Finition ENIG ou or dur sur circuits imprimés : quelle finition choisir ?

La différence entre ENIG et or dur Le choix de la finition dépend de l'épaisseur, de la dureté, du procédé de fabrication et de l'usage prévu. L'or par immersion (ENIG) est une fine couche d'or déposée sur du nickel chimique, offrant une finition plane et soudable, idéale pour les circuits imprimés à pas fin. L'or électroplaqué, ou or « dur », est une couche d'or plus épaisse et plus dure, obtenue par électrolyse et conçue pour les surfaces d'usure telles que les contacts et les broches des connecteurs de bord. Il ne s'agit pas de deux finitions concurrentes ; elles répondent à des besoins différents, et de nombreux circuits imprimés utilisent les deux. Ce guide explique chaque finition, son procédé de fabrication et les conditions de choix.

Or par immersion vs plaquage or : principales différences

Les deux finitions consistent à appliquer de l'or sur une couche de nickel déposée sur du cuivre, mais pour des raisons opposées.

• Or d'immersion (ENIG) On utilise une très fine couche d'or principalement pour protéger le nickel et permettre sa soudure. L'or est sacrificiel ; la soudure se lie en réalité au nickel.
• Placage or (or dur) Elle permet de créer une couche d'or plus épaisse et plus dure, capable de résister aux contacts répétés et à l'usure par glissement. Ici, l'or lui-même constitue la surface de travail.

La question « lequel est le meilleur ? » n’a donc pas de réponse générale ; cela dépend de l’application. Une carte composée principalement de pastilles soudées nécessite une finition ENIG, tandis qu’un connecteur de bord de carte requiert une finition plaquée or. Il s’agit dans les deux cas de choix de finition de surface effectués lors de la fabrication. Fabrication de PCB.

Qu'est-ce que l'or d'immersion (ENIG) ?

ENIG signifie « nickel chimique par immersion et or ». Il s'agit d'un revêtement bicouche appliqué sur du cuivre.

La structure en couches

Une couche de nickel chimique est déposée sur le cuivre pour former une barrière et la surface soudable, puis une fine couche d'or par immersion est déposée par-dessus. Cette fine couche d'or protège le nickel de l'oxydation et assure une longue durée de conservation ainsi qu'une bonne soudabilité ; lors du soudage, l'or se dissout et la soudure adhère au nickel.

Pourquoi ENIG est populaire

• Surface plane et coplanaire, excellent pour les composants à pas fin, les BGA et les insertions par pression.
• Bonne soudabilité et longue durée de conservation, avec une finition compatible sans plomb et conforme à la norme RoHS.
• Convient aux panneaux denses, le genre courant dans conceptions haute vitesse et HDI.

Le principal risque à prendre en compte est le « black pad », un problème de corrosion du nickel qui peut survenir en cas de mauvaise maîtrise de la chimie du procédé, entraînant la fragilisation des joints. Un procédé contrôlé permet de l'éviter. Lorsqu'un soudage par fil d'or est nécessaire, une finition spécifique (ENEPIG, qui ajoute une couche de palladium) est souvent utilisée, car la fine couche d'or de l'ENIG n'est pas idéale pour cet usage.

Qu'est-ce que le plaquage or (or dur) ?

Le plaquage or, tel qu'on l'entend lorsqu'on le compare à l'ENIG, est un plaquage électrolytique d'or dur, une couche d'or plus épaisse et plus durable.

La structure en couches

Du nickel électrolytique est déposé sur le cuivre, puis une couche d'or est déposée par électrolyse. Pour les applications soumises à l'usure, il s'agit d'or dur, allié à une petite quantité de cobalt ou de nickel pour le rendre plus dur et plus résistant à l'usure ; son épaisseur est bien supérieure à celle de l'or utilisé pour le nickelage électrolytique.

Là où l'or dur est utilisé

• Doigts de connexion de bord (« doigts en or ») qui se branchent plusieurs fois sur une prise.
• Contacts et interrupteurs qui subissent des glissements ou des accouplements répétés.
• Surfaces d'usure généralement, là où l'or doit physiquement durer.

Du fait de son épaisseur et de son application là où la durabilité est primordiale, l'or dur est plus coûteux et généralement appliqué de manière sélective, uniquement sur les zones de contact, plutôt que sur l'ensemble du circuit imprimé. Un or électrolytique plus tendre et plus pur est utilisé pour le câblage et certains contacts où la dureté n'est pas un critère essentiel.

Procédés de dorure autocatalytique vs électrolytique

Une différence pratique essentielle réside dans la manière dont chaque couche d'or est déposée, ce qui influe sur les éléments pouvant être plaqués.

• ENIG est un procédé chimique sans électrolyse. Le dépôt est une réaction chimique autocatalysée sans courant externe, il se dépose donc uniformément, y compris sur des éléments isolés, sans nécessiter de connexion électrique.
• L'or dur est électrolytique. Ce procédé utilise un courant électrique, les éléments plaqués doivent donc être connectés électriquement, traditionnellement par le biais d'un bus de plaquage ou de barres de liaison, qui peuvent être retirées ultérieurement.

C'est pourquoi la finition ENIG est si pratique pour l'ensemble du circuit imprimé : elle le recouvre uniformément. En revanche, la nécessité d'un chemin électrique pour la dorure dure explique en partie pourquoi elle est généralement réservée à des zones spécifiques comme les contacts de bord. C'est le procédé, et pas seulement la dorure, qui détermine le choix de la finition la plus appropriée.

Comparaison côte à côte : ENIG vs Or dur

Les deux résultats sont parfaitement comparables sur tous les points importants.

Le principe est le même : l’ENIG optimise la surface plane et soudable de la carte, tandis que l’or dur optimise la durabilité physique des contacts. Ils partagent une sous-couche en nickel, mais diffèrent presque entièrement au niveau de la couche supérieure.

Quand utiliser l'ENIG plutôt que l'or dur

Le choix est simple une fois que l'application est claire.

Pour la grande majorité des cartes, dont les surfaces sont constituées de pastilles de soudure, la finition ENIG est la plus appropriée et se prête bien à l'assemblage grâce à sa planéité. L'or dur n'intervient que pour les zones soumises à une usure importante. La finition doit être adaptée à la fonction de chaque surface, un détail précisément confirmé par une examen de la conception.

Finition ENIG et or dur comparée aux autres finitions de circuits imprimés

L'ENIG et l'or dur ne sont que deux des nombreuses finitions possibles, et il est utile de voir où elles se situent parmi les alternatives.

Le HASL est la solution économique par défaut pour les cartes moins exigeantes, mais sa planéité est insuffisante pour les pas les plus fins. L'OSP, l'argent par immersion et l'étain par immersion sont des options plus planes et moins coûteuses, avec leurs propres compromis en termes de durée de conservation et de manipulation. L'ENIG reste la finition plane et soudable de référence pour les pas fins et les BGA, et l'or dur se distingue comme finition résistante à l'usure pour les contacts. Le choix de l'une de ces finitions doit correspondre aux besoins d'assemblage et de maintenance de la carte, confirmés lors de l'étape de fabrication. planification de l'assemblage et réalisé en fabrication.

Utilisation de l'ENIG et de l'or dur sur la même planche

Point essentiel, les deux ne sont pas incompatibles, et un même conseil d'administration utilise souvent les deux.

Une configuration courante consiste à réaliser un traitement ENIG sur l'ensemble des zones soudées, avec une application sélective d'or dur sur les contacts des connecteurs de bord nécessitant une résistance à l'usure. Cette technique offre le meilleur des deux mondes : une surface plane et soudable pour le placement des composants et une surface de contact durable pour le branchement de la carte.

En précisant clairement cela (finition de base ENIG et dorure dure sélective sur les bords mentionnés), le fabricant peut planifier le processus correctement. Il s'agit d'une combinaison courante en production, et son inscription sur le plan évite toute confusion ultérieure. À mesure que les conceptions s'agrandissent, cette même spécification de finition est conservée. assemblage à grand volumeet des cartes soumises à de fortes charges thermiques, telles que ensembles à noyau métallique, suivent toujours la même logique de fin.

L'or par immersion (ENIG) et le plaquage or dur répondent à des besoins différents : l'ENIG offre une finition fine, plane et soudable pour le circuit imprimé, tandis que l'or dur forme une couche épaisse et résistante pour les contacts et les broches. Choisissez la finition la plus adaptée à la fonction de chaque surface, combinez-les lorsque cela s'avère pertinent et indiquez-le clairement sur votre schéma. Pour en savoir plus, consultez la documentation. À propos de Highleap Electronics et nos services de fabrication et d'assemblage.

Questions fréquemment posées

Quelle est la différence entre l'or par immersion et le plaquage or ?

L'or par immersion (ENIG) est une fine couche d'or déposée sur du nickel chimique. Il s'agit d'une finition plane et soudable dont l'or protège principalement le nickel. Le plaquage or (or dur) est une couche d'or plus épaisse et plus dure, obtenue par électrolyse pour une meilleure résistance à l'usure des contacts. Ces deux procédés diffèrent par leur épaisseur, leur dureté, leur fabrication et leur usage, et ne sont pas interchangeables.

La soudure adhère-t-elle réellement à l'or dans l'ENIG ?

Non. Dans le procédé ENIG, la fine couche d'or se dissout dans la brasure lors de la refusion, et la jonction se forme directement sur le nickel sous-jacent. Le rôle de l'or est de protéger le nickel de l'oxydation et d'assurer la durée de conservation et la soudabilité. C'est pourquoi la couche d'or ENIG peut être mince : elle est sacrificielle et non structurelle.

Pourquoi le procédé ENIG est-il préféré pour les cartes à pas fin et les cartes BGA ?

Ce procédé permet d'obtenir une surface parfaitement plane et coplanaire, essentielle pour le placement fiable de composants à pas fin et de BGA. Il offre également une excellente brasure et une longue durée de conservation. Son procédé de dépôt chimique en phase vapeur assure un revêtement uniforme de tous les éléments sans nécessiter de connexion électrique, ce qui en fait une solution idéale pour la finition de l'ensemble de la carte.

Qu’est-ce qu’un « coussinet noir » et dois-je m’en inquiéter ?

Le dépôt noir est un défaut de corrosion du nickel qui peut survenir lors du procédé ENIG si la chimie n'est pas parfaitement maîtrisée, entraînant des joints de soudure fragiles et peu fiables. Il s'agit d'un problème de contrôle du procédé ; un fabricant disposant d'une ligne ENIG contrôlée l'évite. Il est important d'en être conscient, mais cela ne doit pas constituer une raison d'éviter l'ENIG.

Quand ai-je besoin d'or massif plutôt que d'or galvanisé ?

Lorsqu'une surface est soumise à une usure importante, comme les connecteurs de bord fréquemment branchés ou les contacts et interrupteurs qui s'emboîtent et se déverrouillent de manière répétée, l'or dur est plus épais et allié pour une meilleure durabilité. L'or fin utilisé pour l'ENIG s'userait rapidement dans ces conditions ; c'est pourquoi l'or dur est appliqué sélectivement sur les zones de contact.

Une même carte de circuit imprimé peut-elle utiliser à la fois l'électrodéposition (ENIG) et l'or dur ?

Oui, c'est courant. Une carte classique utilise une finition ENIG sur toutes ses zones soudées et une dorure dure sélective sur les contacts de bord nécessitant une résistance à l'usure. Spécifiez l'ENIG comme finition de base, avec une dorure dure sélective sur les contacts concernés, afin que le fabricant puisse planifier le processus correctement.

Pourquoi l'or massif est-il plus cher ?

Ce procédé utilise une couche d'or beaucoup plus épaisse et un procédé électrolytique nécessitant un circuit de dépôt électrique. Il est appliqué là où la durabilité est primordiale. L'épaisseur d'or supplémentaire et les étapes de traitement plus complexes augmentent le coût, c'est pourquoi l'or dur est généralement appliqué sélectivement sur les zones de contact plutôt que sur l'ensemble du circuit imprimé.

Comment ENIG se compare-t-il à HASL ?

Le HASL (revêtement de soudure étain-plomb ou sans plomb) est moins cher, mais laisse une surface irrégulière, ce qui pose problème pour les composants à pas fin et les BGA. L'ENIG offre une finition plane et coplanaire idéale pour ces applications, mais à un coût plus élevé. Pour les cartes simples à pas large, le HASL convient souvent ; pour les circuits imprimés denses à pas fin, l'ENIG est généralement préférable.

Pour les cartes RF haute fréquence, le placage ENIG ou l'or dur est-il préférable ?

Pour les cartes RF soudées, une finition mate comme l'ENIG (ou argenture par immersion) convient généralement, car la planéité et la soudabilité sont primordiales. L'or dur influe sur la résistance à l'usure des contacts et non sur les performances RF ; il est donc utilisé uniquement sur les surfaces d'usure de la carte, comme les contacts de bord. La conception du stratifié et des pistes a un impact bien plus important sur les performances RF que le choix de la finition.