکل بدون الکترو
PCB در یک حمام نیکل (معمولا سولفات نیکل) در 85 ≈ 90 درجه سانتیگراد غوطه ور می شود. بدون برق خارجی، یون های نیکل به صورت شیمیایی کاهش می یابند و بر روی مس قرار می گیرند،که یک لایه یکنواخت 3μ6μm را تشکیل می دهداين لايه:

a. مس را از مهاجرت به مفاصل جوش (که باعث شکنندگی می شود) جلوگیری می کند.
ب.بنیاد قوی برای لایه های بعدی فراهم می کند.

3فعال کردن پالاديوم
لایه نیکل برای مدت کوتاهی در یک اسید ضعیف غوطه ور می شود تا اکسید ها را از بین ببرد، اطمینان از چسبندگی مناسب برای مرحله بعدی.

4. تثبیت پالادیوم بدون الکترو
PCB در حمام پالادیوم (کلورید پالادیوم) در 60 ٪ 70 ° C وارد می شود. مانند نیکل ، پالادیوم بدون برق قرار می گیرد و یک لایه 0.1 ٪ 0.2μm را تشکیل می دهد که:

a.از اکسید شدن نیکل جلوگیری می کند (که باعث خراب شدن قابلیت جوش می شود).
b.به عنوان یک مانع بین نیکل و طلا عمل می کند و از ترکیبات بین فلزی شکننده اجتناب می کند.

5. سپرده گذاری طلا غوطه ور
در نهایت، PCB در حمام طلا (سیانید طلا) در 40 ~ 50 ° C غوطه ور می شود. یون های طلا اتم های پالادیوم را جابجا می کنند و یک لایه نازک 0.03 ~ 0.1μm تشکیل می دهند که:

a. لایه های زیرین را از لکه برداری محافظت می کند.
b. یک سطح صاف و رسانا برای جوش و اتصال سیم ایجاد می کند.

6شستشو و خشک کردن
مواد شیمیایی اضافی شسته می شوند و PCB با هوا گرم خشک می شود تا از لکه های آب جلوگیری شود و یک پایان تمیز و یکنواخت باقی بماند.

مزیت های ENEPIG در مقایسه با سایر پوشش ها
ENEPIG در زمینه های کلیدی از پایان های سنتی فراتر می رود، و این باعث می شود که آن را برای برنامه های کاربردی با قابلیت اطمینان بالا انتخاب کنید:
1. قابل سولدر شدن بهتر
کار با جوش های بدون سرب (SAC305) و آلیاژ های سنتی قلع و سرب، با خیس شدن سریعتر (≤1 ثانیه) در مقایسه با ENIG (1.5 ٪2 ثانیه).
جلوگیری از مشکلات "پد سیاه" (یک ترکیب شکننده نیکل-طلای که باعث شکست مفاصل جوش می شود) ، یک مشکل رایج در ENIG.

2. پيوند سيم قوي
لایه طلایی یک سطح ایده آل برای اتصال سیم فوق صوتی (معمول در طرح های تراشه بر روی صفحه) را فراهم می کند ، با قدرت کشش 30٪ بالاتر از ENIG.
از هر دو سیم طلا و آلومینیوم پشتیبانی می کند، برخلاف HASL (که با آلومینیوم مبارزه می کند).

3مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی
انبار نیکل-پالادیوم-طلای در برابر رطوبت، اسپری نمک و مواد شیمیایی صنعتی مقاوم است و از OSP (که در محیط های مرطوب تخریب می شود) و HASL (معرض به ریش قلع) بهتر است.
از 1000 ساعت تست اسپری نمک (ASTM B117) عبور می کند که برای برنامه های هوافضا و دریایی بسیار مهم است.

4مدت زمان نگهداری طولانی
قابلیت سولدر شدن را برای 24+ ماه حفظ می کند، در مقایسه با 6~12 ماه برای OSP و HASL. این باعث کاهش ضایعات PCB های منقضی شده می شود.

5سازگاری با مونتاژ مخلوط
در PCB ها با هر دو قطعات سطح (SMT) و سوراخ، برخلاف OSP (که با جوش موج مبارزه می کند) به طور یکپارچه کار می کند.

ENEPIG در مقابل سایر سطوح: مقایسه

کاربردهایی که ENEPIG در آنها درخشان است
ترکیب منحصر به فرد ENEPIG از عملکرد و قابلیت اطمینان آن را در صنایع با الزامات سخت ضروری می کند:
1هوافضا و دفاع
ماهواره ها و هواپیمایی: مقاومت در برابر خوردگی و ثبات دمایی (-55 °C تا 125 °C) ENEPIG® اطمینان حاصل می کند که PCB ها در محیط های پرتاب و فضا زنده می مانند.ناسا از ENEPIG در سیستم های ارتباطات ماهواره ای برای 24 ماه دوام و قدرت اتصال سیم استفاده می کند.
رادیوهای نظامی: مقاومت در برابر ارتعاش (20G +) و رطوبت (95% RH) ، حفظ یکپارچگی سیگنال در شرایط میدان نبرد.

2دستگاه های پزشکی
ایمپلنت ها: دستگاه های تقویت ضربان قلب و تحریک اعصاب به سازگاری زیستی ENEPIG (ISO 10993) و مقاومت در برابر خوردگی در مایعات بدن تکیه می کنند.
تجهیزات تشخیصی: ENEPIG ارتباطات قابل اعتماد را در دستگاه های MRI و تحلیلگر خون تضمین می کند، جایی که وقفه مراقبت از بیمار را به خطر می اندازد.

3مخابرات و 5G
ایستگاه های پایه 5G: از سیگنال های 28GHz mmWave با از دست دادن ورودی کم پشتیبانی می کند که برای نرخ داده های چند گیگابیت حیاتی است.
سوئیچ های مرکز داده: باعث می شود که گیرنده های 100Gbps با تراکم بالا با مقاومت ثابت (50Ω ± 5٪) فعال شوند.

4الکترونیک خودرو
سیستم های ADAS: PCB های رادار و LiDAR از ENEPIG برای مقاومت در برابر دمای زیر هود (150 ° C) و ارتعاش جاده استفاده می کنند و هشدارهای غلط را در سیستم های جلوگیری از برخورد کاهش می دهند.
ماژول های شارژ EV: در برابر خوردگی مایعات باتری مقاومت می کند و اتصال های امن و طولانی مدت را تضمین می کند.

افسانه های رایج در مورد ENEPIG
افسانه: ENEPIG برای اکثر پروژه ها بیش از حد گران است.
واقعیت: ENEPIG اگرچه در ابتدا گران تر است، اما هزینه های بازکاری را در تولید حجم بالا 40٪ کاهش می دهد و در کاربردهای حیاتی از نظر هزینه موثر است.
افسانه: ENIG برای اتصال سیم هم خوب است.
واقعیت: لایه پالادیوم ENEPIG از اکسیداسیون نیکل جلوگیری می کند و در نتیجه در آزمایش های پیری تسریع شده 30٪ پیوندهای سیم قوی تر از ENIG است.
c. افسانه: HASL برای جوش بدون سرب کار می کند.
واقعیت: سطح ناهموار HASL باعث ایجاد پل در BGA های 0.4mm می شود، مشکلی که ENEPIG با پایان مسطح خود حل می کند.

سوالات عمومی
س: آیا ENEPIG می تواند با جوش های بدون سرب و قلع سرب استفاده شود؟
A: بله ‬ENEPIG با تمام آلیاژ های جوش سازگار است، که آن را برای PCB های ترکیبی ایده آل می کند.

سوال: ENEPIG چگونه از پوشه سیاه جلوگیری می کند؟
A: لایه پالادیوم به عنوان یک مانع بین نیکل و طلا عمل می کند، از تشکیل بین فلزات شکننده نیکل-طلای جلوگیری می کند که باعث ایجاد پد سیاه در ENIG می شود.

س: آیا ENEPIG برای PCB های فرکانس بالا مناسب است؟
A: کاملاً سطح صاف آن (Ra <0.1μm) از دست دادن سیگنال را در 28GHz + به حداقل می رساند و از HASL (Ra 1 ¢ 2μm) برتر است.

سوال: حداقل مقدار سفارش برای ENEPIG چیست؟
A: اکثر تولید کنندگان سفارشات کوچک به عنوان 10 واحد را قبول می کنند، اگر چه هزینه ها به طور قابل توجهی برای 1000 واحد کاهش می یابد.

س: ENEPIG چگونه با چرخه حرارتی مقابله می کند؟
A: این بیش از 1000 چرخه (-40 درجه سانتیگراد تا 125 درجه سانتیگراد) را بدون لایه کشی زنده می دارد، که آن را برای استفاده اتومبیل و صنعتی ایده آل می کند.

نتیجه گیری
ENEPIG استانداردی جدید برای پایان سطح PCB، ارائه ترکیبی نادر از soldability، سیم پیوند قدرت، و مقاومت در برابر خوردگی را تعیین کرده است.عملکرد آن در کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا ٬ از هوافضا تا دستگاه های پزشکی ٬ سرمایه گذاری را با کاهش خرابی ها توجیه می کند، طول عمر را افزایش می دهد و طراحی هایی را که پایان های قدیمی نمی توانند پشتیبانی کنند، امکان پذیر می کند.

به عنوان الکترونیک کمپکت تر و سخت گیرانه تر می شود، ENEPIG همچنان یک فناوری حیاتی خواهد بود، شکاف بین عملکرد و قابلیت اطمینان را برطرف می کند.انتخاب ENEPIG فقط یک مسئله مشخصات نیست بلکه یک تعهد به کیفیت است که در دراز مدت سود می دهد.