ENIG PCB sirtini tugatish bo'yicha keng qamrovli qo'llanma

Kirish

Bosilgan elektron platalar (PCB) iste'molchi elektronikasidan tortib yuqori darajadagi telekommunikatsiya va aerokosmik dasturlargacha bo'lgan mahsulotlarda elektron komponentlarni o'rnatish va bir-biriga ulash uchun asos bo'lib xizmat qiladi. PCBlardagi mis yostiqchalari va izlari atrof-muhit ta'siriga uchraganda osongina oksidlanadi, bu esa lehimlanishni jiddiy ravishda pasaytiradi va vaqt o'tishi bilan mahsulot ishonchliligini pasaytiradi. Shuning uchun, mis xususiyatlarini oksidlanishdan himoya qilish va lehimlanishni yaxshilash uchun PCBlarda metall sirt qoplamalari odatda qo'llaniladi.

Elektrosiz nikelli oltin (ENIG) bugungi kunda ishlatiladigan eng mashhur va ko'p qirrali PCB sirt qoplamalaridan biridir. Bu tengsiz korroziyaga va oksidlanishga chidamliligi bilan birga mukammal lehimlilikni ta'minlaydi. Ushbu maqola ENIG texnologiyasi va uning PCBlarni oksidlanishdan himoya qilish va ishonchli uzoq muddatli lehim qobiliyatini saqlab qolish uchun qo'llanilishi haqida chuqur ma'lumot beradi.

ENIG PCB Surface Finish nima?

ENIG mis yostiqchalar va bosilgan elektron plataning izlari ustida elektrsiz nikel qoplamasi ustiga yupqa cho'milish oltin qatlamini cho'ktirishni anglatadi. Bu ikki qatlamli metall qoplama bo'lib, u nikel va oltinning xossalarini tenglikni qo'llab-quvvatlaydigan mis yuzalarni himoya qiladi.

ENIG tugatishning asosiy xususiyatlari:

• Qalinligi taxminan 3-6 mkm bo'lgan elektrsiz nikel taglik qatlami birinchi navbatda avtokatalitik kimyoviy reaksiya orqali PCB misiga yotqiziladi.
• Shundan so'ng galvanik siljish reaktsiyasi orqali nikel qatlami ustiga 0.03-0.15 mkm qalinlikdagi yupqa cho'milish oltin ustki qatlami qo'yiladi.
• Oraliq nikel qatlami mis uchun diffuziya to'sig'i vazifasini bajaradi va shuningdek, barqaror, lehimlanadigan metall poydevorni ta'minlaydi.
• Tashqi oltin qatlami nikel qatlamining oksidlanishini oldini olishga xizmat qiladi va uzoq vaqt davomida mukammal lehimlilikni saqlaydi.
• Ikki qatlamli ENIG qoplamasi oksidlanish va korroziyaga samarali qarshilik ko'rsatadi, bu PCB populyatsiyasi va lehimlashdan oldin uzoq umr ko'rishni ta'minlaydi. Cho'milish oltin qatlami, shuningdek, hech qanday namlash muammosisiz yuqori ishonchli lehim birikmalarining shakllanishiga yordam beradi.

Korroziyaga chidamlilik va ajoyib lehim qobiliyatining bu kombinatsiyasi ENIG-ni turli xil ilovalarda PCBlar uchun eng ko'p qirrali va ishonchli sirt qoplamalaridan biriga aylantiradi.

Elektrsiz nikelli oltin (ENIG) qoplamasi uchun jarayon bosqichlari

ENIG qoplama jarayoni ENIG qoplamasini tashkil etuvchi ikkita metall qatlam cho'kmasini hosil qilish uchun ketma-ket bajariladigan bir necha bosqichlarni o'z ichiga oladi:

Yuzaki tayyorlash

Ushbu birinchi bosqich yog'lar, oksidlar va qoplamaning yopishishiga to'sqinlik qiladigan sirt plyonkalarini olib tashlash uchun PCBning mis xususiyatlarini yaxshilab tozalash va tozalashni o'z ichiga oladi:

• Ishqoriy tozalash – Bu detarjan eritmalari yordamida zarrachalar, yog'lar va organik ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlaydi.
• Mikroetlash – Oltingugurt kislotasi/vodorod peroksid kabi oqartirgichga tez cho‘milish mis yuzasini qo‘pol qiladi va misning mayda ustki qatlamini olib tashlaydi, bu esa qoplamaning yopishishini yaxshilaydi.
• Kislota suvi – Ushbu qadam oldingi jarayon bosqichlarida qolishi mumkin bo'lgan qoldiq oksidlar, sirt plyonkalari yoki laklangan eritma qoldiqlarini olib tashlaydi.

Katalizatsiya

Ushbu qadam keyingi elektrsiz nikel qoplamasiga tayyorgarlik ko'rish uchun PCB mis sirtlarini faollashtiradi:

• Palladiy xlorid komplekslarini o'z ichiga olgan suyultirilgan suvli eritma palladiy katalizator zarralarining yupqa qatlamini yostiqlar/izlarning mis yuzasiga joylashtiradi.
• Palladiy urug'lari elektrsiz nikel qoplamasi uchun ishlatiladigan avtokatalitik cho'kma reaktsiyasini boshlash uchun xizmat qiladi.
• Optimal faollashtirish uchun katalizator eritmasi pH 30-50 bo'lgan 1-3 ° C atrofida saqlanadi.

Elektrsiz nikel qoplamasi

Ushbu bosqich tenglikni mis xususiyatlariga 3-6 mkm qalinlikdagi nikel qatlamini avtokatalitik (tashqi quvvatsiz) elektrsiz cho'ktirishni o'z ichiga oladi:

• Nikel qoplamali eritma tarkibida metall manbai sifatida nikel sulfat va natriy gipofosfit kabi qaytaruvchi moddalar mavjud.
• Qoplama reaktsiyasi vannaning formulasi asosida 75-95 ° C gacha bo'lgan cho'kma haroratida o'z-o'zidan davom etadi.
• Tegishli qoplama tezligini olish uchun engil kislotali pH 4.5-6.0 darajasida saqlanadi.
• Olingan nikel konlari mukammal lehimlanadigan metall qoplamani ta'minlaydi, shu bilan birga mis ustida diffuziya to'sig'i sifatida ishlaydi.

Immersion oltin yotqizish

Nikel qoplamasidan so'ng, oltinni cho'ktirish yupqa himoya oltin qoplamasini hosil qiladi:

• PCB paneli oddiygina oltin tuzi bo'lgan kislotali oltin qoplama eritmasiga botiriladi.
• Oltin ionlari 0.03-0.15 mkm qalinlikdagi yupqa oltin qatlamini o'z-o'zidan joylashtirish uchun nikel atomlari bilan galvanik almashinuvga uchraydi.
• Elektrolitik oltin qoplama usullaridan farqli o'laroq, tashqi elektr toki talab qilinmaydi.

Qoplagandan so'ng, PCB yuzasidan kimyoviy qoldiqlarni olib tashlash uchun yaxshilab chayish bosqichlari amalga oshiriladi. Endi taxta populyatsiya va lehimlash uchun tayyor, ENIG qoplamasi uni ishlab chiqarish jarayonida oksidlanishdan himoya qiladi va dalada lehim birikmalarining ishonchliligini oshiradi.

PCB sirtini tugatish sifatida ENIG ning asosiy afzalliklari

ENIG qoplamasi bir qator muhim afzalliklarga ega bo'lib, uni bugungi kunda ishlatiladigan eng ko'p qirrali PCB sirt qoplamalaridan biriga aylantiradi:

• Oksidlanishga qarshilik - Yupqa cho'milish oltin qatlami nikel qatlamining oksidlanishini samarali ravishda oldini oladi. Bu uzoq vaqt davomida lehim qobiliyatini minimal yo'qotish bilan mukammal saqlash muddatini ta'minlaydi.
• Lehimtivlik - Cho'milish oltin yuzasi pad interfeyslari bo'ylab yuqori ishonchli va izchil lehim birikmasini hosil qilish imkonini beradi.
• Telning bog'lanishi – Oltin qatlam integral mikrosxemalarni tenglikni ENIG bilan qoplangan mis prokladkalarga yuqori rentabellikdagi oltin sim bilan bog‘lash imkonini beradi.
• Kiyishga qarshilik – Qattiq oltin qoplama PCB bilan ishlash, ulagichlarni ulash davrlari, kartani kiritish va hokazolarda mexanik ishqalanish shikastlanishiga kuchli qarshilik ko'rsatadi.
• Korozyon qarshiligi - Oltin qattiq sanoat ifloslantiruvchi moddalar, ifloslangan muhit va nam/sho'r ish sharoitlaridan tengsiz himoya qiladi.
• Supero'tkazuvchilar – Oltin sirt bo'g'inlar orasidagi eng yuqori elektr o'tkazuvchanligini saqlab turadi, vaqt o'tishi bilan korroziyadan kelib chiqadigan o'tkazuvchanlik pasaymaydi.
• Hamkorlik – Yupqa bir xildagi oltin konida mukammal tekislik moslamasi mavjud bo‘lib, bu nozik pitch va qo‘rg‘oshinsiz komponentlarni ishonchli yig‘ish uchun zarurdir.
• Qo'rg'oshinsiz muvofiqlik - ENIG qoplamasi qo'rg'oshinsiz lehim qotishmalari, qayta oqim profillari va yig'ish jarayonlari bilan to'liq mos keladi.
• RoHS mosligi – ENIG qo‘rg‘oshin kabi xavfli moddalarni yo‘q qilish bo‘yicha RoHS talablariga javob beradi, bu esa uni ekologik toza sirtga aylantiradi.

Xulosa qilib aytganda, ENIG qoplamasi yuqori darajada lehimlanadigan, o'tkazuvchan va bardoshli PCB yuzasini ta'minlaydi, shu bilan birga uzoq muddatli foydalanishda korroziya, ishqalanish yoki qorayishdan himoya qiladi. Bu uni turli xil talab qilinadigan ilovalar uchun mos bo'lgan ko'p qirrali tugatish qiladi.

ENIG Surface Finishning cheklovlari va kamchiliklari

Ajoyib xususiyatlarni taqdim etgan holda, ENIG qoplamasi ma'lum cheklovlar va kamchiliklarga ega:

• Cho'miladigan qalay yoki organik lehimli saqlovchi (OSP) bilan solishtirganda nisbatan yuqori narx, chunki u qimmatbaho oltindan foydalanadi.
• Cho'miladigan oltin qatlamining qalinligi 0.03-0.15 mkm oralig'ida qattiq nazoratni talab qiladi, chunki haddan tashqari qalin oltin mo'rtlashish xavfini tug'diradi, yupqa oltin esa etarli darajada himoya qilmaydi.
• ENIG taxtalarida qayta ishlash juda qiyin, chunki qattiq oltin koniga komponentlarni olib tashlash uchun lehim dazmollari orqali kirib borish qiyin. Lehimlashdan oldin to'liq yostiqli metallni tozalash kerak.
• Nikel va oltin qatlamlari orasidagi interfeys korroziyaga moyil, ayniqsa fosfor bilan ifloslangan bo'lsa. Bu mo'rt "qora pad" nuqsonlariga olib kelishi mumkin.
• Elektrsiz nikel vannasining tarkibi va qoplama sharoitlari nikel yuzasida fosforning birgalikda cho'kishini minimallashtirish uchun ehtiyotkorlik bilan monitoring va nazoratni talab qiladi.

Biroq, ENIG qoplamasining ushbu cheklovlari asosan jarayonni to'g'ri nazorat qilish va qoplama paytida qalinlikni optimallashtirish orqali hal qilinishi mumkin. Umuman olganda, ENIG ning afzalliklari ko'pgina ilovalar uchun uning kamchiliklaridan ancha ustundir.

ENIG Surface Finish uchun RoHS muvofiqligi

RoHS Evropada sotiladigan elektron mahsulotlarda qo'rg'oshin, simob, kadmiy, olti valentli xrom va boshqalar kabi xavfli materiallardan foydalanishni taqiqlovchi xavfli moddalarni cheklash degan ma'noni anglatadi.

ENIG qoplamasi RoHS-ga to'liq mos keladi, chunki jarayon qoplama kimyosida hech qanday cheklangan moddalardan foydalanmaydi. Cho'miladigan oltin vannada kaliy oltin siyanidi kabi oltin tuzlari mavjud. Elektrsiz nikel qoplama formulasi qo'rg'oshin yoki boshqa toksinlarni ham kiritmaydi.

Qo'rg'oshin va boshqa xavfli moddalarni yo'q qilish orqali ENIG ekologik toza PCB ishlab chiqarish uchun RoHS talablariga javob beradi. Bu uning iste'molchi, telekommunikatsiya, avtomobilsozlik, tibbiyot va mudofaa elektronikasi sohalarida keng qo'llanilishiga katta hissa qo'shdi.

ENIG qoplamasi uchun ishlatiladigan materiallar

ENIG qoplama jarayoni asosan quyidagilardan foydalanadi:

• Nikel manbai sifatida nikel sulfat va oraliq nikel qatlamini cho'ktirish uchun natriy gipofosfit kabi qaytaruvchi moddalarni o'z ichiga olgan elektrsiz nikel qoplama eritmasi.
• Kaliy oltin siyanidi kabi oltin tuzlarini o'z ichiga olgan oltin eritmasi nikel sirt atomlari bilan almashinib, yupqa oltinni himoya qiluvchi tashqi qoplama hosil qiladi.

Qoplama bosqichlarining hech birida xavfli, cheklangan yoki zaharli moddalar kiritilmaydi. Oltin qatlam qalinligi 0.03 dan 0.15 mikron oralig'ida mahkam saqlanadi, bu mo'rtlashuv muammolarisiz optimal lehim va himoyani olish uchun.

ENIG va HASL sirt qoplamalari o'rtasidagi taqqoslash

ENIG va issiq havo lehimini tekislash (HASL) - bu sezilarli farqlarga ega bo'lgan ikkita muqobil PCB sirt qoplamasi:

• Jarayonning murakkabligi – ENIG kimyoviy tozalash, silliqlash, qoplama va hokazolarning bir necha bosqichlarini o'z ichiga oladi. Holbuki HASL faqat eritilgan lehimga taxtalarni botirib, so'ngra issiq havo pichog'i bilan tekislaydi.
• Atrof-muhit - ENIG qo'rg'oshinsiz va RoHS-mos keladi, HASL esa qo'rg'oshinli lehimlardan foydalanishga imkon beradi.
• Qayta tiklanuvchanlik – Komponentlarni qayta ishlash va olib tashlash HASL PCB-larida ENIG platalariga nisbatan osonroq bo'ladi, bu erda lehim dazmollari bilan oltin qatlamga kirish qiyin.
• Lehimtivlik – HASL yaroqlilik muddati davomida lehim oksidlanishidan aziyat chekadi, bu esa namlanishni buzishi mumkin. ENIG uzoq muddatli saqlash vaqtida barqaror lehimlilikni saqlaydi.
• Hamkorlik - To'lqinli HASL konlari nisbatan past tekislikni ta'minlaydi, ENIG esa mukammal tekis sirtni beradi.
• Harorat/korroziyaga chidamlilik – ENIG HASLga nisbatan ancha yuqori harorat va korroziy muhitlarga bardosh beradi.
• XARAJATLAR - HASL arzonroq jarayon, ENIG esa oltindan foydalanish tufayli yuqori material va qayta ishlash xarajatlariga ega.

Aslini olganda, ENIG yuqori narxga qaramay, HASL qoplamasiga qaraganda ancha yuqori lehimlilik, bog'lanish va atrof-muhitga chidamlilikni ta'minlaydi.

ENIG va ENEPIG sirt qoplamalarini solishtirish

ENEPIG qoplamasi dastlabki nikel qoplamasi va oxirgi immersion oltin qatlami o'rtasida qo'shimcha elektrsiz palladiy qatlamini kiritish orqali ENIGni yaxshilaydi. Bu ENIG bilan solishtirganda bir qator afzalliklarni beradi:

• Yupqa palladiy qoplamasi nikel ustida samarali diffuziya to'sig'i bo'lib xizmat qiladi, bu esa ENIGga zarar etkazuvchi qora qoplamali korroziya nuqsonlari xavfini yo'q qiladi.
• ENEPIG qalinroq oltin qatlamlarini cho'ktirishga imkon beradi, chunki palladiy oltin va nikel o'rtasidagi interfeys korroziyasini oldini oladi.
• Palladiy nikel ostidagi qatlam va oxirgi oltin qoplama bilan bog'lanishni mustahkamlaydi, bu esa yaxshi yopishishni ta'minlaydi.
• ENEPIG takrorlanuvchi va tajovuzkor lehim ekskursiyalariga, shuningdek, ekstremal termal velosipedda qabariq yoki delaminatsiya qilmasdan bardosh beradi.
• Palladiy yopishish qatlami tufayli simni bog'lashning tortish kuchi ENIGga nisbatan ko'proq mustahkamlikni namoyish etadi.

Biroq, ENEPIG qo'shimcha palladiy qoplama bosqichi tufayli yuqori narxga ega. Uch qatlamli qatlam qalinligini nazorat qilish ham murakkablikni oshiradi. Ammo maksimal ishonchlilik uchun ENEPIG ENIGdan ustun turadi.

ENIG Surface Finish bilan lehim bilan bog'liq muammolar

ENIG yig'ilishdan oldin uzoq vaqt saqlash muddati davomida mukammal va izchil lehim qobiliyatini taklif qilsa-da, ba'zi lehimlash nuqsonlari hali ham paydo bo'lishi mumkin:

Ho'llanmaslik – Qayta oqimli lehimlash paytida lehim pastasi to'g'ri namlanmaydi va ENIG qoplamali prokladkalarga tarqalmaydi. Potensial asosiy sabablar:

• Qalinligi 0.15 mkm dan ortiq bo'lgan oltin. Bu lehim qotishmasining nikel qatlami bilan o'zaro ta'sirini oldini oladi.
• Qo'llash paytida barmoq moylari, chang yoki kimyoviy moddalardan ifloslanish. Bu namlanishga xalaqit beradi.
• Kimyoviy muammolardan kelib chiqadigan nikel qatlamining korroziyasi. Bu lehim qobiliyatini buzadigan qora pad nuqsonlari sifatida namoyon bo'ladi.

Lehim yorilishi – ENIG qoplamalarida lehim filelari va bo'g'inlaridagi yoriqlar. Bu yopishishning yo'qolishi quyidagilar tufayli yuzaga kelishi mumkin:

• Qalinligi 0.15 mkm dan yuqori qalin oltin qatlamlarining haddan tashqari qattiqligi stresslarni keltirib chiqaradi.
• Qora pad nuqsonlari lehim va pad qoplamasi o'rtasida zaif intermetalik hududni yaratadi.
• Nikel qoplamali vannada yuqori fosforning birgalikda cho'kishi egiluvchanlikni pasaytiradi.

Azaltish

• Qoplama jarayonlarida ENIG qatlam qalinligi va hammom kimyolarini qattiq nazorat qilish.
• Mikrosektsiya va rentgen-fluoresans o'lchovlari yordamida PCBlar bo'ylab qalinligi bir xilligini tekshirish.
• Lehimlashdan oldin ENIG sirtining ifloslanishini oldini olish uchun to'g'ri ishlov berish tartib-qoidalari.
• Har qanday namlanmaydigan muammolarni aniqlash uchun namlash balansi testlari yordamida lehim qobiliyatini tekshirish.