Świat elektroniki poczynił ogromne postępy w ostatnich dziesięcioleciach, a za każdym cudem elektroniki kryje się płytka drukowana (PCB). Te małe, ale istotne elementy stanowią podstawę niemal każdego urządzenia elektronicznego. Różne typy płytek PCB spełniają różne wymagania, jednym typem jest ENIG PCB.Na tym blogu zagłębimy się w szczegóły PCB ENIG, ujawniając jej charakterystykę, zastosowania i czym różni się od innych typów PCB.
1.Co to jest zanurzeniowa złota płytka PCB?
W tym artykule szczegółowo przyjrzymy się płytkom PCB ENIG, w tym ich komponentom, konstrukcji i procesowi produkcji złota zanurzeniowego w niklu bezprądowym. Czytelnicy z pewnością zrozumieją unikalne cechy, które wyróżniają płytki drukowane ENIG.
ENIG to skrót od bezprądowego niklowania immersyjnego złocenia, które jest powszechnie stosowaną metodą obróbki powierzchni w produkcji płytek PCB.Zapewnia niezawodne i ekonomiczne rozwiązanie zapewniające trwałość i wydajność sprzętu elektronicznego. Płytki PCB ENIG są szeroko stosowane w branżach takich jak telekomunikacja, przemysł lotniczy, elektronika użytkowa i urządzenia medyczne.
Płytki drukowane ENIG składają się z trzech głównych składników: niklu, złota i warstwy barierowej.Warstwa barierowa jest zwykle wykonana z cienkiej warstwy niklu bezprądowego osadzonego na miedzianych ścieżkach i polach PCB. Ta warstwa niklu działa jak bariera dyfuzyjna, zapobiegając migracji miedzi do warstwy złota podczas osadzania złota. Po nałożeniu warstwy niklu na wierzch osadza się cienka warstwa złota. Warstwa złota zapewnia doskonałą przewodność, trwałość i odporność na korozję. Zapewnia również poziom ochrony przed utlenianiem, zapewniając długoterminową wydajność i niezawodność PCB.
Proces produkcji ENIG PCB składa się z kilku etapów. Najpierw płytka PCB jest poddawana obróbce powierzchniowej i czyszczeniu w celu usunięcia zanieczyszczeń i tlenków z powierzchni miedzi. Następnie płytkę PCB zanurza się w kąpieli do bezprądowego niklowania, gdzie w wyniku reakcji chemicznej na miedzianych ścieżkach i podkładkach osadza się warstwa niklu. Po osadzeniu się niklu przepłucz i ponownie wyczyść płytkę PCB, aby usunąć wszelkie pozostałości środków chemicznych. Na koniec płytkę PCB zanurza się w kąpieli złota, a na powierzchnię niklu nakłada się cienką warstwę złota w wyniku reakcji wypierania. Grubość warstwy złota może się różnić w zależności od konkretnego zastosowania i wymagań. ENIG PCB oferuje kilka zalet w porównaniu z innymi metodami obróbki powierzchni. Jedną z głównych zalet jest płaska i jednolita powierzchnia, która zapewnia doskonałą lutowność i sprawia, że nadaje się do procesów montażowych w technologii montażu powierzchniowego (SMT). Złote powierzchnie są również bardzo odporne na utlenianie, co pomaga w utrzymaniu niezawodnych połączeń elektrycznych w miarę upływu czasu.
Kolejną zaletą płytek PCB ENIG jest możliwość zapewnienia stabilnych i spójnych połączeń lutowanych.Płaska i gładka powierzchnia warstwy złota zapewnia dobre zwilżanie i przyczepność podczas procesu lutowania, co skutkuje mocnym i niezawodnym połączeniem lutowniczym.
Płytki drukowane ENIG są również znane ze swoich doskonałych parametrów elektrycznych i integralności sygnału.Warstwa niklu działa jak bariera, zapobiegając przenikaniu miedzi do warstwy złota i utrzymując właściwości elektryczne obwodu. Z drugiej strony warstwa złota charakteryzuje się niską rezystancją styku i doskonałą przewodnością elektryczną, zapewniając niezawodną transmisję sygnału.
2.Zalety PCB ENIG
W tym miejscu zagłębiamy się w zalety płytek PCB ENIG, takie jak doskonała lutowność, trwałość, odporność na korozję i przewodność elektryczna. Te zalety sprawiają, że ENIG PCB nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań
ENIG PCB lub płytka PCB z niklem bezprądowym ma kilka zalet w porównaniu z innymi metodami obróbki powierzchni, dzięki czemu nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań w przemyśle elektronicznym. Przyjrzyjmy się niektórym z tych zalet bardziej szczegółowo.
Doskonała lutowność:
Płytki PCB ENIG charakteryzują się doskonałą lutownością, co czyni je idealnymi do procesów montażu w technologii montażu powierzchniowego (SMT). Warstwa złota na wierzchu bariery niklowej zapewnia płaską i jednolitą powierzchnię, zapewniając dobre zwilżanie i przyczepność podczas lutowania. Rezultatem jest mocne i niezawodne połączenie lutowane, zapewniające ogólną integralność i wydajność zespołu PCB.
Trwałość:
Płytki drukowane ENIG są znane ze swojej trwałości i długowieczności. Warstwa złota działa jak powłoka ochronna, zapewniając stopień ochrony przed utlenianiem i korozją. Gwarantuje to, że płytka PCB wytrzyma trudne warunki środowiskowe, w tym wysoką wilgotność, zmiany temperatury i narażenie na działanie środków chemicznych. Trwałość płytek PCB ENIG oznacza większą niezawodność i dłuższą żywotność, dzięki czemu nadają się do zastosowań wymagających długotrwałej wydajności.
Odporność na korozję:
Bezprądowa warstwa niklu w ENIG PCB tworzy barierę pomiędzy śladami miedzi a warstwą złota. Bariera ta zapobiega migracji miedzi do złota podczas osadzania złota. Dlatego ENIG PCB wykazuje doskonałą odporność na korozję nawet w środowiskach korozyjnych. Dzięki temu idealnie nadają się do zastosowań, w których płytki PCB mogą być narażone na działanie wilgoci, środków chemicznych lub innych czynników korozyjnych.
Przewodność:
ENIG PCB jest wysoce przewodzący dzięki złotej warstwie. Złoto jest doskonałym przewodnikiem prądu elektrycznego i może skutecznie przesyłać sygnały na płytkach PCB. Jednolita złota powierzchnia zapewnia również niską rezystancję styku, minimalizując jakąkolwiek potencjalną utratę lub degradację sygnału. To sprawia, że ENIG PCB nadaje się do zastosowań wymagających szybkiej i wysokiej częstotliwości transmisji sygnału, takich jak telekomunikacja, lotnictwo i elektronika użytkowa.
Płaskość powierzchni:
Płytki PCB ENIG mają płaską i jednolitą powierzchnię, co ma kluczowe znaczenie dla spójnego i niezawodnego procesu montażu. Płaska powierzchnia zapewnia równomierne rozprowadzenie pasty lutowniczej podczas drukowania szablonowego, poprawiając tym samym jakość złącza lutowniczego. Ułatwia także precyzyjne rozmieszczenie elementów do montażu powierzchniowego, zmniejszając ryzyko nieprawidłowego ustawienia lub zwarcia. Płaskość powierzchni płytek PCB ENIG zwiększa ogólną wydajność produkcji i skutkuje wyższą jakością zespołów PCB.
Kompatybilność łączenia drutu:
Płytki PCB ENIG są również kompatybilne z procesem łączenia przewodów, podczas którego delikatne przewody są łączone z płytką PCB w celu wykonania połączeń elektrycznych. Warstwa złota zapewnia bardzo odpowiednią powierzchnię do łączenia przewodów, zapewniając mocne i niezawodne łączenie przewodów. To sprawia, że płytki PCB ENIG są doskonałym wyborem do zastosowań wymagających łączenia przewodów, takich jak mikroelektronika, elektronika samochodowa i urządzenia medyczne.
Zgodność z dyrektywą RoHS:
PCB ENIG są przyjazne dla środowiska i zgodne z dyrektywą o ograniczeniu stosowania substancji niebezpiecznych (RoHS). W procesie osadzania ENIG nie są stosowane żadne szkodliwe substancje, co czyni go bezpieczniejszą i bardziej przyjazną dla środowiska alternatywą dla innych metod obróbki powierzchni, które mogą zawierać substancje toksyczne.
3.PCB ENIG a inne typy PCB
Kompleksowe porównanie z innymi popularnymi typami płytek PCB, takimi jak FR-4, OSP, HASL i Immersion Silver PCB, uwypukli unikalne atrybuty, zalety i wady każdej płytki PCB.
Płytka FR-4:FR-4 (ognioodporny 4) jest szeroko stosowanym materiałem podłoża PCB. Jest to żywica epoksydowa wzmocniona tkanymi włóknami szklanymi, znana ze swoich dobrych właściwości elektroizolacyjnych. PCB FR-4 ma następujące cechy:
korzyść:
Dobra wytrzymałość mechaniczna i sztywność
Doskonała izolacja elektryczna
Ekonomiczne i powszechnie dostępne
niedociągnięcie:
Nie nadaje się do zastosowań o wysokiej częstotliwości ze względu na duże straty dielektryczne
Ograniczona przewodność cieplna
Z biegiem czasu łatwo pochłania wilgoć, powodując zmiany impedancji i osłabienie sygnału
W zastosowaniach wymagających transmisji sygnału o wysokiej częstotliwości, płytka ENIG jest preferowana w porównaniu z płytką PCB FR-4, ponieważ ENIG zapewnia lepszą wydajność elektryczną i mniejsze straty sygnału.
Płyta OSP:OSP (organiczny środek konserwujący do lutowania) to środek do obróbki powierzchni stosowany na PCB w celu ochrony śladów miedzi przed utlenianiem. PCB OSP ma następujące cechy:
korzyść:
Przyjazny dla środowiska i zgodny z dyrektywą RoHS
Niższy koszt w porównaniu do innych metod obróbki powierzchni
Dobry dla gładkości i płaskości
niedociągnięcie:
Stosunkowo krótki okres trwałości; warstwa ochronna z czasem ulega degradacji
Ograniczona odporność na wilgoć i trudne warunki
Ograniczona odporność termiczna
Gdy odporność na korozję, trwałość i wydłużona żywotność są krytyczne, ENIG PCB jest preferowany zamiast OSP PCB ze względu na doskonałą ochronę przed utlenianiem i korozją ENIG.
Płytka PCB w sprayu:HASL (Hot Air Solder Leveling) to metoda obróbki powierzchni, w której
PCB zanurza się w roztopionym lutowiu, a następnie wyrównuje gorącym powietrzem. HASL PCB ma następujące cechy:
korzyść:Ekonomiczne i powszechnie dostępne
Dobra lutowność i współpłaszczyznowość
Nadaje się do elementów z otworami przelotowymi
niedociągnięcie:
Powierzchnia jest nierówna i mogą wystąpić problemy ze współpłaszczyznowością
Grube powłoki mogą nie być kompatybilne z komponentami o drobnej podziałce
Podatne na szok termiczny i utlenianie podczas lutowania rozpływowego
Płytki PCB ENIG są preferowane w porównaniu z płytkami PCB HASL w zastosowaniach wymagających doskonałej lutowalności, bardziej płaskich powierzchni, lepszej współpłaszczyznowości i kompatybilności z komponentami o drobnej podziałce.
Zanurzeniowa srebrna płytka drukowana:Srebro zanurzeniowe to metoda obróbki powierzchni, podczas której płytkę PCB zanurza się w kąpieli srebra, tworząc cienką warstwę srebra na ścieżkach miedzi. Immersion Silver PCB ma następujące cechy:
korzyść:
Doskonała przewodność elektryczna i lutowność
Dobra płaskość i współpłaszczyznowość
Nadaje się do elementów o drobnej podziałce
niedociągnięcie:
Ograniczony okres przydatności do spożycia ze względu na matowienie z upływem czasu
Wrażliwy na manipulację i zanieczyszczenia podczas montażu
Nie nadaje się do zastosowań wysokotemperaturowych
Gdy wymagana jest trwałość, odporność na korozję i dłuższy okres trwałości, preferuje się ENIG PCB zamiast zanurzeniowych srebrnych PCB, ponieważ ENIG ma wyższą odporność na matowienie i lepszą kompatybilność z zastosowaniami wysokotemperaturowymi.
4.Zastosowanie PCB ENIG
ENIG PCB (tj. płytka PCB ENIG zanurzona w złocie bezprądowym) jest szeroko stosowana w różnych gałęziach przemysłu ze względu na różne zalety w porównaniu z innymi typami płytek PCB. W tej sekcji omówiono różne gałęzie przemysłu wykorzystujące płytki ENIG, podkreślając ich znaczenie w elektronice użytkowej, przemyśle lotniczym i obronnym, urządzeniach medycznych i automatyki przemysłowej.
Produkty elektroniki użytkowej:
Płytki drukowane ENIG odgrywają kluczową rolę w elektronice użytkowej, gdzie kluczowe znaczenie mają kompaktowe rozmiary, duża wydajność i niezawodność. Stosowane są w smartfonach, tabletach, laptopach, konsolach do gier i innych urządzeniach elektronicznych. Doskonała przewodność ENIG i niska strata wtrąceniowa sprawiają, że idealnie nadaje się do zastosowań o wysokiej częstotliwości, umożliwiając szybsze przesyłanie danych, integralność sygnału i zmniejszone zakłócenia elektromagnetyczne. Dodatkowo płytki ENIG charakteryzują się dobrą lutownością, co ma kluczowe znaczenie podczas montażu skomplikowanych elementów elektronicznych.
Przemysł lotniczy i obronny:
Przemysł lotniczy i obronny ma rygorystyczne wymagania dotyczące systemów elektronicznych ze względu na trudne warunki pracy, ekstremalne temperatury i wysokie standardy niezawodności. Płytki PCB ENIG są szeroko stosowane w awionice, systemach satelitarnych, sprzęcie radarowym i elektronice klasy wojskowej. Wyjątkowa odporność na korozję i trwałość ENIG sprawiają, że nadaje się on do dłuższej żywotności w trudnych warunkach. Dodatkowo jego jednolita grubość i płaskość zapewniają stałą wydajność i niezawodność.
Sprzęt medyczny:
W medycynie płytki PCB ENIG są wykorzystywane w szerokim zakresie zastosowań, w tym w systemach monitorowania pacjentów, sprzęcie diagnostycznym, sprzęcie do obrazowania, narzędziach chirurgicznych i urządzeniach do wszczepiania. Biokompatybilność i odporność na korozję ENIG sprawiają, że nadaje się on do wyrobów medycznych mających kontakt z płynami ustrojowymi lub poddawanych procesom sterylizacji. Dodatkowo gładka powierzchnia ENIG i możliwość lutowania pozwalają na precyzyjne łączenie i montaż skomplikowanych elementów elektronicznych w urządzeniach medycznych. przemysł zautomatyzowany:
Płytki PCB ENIG są szeroko stosowane w systemach automatyki przemysłowej, w tym w systemach kontroli procesów, robotyce, napędach silnikowych, zasilaczach i czujnikach. Niezawodność i spójność ENIG sprawiają, że jest to doskonały wybór do zastosowań przemysłowych, które wymagają ciągłej pracy i odporności na trudne warunki. Doskonała lutowność ENIG zapewnia niezawodne połączenia w zastosowaniach wymagających dużej mocy i wysokich temperatur, zapewniając niezbędną trwałość i stabilność systemów automatyki przemysłowej.
Dodatkowo płytki PCB ENIG znajdują zastosowanie w innych branżach, takich jak motoryzacja, telekomunikacja, energetyka i urządzenia IoT (Internet of Things).Przemysł motoryzacyjny wykorzystuje płytki PCB ENIG w elektronice pojazdów, sterownikach silnika, systemach bezpieczeństwa i systemach rozrywki. Sieci telekomunikacyjne wykorzystują płytki PCB ENIG do budowy stacji bazowych, routerów, przełączników i sprzętu komunikacyjnego. W sektorze energetycznym płytki PCB ENIG są stosowane w wytwarzaniu energii, systemach dystrybucyjnych i systemach energii odnawialnej. Dodatkowo płytki PCB ENIG stanowią integralną część urządzeń IoT, łącząc różne urządzenia oraz umożliwiając wymianę danych i automatyzację.
5. Uwagi dotyczące produkcji i projektowania PCB ENIG
Projektując i produkując płytki PCB ENIG, należy wziąć pod uwagę kilka ważnych czynników, aby zapewnić optymalną wydajność i niezawodność. Oto kilka kluczowych wytycznych projektowych i procesów produkcyjnych specyficznych dla płytek PCB ENIG:
Konstrukcja podkładki:
Konstrukcja podkładki PCB ENIG ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia prawidłowego lutowania i niezawodności połączenia. Podkładki powinny mieć odpowiednie wymiary, w tym szerokość, długość i odstępy, aby pomieścić przewody komponentów i pastę lutowniczą. Wykończenie powierzchni padu powinno być gładkie i czyste, aby umożliwić prawidłowe zwilżenie podczas procesu lutowania.
Szerokość śladu i odstępy:
Szerokość i odstępy ścieżek powinny być zgodne ze standardami branżowymi i wymaganiami specyficznymi dla PCB. Zapewnienie prawidłowych wymiarów może zapobiec problemom, takim jak zakłócenia sygnału, zwarcia i niestabilność elektryczna.
Grubość i jednorodność płyty:
ENIG PCB składa się z warstwy niklu bezprądowego i warstwy zanurzonego złota. Grubość platerowania powinna być kontrolowana w określonych tolerancjach, aby zapewnić równomierne pokrycie całej powierzchni PCB. Jednolita grubość powłoki ma kluczowe znaczenie dla stałej wydajności elektrycznej i niezawodnych połączeń lutowanych.
Zastosowanie maski lutowniczej:
Właściwe użycie maski lutowniczej ma kluczowe znaczenie dla ochrony śladów PCB i zapobiegania mostkom lutowniczym. Maskę lutowniczą należy nałożyć równomiernie i dokładnie, aby upewnić się, że odsłonięta podkładka ma wymagany otwór maski lutowniczej do lutowania elementów.
Projekt szablonu pasty lutowniczej:
Gdy do montażu komponentów stosowana jest technologia montażu powierzchniowego (SMT), stosuje się szablony pasty lutowniczej w celu dokładnego nałożenia pasty lutowniczej na pola PCB. Konstrukcja szablonu powinna być prawidłowo dopasowana do układu pola i umożliwiać precyzyjne osadzanie pasty lutowniczej, aby zapewnić prawidłowe tworzenie złącza lutowniczego podczas rozpływu.
Kontrola jakości:
Podczas procesu produkcyjnego ważne jest przeprowadzanie kontroli jakości, aby upewnić się, że płytka drukowana ENIG spełnia wymagane specyfikacje. Inspekcje te mogą obejmować kontrolę wzrokową, testy elektryczne i analizę połączeń lutowanych. Kontrole jakości pomagają zidentyfikować wszelkie problemy podczas procesu produkcyjnego i zapewniają, że gotowa płytka PCB spełnia wymagane standardy.
Kompatybilność montażu:
Ważne jest, aby wziąć pod uwagę kompatybilność wykończeń powierzchni ENIG z różnymi procesami montażu. Charakterystyka lutowalności i rozpływu ENIG powinna być zgodna z konkretnym zastosowanym procesem montażu. Obejmuje to takie kwestie, jak wybór pasty lutowniczej, optymalizacja profilu rozpływu i zgodność z procesami lutowania bezołowiowego (jeśli ma to zastosowanie).
Postępując zgodnie z tymi wytycznymi projektowymi i procesami produkcyjnymi płytek PCB ENIG, producenci mogą zapewnić, że produkt końcowy spełnia wymagane standardy wydajności i niezawodności. Ważne jest, aby ściśle współpracować z producentami płytek PCB i partnerami montażowymi, aby spełnić określone wymagania i zapewnić powodzenie procesu produkcji i montażu.
6. Często zadawane pytania dotyczące PCB ENIG
Co to jest ENIG PCB? Co to oznacza?
ENIG PCB to skrót od Electroless Nickel Immersion Gold Printed Circuit Board. Jest to powszechnie stosowana obróbka powierzchni PCB, zapewniająca odporność na korozję, płaskość i dobrą lutowność.
Jakie są korzyści ze stosowania ENIG PCB?
Płytki drukowane ENIG oferują kilka korzyści, w tym doskonałą lutowność, wysoką przewodność elektryczną i odporność na korozję. Złote wykończenie zapewnia warstwę ochronną, dzięki czemu nadaje się do zastosowań, w których niezawodność ma kluczowe znaczenie.
Czy PCB ENIG jest drogie?
PCB ENIG są zwykle nieco droższe w porównaniu do innych metod obróbki powierzchni. Dodatkowy koszt wynika ze złota użytego w procesie namaczania. Jednak zalety i niezawodność oferowane przez ENIG sprawiają, że jest to pierwszy wybór w wielu zastosowaniach, co uzasadnia jego nieco wyższy koszt.
Czy są jakieś ograniczenia w korzystaniu z ENIG PCB?
Chociaż płytki PCB ENIG mają wiele zalet, mają również pewne ograniczenia. Na przykład złote powierzchnie mogą łatwo ulegać zużyciu, jeśli zostaną poddane nadmiernym naprężeniom mechanicznym lub zużyciu. Ponadto ENIG może nie nadawać się do zastosowań o wysokich wymaganiach temperaturowych lub tam, gdzie stosowane są pewne agresywne chemikalia.
Czy ENIG PCB jest łatwo kupić?
Tak, płytki PCB ENIG są powszechnie dostępne u różnych producentów i dostawców płytek PCB. Są to popularne opcje wykańczania i można je łatwo pozyskać, aby dopasować je do różnych wymagań projektu. Zaleca się sprawdzenie dostępności i terminów dostaw u konkretnego producenta lub dostawcy.
Czy mogę przerobić lub naprawić płytkę drukowaną ENIG?
Tak, płytki PCB ENIG można poddać przeróbce lub naprawie. Jednakże proces ponownej obróbki i naprawy ENIG może wymagać specjalnych rozważań i technik w porównaniu z innymi obróbkami powierzchni. Zaleca się skonsultowanie się z doświadczonym ekspertem w dziedzinie przeróbek PCB, aby zapewnić właściwą obsługę i uniknąć naruszenia integralności złotej powierzchni.
Czy ENIG można stosować do lutowania ołowiowego i bezołowiowego?
Tak, ENIG można stosować w procesach lutowania ołowiowego i bezołowiowego. Jednakże niezwykle ważne jest zapewnienie kompatybilności z konkretną pastą lutowniczą i zastosowanym profilem rozpływu. Aby uzyskać niezawodne połączenia lutowane podczas montażu, należy odpowiednio zoptymalizować parametry spawania.
Proces ENIG jest niezawodnym i ekonomicznym rozwiązaniem dla producentów i entuzjastów elektroniki. Połączenie cienkiej, równomiernie osadzonej bariery niklowej i złotej warstwy wierzchniej zapewnia optymalne wykończenie powierzchni, zapewniające trwałość i wydajność urządzeń elektronicznych. Niezależnie od tego, czy chodzi o telekomunikację, lotnictwo czy elektronikę użytkową, płytki PCB ENIG nadal odgrywają kluczową rolę w rozwoju technologii i kształtowaniu przyszłości elektroniki.
Czas publikacji: 13 września 2023 r
Z powrotem
