За последние десятилетия мир электроники добился огромного прогресса, и за каждым электронным чудом стоит печатная плата (PCB). Эти небольшие, но важные компоненты являются основой практически каждого электронного устройства. Различные типы печатных плат отвечают разным требованиям, одним из них является печатная плата ENIG.В этом блоге мы углубимся в детали печатной платы ENIG, раскроем ее характеристики, использование и отличие от других типов печатных плат.
1. Что такое печатная плата с иммерсионным золотом?
Здесь мы подробно рассмотрим печатные платы ENIG, включая их компоненты, конструкцию и процесс химического никелирования и иммерсионного золота, используемый для производства. Читатели поймут уникальные особенности, которые выделяют печатные платы ENIG.
ENIG — это аббревиатура химического иммерсионного никелирования, которое является широко используемым методом обработки поверхности при производстве печатных плат.Он обеспечивает надежное и экономичное решение, обеспечивающее долговечность и производительность электронного оборудования. Печатные платы ENIG широко используются в таких отраслях, как телекоммуникации, аэрокосмическая промышленность, бытовая электроника и медицинское оборудование.
Печатные платы ENIG состоят из трех основных компонентов: никеля, золота и барьерного слоя.Барьерный слой обычно состоит из тонкого слоя химического никеля, нанесенного на медные дорожки и площадки печатной платы. Этот слой никеля действует как диффузионный барьер, предотвращая миграцию меди в слой золота во время осаждения золота. После нанесения слоя никеля сверху наносится тонкий слой золота. Слой золота обеспечивает превосходную проводимость, долговечность и устойчивость к коррозии. Он также обеспечивает уровень защиты от окисления, гарантируя долгосрочную работу и надежность печатной платы.
Процесс производства печатной платы ENIG включает в себя несколько этапов. Сначала поверхность печатной платы обрабатывается и очищается для удаления загрязнений и оксидов с медной поверхности. Затем печатную плату погружают в ванну химического никелирования, где в результате химической реакции слой никеля осаждается на медные дорожки и площадки. После осаждения никеля снова промойте и очистите печатную плату, чтобы удалить остатки химикатов. Наконец, печатную плату погружают в золотую ванну, и тонкий слой золота наносится на поверхность никеля посредством реакции смещения. Толщина золотого слоя может варьироваться в зависимости от конкретного применения и требований. ENIG PCB имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами обработки поверхности. Одним из основных преимуществ является его плоская и однородная поверхность, что обеспечивает отличную паяемость и делает его пригодным для процессов сборки по технологии поверхностного монтажа (SMT). Золотые поверхности также обладают высокой устойчивостью к окислению, что помогает сохранять надежные электрические соединения с течением времени.
Еще одним преимуществом печатных плат ENIG является способность обеспечивать стабильные и постоянные паяные соединения.Плоская и гладкая поверхность золотого слоя способствует хорошему смачиванию и адгезии в процессе пайки, в результате чего получается прочное и надежное паяное соединение.
Печатные платы ENIG также известны своими превосходными электрическими характеристиками и целостностью сигнала.Слой никеля действует как барьер, предотвращая диффузию меди в слой золота и сохраняя электрические свойства цепи. С другой стороны, золотой слой имеет низкое контактное сопротивление и отличную электропроводность, что обеспечивает надежную передачу сигнала.
2. Преимущества печатной платы ENIG
Здесь мы углубимся в преимущества печатных плат ENIG, такие как превосходная паяемость, долговечность, коррозионная стойкость и электропроводность. Эти преимущества делают печатную плату ENIG подходящей для широкого спектра применений.
Печатная плата ENIG или печатная плата с химическим никелем и иммерсионным золотом имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами обработки поверхности, что делает ее подходящей для широкого спектра применений в электронной промышленности. Давайте рассмотрим некоторые из этих преимуществ более подробно.
Отличная паяемость:
Печатные платы ENIG обладают превосходной паяемостью, что делает их идеальными для процессов сборки с использованием технологии поверхностного монтажа (SMT). Слой золота поверх никелевого барьера обеспечивает плоскую и однородную поверхность, способствуя хорошему смачиванию и адгезии во время пайки. В результате получается прочное и надежное паяное соединение, обеспечивающее общую целостность и производительность сборки печатной платы.
Долговечность:
Печатные платы ENIG известны своей прочностью и долговечностью. Слой золота действует как защитное покрытие, обеспечивая определенную степень защиты от окисления и коррозии. Это гарантирует, что печатная плата выдержит суровые условия окружающей среды, включая высокую влажность, изменения температуры и воздействие химикатов. Долговечность печатных плат ENIG означает большую надежность и более длительный срок службы, что делает их подходящими для приложений, требующих долгосрочной производительности.
Коррозионная стойкость:
Слой химического никеля в печатной плате ENIG создает барьер между медными дорожками и слоем золота. Этот барьер предотвращает миграцию меди в золото во время осаждения золота. Таким образом, печатная плата ENIG демонстрирует отличную коррозионную стойкость даже в агрессивных средах. Это делает их идеальными для применений, где печатные платы могут подвергаться воздействию влаги, химикатов или других агрессивных агентов.
Проводимость:
Печатная плата ENIG обладает высокой проводимостью благодаря золотому слою. Золото является отличным проводником электричества и может эффективно передавать сигналы на печатные платы. Однородная золотая поверхность также обеспечивает низкое контактное сопротивление, сводя к минимуму любую потенциальную потерю или ухудшение сигнала. Это делает печатную плату ENIG подходящей для приложений, требующих высокоскоростной и высокочастотной передачи сигналов, таких как телекоммуникации, аэрокосмическая промышленность и бытовая электроника.
Плоскостность поверхности:
Печатные платы ENIG имеют плоскую и однородную поверхность, что имеет решающее значение для последовательного и надежного процесса сборки. Плоская поверхность обеспечивает равномерное распределение паяльной пасты при трафаретной печати, тем самым улучшая качество паяного соединения. Это также облегчает точное размещение компонентов для поверхностного монтажа, снижая риск перекоса или короткого замыкания. Плоскостность поверхности печатных плат ENIG повышает общую эффективность производства и приводит к более высокому качеству сборок печатных плат.
Совместимость проводного соединения:
Печатные платы ENIG также совместимы с процессом соединения проводов, при котором тонкие провода прикрепляются к печатной плате для создания электрических соединений. Слой золота обеспечивает очень подходящую поверхность для склеивания проводов, обеспечивая прочное и надежное соединение проводов. Это делает печатные платы ENIG отличным выбором для приложений, требующих соединения проводов, таких как микроэлектроника, автомобильная электроника и медицинские устройства.
Соответствие RoHS:
Печатные платы ENIG экологически безопасны и соответствуют директиве об ограничении использования опасных веществ (RoHS). Процесс нанесения ENIG не содержит вредных веществ, что делает его более безопасной и экологически чистой альтернативой другим обработкам поверхности, которые могут содержать токсичные вещества.
3.Печатная плата ENIG по сравнению с другими типами печатных плат
Всестороннее сравнение с другими распространенными типами печатных плат, такими как печатные платы FR-4, OSP, HASL и Immersion Silver, выделит уникальные свойства, преимущества и недостатки каждой печатной платы.
Печатная плата FR-4:FR-4 (огнестойкий 4) — широко используемый материал подложки печатных плат. Это эпоксидная смола, армированная стеклянными волокнами, известная своими хорошими электроизоляционными свойствами. Печатная плата FR-4 имеет следующие особенности:
преимущество:
Хорошая механическая прочность и жесткость.
Отличная электроизоляция
Экономичен и широко доступен
недостаток:
Не подходит для высокочастотных применений из-за высоких диэлектрических потерь.
Ограниченная теплопроводность
Легко впитывает влагу с течением времени, вызывая изменения импеданса и затухание сигнала.
В приложениях, требующих высокочастотной передачи сигнала, печатная плата ENIG предпочтительнее печатной платы FR-4, поскольку ENIG обеспечивает лучшие электрические характеристики и меньшие потери сигнала.
Плата ОСП:OSP (органический консервант для пайки) – это обработка поверхности печатных плат для защиты следов меди от окисления. Печатная плата OSP имеет следующие особенности:
преимущество:
Экологичность и соответствие RoHS
Более низкая стоимость по сравнению с другими видами обработки поверхности.
Хорошо подходит для гладкости и плоскостности
недостаток:
Сравнительно небольшой срок годности; защитный слой со временем разрушается
Ограниченная устойчивость к влаге и суровым условиям
Ограниченное термическое сопротивление
Когда коррозионная стойкость, долговечность и длительный срок службы имеют решающее значение, печатная плата ENIG предпочтительнее печатной платы OSP из-за превосходной защиты ENIG от окисления и коррозии.
Печатная плата из аэрозольной олова:HASL (выравнивание припоем горячим воздухом) — это метод обработки поверхности, при котором
Печатная плата погружается в расплавленный припой, а затем выравнивается горячим воздухом. Плата HASL имеет следующие особенности:
преимущество:Экономичен и широко доступен
Хорошая паяемость и копланарность
Подходит для компонентов со сквозными отверстиями.
недостаток:
Поверхность неровная, и есть потенциальные проблемы с копланарностью.
Толстые покрытия могут быть несовместимы с компонентами с мелким шагом.
Подвержен термическому удару и окислению во время пайки оплавлением.
Печатные платы ENIG предпочтительнее печатных плат HASL для приложений, требующих превосходной паяемости, более плоских поверхностей, лучшей копланарности и совместимости с компонентами с малым шагом.
Погружная серебряная печатная плата:Иммерсионное серебро — это метод обработки поверхности, при котором печатная плата погружается в серебряную ванну, создавая тонкий слой серебра поверх медных дорожек. Печатная плата Immersion Silver имеет следующие характеристики:
преимущество:
Отличная электропроводность и паяемость.
Хорошая плоскостность и копланарность
Подходит для компонентов с мелким шагом
недостаток:
Ограниченный срок хранения из-за потускнения со временем.
Чувствителен к обращению и загрязнению во время сборки.
Не подходит для применения при высоких температурах.
Когда требуется долговечность, устойчивость к коррозии и длительный срок хранения, печатная плата ENIG предпочтительнее печатной платы из иммерсионного серебра, поскольку ENIG обладает более высокой устойчивостью к потускнению и лучшей совместимостью с высокотемпературными приложениями.
4. Применение печатной платы ENIG
Печатная плата ENIG (т.е. печатная плата с химическим никель-иммерсионным золотом) широко используется в различных отраслях промышленности из-за ее различных преимуществ перед другими типами печатных плат. В этом разделе рассматриваются различные отрасли, использующие печатные платы ENIG, подчеркивая их важность в бытовой электронике, аэрокосмической и оборонной промышленности, медицинских устройствах. и промышленная автоматизация.
Бытовая электроника:
Печатные платы ENIG играют жизненно важную роль в бытовой электронике, где компактный размер, высокая скорость работы и надежность имеют решающее значение. Они используются в смартфонах, планшетах, ноутбуках, игровых приставках и других электронных устройствах. Превосходная проводимость ENIG и низкие вносимые потери делают его идеальным для высокочастотных приложений, обеспечивая более высокую скорость передачи данных, целостность сигнала и снижение электромагнитных помех. Кроме того, печатные платы ENIG обладают хорошей паяемостью, что имеет решающее значение при сборке сложных электронных компонентов.
Аэрокосмическая промышленность и оборона:
Аэрокосмическая и оборонная промышленность предъявляет строгие требования к электронным системам из-за суровых условий эксплуатации, экстремальных температур и высоких стандартов надежности. Печатные платы ENIG широко используются в авионике, спутниковых системах, радиолокационном оборудовании и электронике военного уровня. Исключительная коррозионная стойкость и долговечность ENIG делают его пригодным для длительного срока службы в сложных условиях. Кроме того, его равномерная толщина и плоскостность обеспечивают стабильную производительность и надежность.
Медицинское оборудование:
В медицинской сфере печатные платы ENIG используются в широком спектре приложений, включая системы мониторинга пациентов, диагностическое оборудование, оборудование для визуализации, хирургические инструменты и имплантируемые устройства. Биосовместимость и коррозионная стойкость ENIG делают его пригодным для медицинских устройств, которые контактируют с жидкостями организма или подвергаются процессам стерилизации. Кроме того, гладкая поверхность и возможность пайки ENIG позволяют точно соединять и собирать сложные электронные компоненты в медицинских устройствах. автоматизированная промышленность:
Печатные платы ENIG широко используются в системах промышленной автоматизации, включая системы управления технологическими процессами, робототехнику, приводы двигателей, источники питания и датчики. Надежность и стабильность ENIG делают его отличным выбором для промышленного применения, требующего непрерывной работы и устойчивости к суровым условиям окружающей среды. Превосходная паяемость ENIG обеспечивает надежные соединения при высокой мощности и высоких температурах, обеспечивая необходимую долговечность и стабильность для систем промышленной автоматизации.
Кроме того, печатные платы ENIG используются в других отраслях, таких как автомобилестроение, телекоммуникации, энергетика и устройства IoT (Интернет вещей).Автомобильная промышленность использует печатные платы ENIG в автомобильной электронике, блоках управления двигателем, системах безопасности и развлекательных системах. Телекоммуникационные сети используют печатные платы ENIG для создания базовых станций, маршрутизаторов, коммутаторов и коммуникационного оборудования. В энергетическом секторе печатные платы ENIG используются в системах производства электроэнергии, системах распределения и системах возобновляемой энергетики. Кроме того, печатные платы ENIG являются неотъемлемой частью устройств Интернета вещей, соединяя различные устройства и обеспечивая обмен данными и автоматизацию.
5. Особенности изготовления и проектирования печатных плат ENIG
При проектировании и производстве печатных плат ENIG необходимо учитывать несколько важных факторов, чтобы обеспечить оптимальную производительность и надежность. Вот некоторые ключевые рекомендации по проектированию и производственным процессам, характерным для печатных плат ENIG:
Дизайн колодки:
Конструкция контактных площадок печатной платы ENIG имеет решающее значение для обеспечения правильной пайки и надежности соединения. Контактные площадки должны иметь правильные размеры, включая ширину, длину и расстояние, для размещения выводов компонентов и паяльной пасты. Поверхность контактной площадки должна быть гладкой и чистой, чтобы обеспечить необходимое смачивание во время процесса пайки.
Ширина и интервал трассировки:
Ширина и расстояние между дорожками должны соответствовать отраслевым стандартам и конкретным требованиям печатной платы. Обеспечение правильных размеров может предотвратить такие проблемы, как помехи сигнала, короткие замыкания и электрическая нестабильность.
Толщина и однородность доски:
Печатная плата ENIG состоит из слоя химического никеля и слоя погруженного золота. Толщина покрытия должна контролироваться в пределах определенных допусков, чтобы обеспечить равномерное покрытие всей поверхности печатной платы. Равномерная толщина покрытия имеет решающее значение для стабильных электрических характеристик и надежных паяных соединений.
Применение паяльной маски:
Правильное использование паяльной маски имеет решающее значение для защиты следов печатной платы и предотвращения образования паяных перемычек. Паяльную маску следует наносить равномерно и аккуратно, чтобы на открытой площадке было необходимое отверстие для паяльной маски для пайки компонентов.
Дизайн шаблона паяльной пасты:
Когда для сборки компонентов используется технология поверхностного монтажа (SMT), для точного нанесения паяльной пасты на площадки печатной платы используются трафареты для паяльной пасты. Конструкция трафарета должна правильно совпадать с расположением контактной площадки и обеспечивать точное нанесение паяльной пасты, чтобы обеспечить правильное формирование паяного соединения во время оплавления.
Проверка контроля качества:
В процессе производства важно проводить проверки контроля качества, чтобы гарантировать, что печатная плата ENIG соответствует требуемым спецификациям. Эти проверки могут включать визуальный осмотр, электрические испытания и анализ паяных соединений. Проверки контроля качества помогают выявить любые проблемы в процессе производства и гарантировать, что готовая печатная плата соответствует требуемым стандартам.
Совместимость сборки:
Важно учитывать совместимость отделки поверхности ENIG с различными процессами сборки. Характеристики паяемости и оплавления ENIG должны быть совместимы с конкретным используемым процессом сборки. Сюда входят такие факторы, как выбор паяльной пасты, оптимизация профиля оплавления и совместимость с процессами бессвинцовой пайки (если применимо).
Следуя этим рекомендациям по проектированию и производственным процессам печатных плат ENIG, производители могут гарантировать, что конечный продукт соответствует требуемым стандартам производительности и надежности. Важно тесно сотрудничать с производителями печатных плат и партнерами по сборке, чтобы удовлетворить конкретные требования и обеспечить успех процесса производства и сборки.
6. Часто задаваемые вопросы по печатной плате ENIG
Что такое печатная плата ENIG? Что это означает?
ENIG PCB означает печатную плату с химическим никель-иммерсионным золотом. Это широко используемый метод обработки поверхности печатных плат, обеспечивающий коррозионную стойкость, плоскостность и хорошую паяемость.
Каковы преимущества использования печатной платы ENIG?
Печатные платы ENIG обладают рядом преимуществ, включая превосходную паяемость, высокую электропроводность и устойчивость к коррозии. Золотая отделка обеспечивает уровень защиты, что делает его пригодным для применений, где надежность имеет решающее значение.
Плата ENIG дорогая?
Печатные платы ENIG, как правило, немного дороже по сравнению с другими видами обработки поверхности. Дополнительные затраты связаны с использованием золота в процессе замачивания. Однако преимущества и надежность, предлагаемые ENIG, делают его лучшим выбором для многих приложений, что оправдывает его несколько более высокую стоимость.
Есть ли какие-либо ограничения на использование печатной платы ENIG?
Хотя печатные платы ENIG имеют множество преимуществ, они также имеют некоторые ограничения. Например, золотые поверхности могут легко изнашиваться, если подвергаются чрезмерному механическому напряжению или износу. Кроме того, ENIG может не подходить для применений, требующих высоких температур или использования некоторых агрессивных химикатов.
Легко ли купить печатную плату ENIG?
Да, печатные платы ENIG широко доступны у различных производителей и поставщиков печатных плат. Это распространенные варианты отделки, и их можно легко подобрать в соответствии с различными требованиями проекта. Рекомендуется уточнять наличие и сроки поставки у конкретного производителя или поставщика.
Могу ли я переделать или отремонтировать печатную плату ENIG?
Да, печатные платы ENIG можно перерабатывать или ремонтировать. Однако процесс доработки и ремонта ENIG может потребовать особых условий и методов по сравнению с другими видами обработки поверхности. Рекомендуется проконсультироваться с опытным специалистом по ремонту печатных плат, чтобы обеспечить правильное обращение и избежать нарушения целостности золотой поверхности.
Можно ли использовать ENIG для пайки со свинцом и без свинца?
Да, ENIG можно использовать при пайке с использованием свинца и бессвинца. Однако очень важно обеспечить совместимость с конкретной используемой паяльной пастой и профилем оплавления. Для достижения надежных паяных соединений при сборке необходимо соответствующим образом оптимизировать параметры сварки.
Процесс ENIG — надежное и экономичное решение для производителей и любителей электроники. Комбинация тонкого, равномерно нанесенного никелевого барьера и верхнего слоя золота обеспечивает оптимальную чистоту поверхности, гарантирующую долговечность и производительность электронных устройств. Будь то телекоммуникации, аэрокосмическая промышленность или бытовая электроника, печатные платы ENIG продолжают играть жизненно важную роль в развитии технологий и формировании будущего электроники.
Время публикации: 13 сентября 2023 г.
Назад
