Svet elektroniky urobil za posledné desaťročia obrovský pokrok a za každým elektronickým zázrakom sa skrýva doska plošných spojov (PCB). Tieto malé, ale nevyhnutné komponenty sú chrbticou takmer každého elektronického zariadenia. Rôzne typy PCB spĺňajú rôzne požiadavky, jedným typom je ENIG PCB.V tomto blogu sa ponoríme do detailov ENIG PCB, odhalíme jeho vlastnosti, použitie a ako sa líši od iných typov PCB.
1.Čo je ponorné zlaté PCB?
Tu poskytneme hĺbkový pohľad na dosky plošných spojov ENIG vrátane ich komponentov, konštrukcie a procesu bezelektrického ponorenia do niklu používaného na výrobu. Čitatelia jasne pochopia jedinečné vlastnosti, vďaka ktorým dosky ENIG PCB vynikajú.
ENIG je skratka pre bezprúdové pokovovanie niklom, čo je bežne používaná metóda povrchovej úpravy pri výrobe DPS.Poskytuje spoľahlivé a nákladovo efektívne riešenie na zabezpečenie dlhej životnosti a výkonu elektronických zariadení. ENIG PCB sú široko používané v odvetviach, ako sú telekomunikácie, letectvo, spotrebná elektronika a zdravotnícke zariadenia.
ENIG PCB sa skladajú z troch hlavných komponentov: niklu, zlata a bariérovej vrstvy.Bariérová vrstva je zvyčajne vyrobená z tenkej vrstvy bezprúdového niklu naneseného na medené stopy a podložky PCB. Táto vrstva niklu pôsobí ako difúzna bariéra, ktorá zabraňuje migrácii medi do vrstvy zlata počas ukladania zlata. Po nanesení vrstvy niklu sa na vrch nanesie tenká vrstva zlata. Zlatá vrstva poskytuje vynikajúcu vodivosť, trvanlivosť a odolnosť proti korózii. Poskytuje tiež úroveň ochrany proti oxidácii, čím zabezpečuje dlhodobý výkon a spoľahlivosť PCB.
Výrobný proces ENIG PCB zahŕňa niekoľko krokov. Najprv sa doska plošných spojov povrchovo upraví a vyčistí, aby sa z medeného povrchu odstránili nečistoty a oxidy. PCB sa potom ponorí do bezprúdového poniklovacieho kúpeľa, kde chemická reakcia nanesie vrstvu niklu na medené stopy a podložky. Po usadení niklu opláchnite a znovu vyčistite PCB, aby ste odstránili všetky zvyšné chemikálie. Nakoniec sa doska plošných spojov ponorí do zlatého kúpeľa a na povrch niklu sa pomocou vytesňovacej reakcie nanesie tenká vrstva zlata. Hrúbka zlatej vrstvy sa môže meniť v závislosti od konkrétnej aplikácie a požiadaviek. ENIG PCB ponúka niekoľko výhod oproti iným povrchovým úpravám. Jednou z hlavných výhod je jeho plochý a rovnomerný povrch, ktorý zaisťuje vynikajúcu spájkovateľnosť a je vhodný pre montážne procesy Surface Mount Technology (SMT). Zlaté povrchy sú tiež vysoko odolné voči oxidácii, čím pomáhajú udržiavať spoľahlivé elektrické spojenia v priebehu času.
Ďalšou výhodou ENIG PCB je schopnosť poskytovať stabilné a konzistentné spájkované spoje.Plochý a hladký povrch zlatej vrstvy podporuje dobré zmáčanie a priľnavosť počas procesu spájkovania, výsledkom čoho je pevný a spoľahlivý spájkovaný spoj.
ENIG PCB sú tiež známe pre svoj vynikajúci elektrický výkon a integritu signálu.Vrstva niklu pôsobí ako bariéra, ktorá zabraňuje difúzii medi do vrstvy zlata a zachováva elektrické vlastnosti obvodu. Na druhej strane má zlatá vrstva nízky prechodový odpor a výbornú elektrickú vodivosť, čo zaisťuje spoľahlivý prenos signálu.
2.Výhody ENIG PCB
Tu sa ponoríme do výhod ENIG PCB, ako je vynikajúca spájkovateľnosť, trvanlivosť, odolnosť proti korózii a elektrická vodivosť. Vďaka týmto výhodám je ENIG PCB vhodná pre širokú škálu aplikácií
ENIG PCB alebo Electroless Nickel Immersion Gold PCB ponúka niekoľko výhod oproti iným povrchovým úpravám, vďaka čomu je vhodná pre širokú škálu aplikácií v elektronickom priemysle. Pozrime sa na niektoré z týchto výhod podrobnejšie.
Výborná spájkovateľnosť:
ENIG PCB majú vynikajúcu spájkovateľnosť, vďaka čomu sú ideálne pre montážne procesy technológie povrchovej montáže (SMT). Zlatá vrstva na vrchu niklovej bariéry poskytuje plochý a jednotný povrch, ktorý podporuje dobré zmáčanie a priľnavosť počas spájkovania. Výsledkom je pevný a spoľahlivý spájkovaný spoj, ktorý zaisťuje celkovú integritu a výkon zostavy PCB.
Trvanlivosť:
ENIG PCB sú známe svojou odolnosťou a dlhou životnosťou. Zlatá vrstva pôsobí ako ochranný povlak, ktorý poskytuje určitý stupeň ochrany proti oxidácii a korózii. To zaisťuje, že doska plošných spojov vydrží drsné podmienky prostredia vrátane vysokej vlhkosti, teplotných zmien a vystavenia chemikáliám. Odolnosť dosiek plošných spojov ENIG znamená vyššiu spoľahlivosť a dlhšiu životnosť, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie vyžadujúce dlhodobý výkon.
Odolnosť proti korózii:
Vrstva bezprúdového niklu v ENIG PCB vytvára bariéru medzi stopami medi a vrstvou zlata. Táto bariéra bráni medi v migrácii do zlata počas ukladania zlata. Preto ENIG PCB vykazuje vynikajúcu odolnosť proti korózii aj v korozívnom prostredí. Vďaka tomu sú ideálne pre aplikácie, kde môžu byť PCB vystavené vlhkosti, chemikáliám alebo iným korozívnym látkam.
Vodivosť:
ENIG PCB je vysoko vodivá vďaka svojej zlatej vrstve. Zlato je vynikajúci vodič elektriny a dokáže efektívne prenášať signály na doskách plošných spojov. Jednotný zlatý povrch tiež zaisťuje nízky kontaktný odpor, čím sa minimalizuje potenciálna strata alebo degradácia signálu. Vďaka tomu je ENIG PCB vhodná pre aplikácie vyžadujúce vysokorýchlostný a vysokofrekvenčný prenos signálu, ako sú telekomunikácie, letecký priemysel a spotrebná elektronika.
Rovinnosť povrchu:
ENIG PCB majú plochý a jednotný povrch, ktorý je rozhodujúci pre konzistentný a spoľahlivý proces montáže. Rovný povrch zaisťuje rovnomernú distribúciu spájkovacej pasty počas tlače šablóny, čím zlepšuje kvalitu spájkovaného spoja. Tiež uľahčuje presné umiestnenie komponentov pre povrchovú montáž, čím sa znižuje riziko nesprávneho nastavenia alebo skratu. Plochosť povrchu ENIG PCB zvyšuje celkovú efektivitu výroby a vedie k vyššej kvalite PCB zostáv.
Kompatibilita spájania drôtov:
ENIG PCB sú tiež kompatibilné s procesom spájania drôtov, kde sú jemné drôty spojené s PCB na vytvorenie elektrických spojení. Zlatá vrstva poskytuje veľmi vhodný povrch na spájanie drôtov, zaisťuje pevné a spoľahlivé spojenie drôtu. Vďaka tomu sú dosky ENIG PCB vynikajúcou voľbou pre aplikácie vyžadujúce spájanie drôtov, ako je mikroelektronika, automobilová elektronika a lekárske zariadenia.
Súlad s RoHS:
ENIG PCB sú šetrné k životnému prostrediu a sú v súlade so smernicou Restriction of Hazardous Substances (RoHS). Proces depozície ENIG nezahŕňa žiadne škodlivé látky, vďaka čomu je bezpečnejšou a ekologickejšou alternatívou k iným povrchovým úpravám, ktoré môžu obsahovať toxické látky.
3.ENIG PCB vs. iné typy PCB
Komplexné porovnanie s inými bežnými typmi DPS ako FR-4, OSP, HASL a Immersion Silver PCB zvýrazní jedinečné vlastnosti, výhody a nevýhody každej DPS.
FR-4 PCB:FR-4 (Flame Retardant 4) je široko používaný substrát PCB. Je to epoxidová živica vystužená tkanými sklenenými vláknami a je známa svojimi dobrými elektroizolačnými vlastnosťami. FR-4 PCB má nasledujúce vlastnosti:
výhoda:
Dobrá mechanická pevnosť a tuhosť
Vynikajúca elektrická izolácia
Nákladovo efektívne a široko dostupné
nedostatok:
Nevhodné pre vysokofrekvenčné aplikácie kvôli vysokej dielektrickej strate
Obmedzená tepelná vodivosť
Ľahko absorbuje vlhkosť v priebehu času, čo spôsobuje zmeny impedancie a útlm signálu
V aplikáciách vyžadujúcich prenos vysokofrekvenčného signálu je ENIG PCB uprednostňovaný pred FR-4 PCB, pretože ENIG ponúka lepší elektrický výkon a nižšiu stratu signálu.
OSP PCB:OSP (Organic Solderability Preservative) je povrchová úprava aplikovaná na PCB na ochranu stôp medi pred oxidáciou. OSP PCB má nasledujúce vlastnosti:
výhoda:
Šetrné k životnému prostrediu a v súlade s RoHS
Nižšie náklady v porovnaní s inými povrchovými úpravami
Dobré pre hladkosť a rovinnosť
nedostatok:
Relatívne nízka trvanlivosť; ochranná vrstva časom degraduje
Obmedzená odolnosť voči vlhkosti a drsnému prostrediu
Obmedzený tepelný odpor
Keď sú kritické odolnosť voči korózii, trvanlivosť a predĺžená životnosť, ENIG PCB je uprednostňovaný pred OSP PCB kvôli vynikajúcej ochrane ENIG proti oxidácii a korózii.
DPS v spreji:HASL (Hot Air Solder Leveling) je metóda povrchovej úpravy, pri ktorej sa
DPS sa ponorí do roztavenej spájky a následne sa vyrovná horúcim vzduchom. HASL PCB má nasledujúce vlastnosti:
výhoda:Nákladovo efektívne a široko dostupné
Dobrá spájkovateľnosť a koplanarita
Vhodné pre komponenty s priechodnými otvormi
nedostatok:
Povrch je nerovný a existujú potenciálne problémy s koplanaritou
Hrubé nátery nemusia byť kompatibilné s komponentmi s jemným rozstupom
Náchylné na tepelný šok a oxidáciu počas spájkovania pretavením
ENIG PCB sú preferované pred HASL PCB pre aplikácie, ktoré vyžadujú vynikajúcu spájkovateľnosť, rovnejšie povrchy, lepšiu koplanaritu a kompatibilitu s komponentmi s jemným rozstupom.
Ponorná strieborná DPS:Ponorné striebro je metóda povrchovej úpravy, pri ktorej sa doska plošných spojov ponorí do strieborného kúpeľa, čím sa na stopách medi vytvorí tenká vrstva striebra. Immersion Silver PCB má nasledujúce vlastnosti:
výhoda:
Vynikajúca elektrická vodivosť a spájkovateľnosť
Dobrá rovinnosť a koplanarita
Vhodné pre jemné komponenty
nedostatok:
Obmedzená trvanlivosť v dôsledku zafarbenia v priebehu času
Citlivý na manipuláciu a znečistenie počas montáže
Nevhodné pre vysokoteplotné aplikácie
Keď sa vyžaduje trvanlivosť, odolnosť proti korózii a predĺžená skladovateľnosť, ENIG PCB je uprednostňovaný pred ponorným strieborným PCB, pretože ENIG má vyššiu odolnosť proti zafarbeniu a lepšiu kompatibilitu s aplikáciami pri vysokých teplotách.
4.Aplikácia ENIG PCB
ENIG PCB (tj Electroless Nickel Immersion Gold PCB) je široko používaný v rôznych priemyselných odvetviach vďaka svojim rôznym výhodám oproti iným typom PCB. Táto časť skúma rôzne priemyselné odvetvia využívajúce ENIG PCB, pričom zdôrazňuje ich význam v spotrebnej elektronike, letectve a obrane, zdravotníckych zariadeniach. a priemyselná automatizácia.
Výrobky spotrebnej elektroniky:
ENIG PCB hrajú dôležitú úlohu v spotrebnej elektronike, kde sú kritické kompaktné rozmery, vysokorýchlostný výkon a spoľahlivosť. Používajú sa v smartfónoch, tabletoch, notebookoch, herných konzolách a iných elektronických zariadeniach. Vďaka vynikajúcej vodivosti a nízkej vložnej strate je ENIG ideálny pre vysokofrekvenčné aplikácie, čo umožňuje rýchlejší prenos dát, integritu signálu a zníženie elektromagnetického rušenia. Okrem toho ENIG PCB ponúkajú dobrú spájkovateľnosť, ktorá je rozhodujúca pri montáži zložitých elektronických súčiastok.
Letectvo a obrana:
Letecký a kozmický a obranný priemysel má prísne požiadavky na elektronické systémy kvôli drsným prevádzkovým podmienkam, extrémnym teplotám a vysokým štandardom spoľahlivosti. ENIG PCB sú široko používané v leteckej elektronike, satelitných systémoch, radarových zariadeniach a vojenskej elektronike. Výnimočná odolnosť proti korózii a trvanlivosť ENIG ho robí vhodným pre predĺženú životnosť v náročných prostrediach. Jeho rovnomerná hrúbka a rovinnosť navyše zaisťujú konzistentný výkon a spoľahlivosť.
Lekárske vybavenie:
V lekárskej oblasti sa PCB ENIG používajú v širokom spektre aplikácií vrátane systémov monitorovania pacientov, diagnostických zariadení, zobrazovacích zariadení, chirurgických nástrojov a implantovateľných zariadení. Vďaka biologickej kompatibilite a odolnosti proti korózii je ENIG vhodný pre zdravotnícke pomôcky, ktoré prichádzajú do kontaktu s telesnými tekutinami alebo prechádzajú sterilizačnými procesmi. Hladký povrch a spájkovateľnosť ENIG navyše umožňujú presné pripojenie a montáž zložitých elektronických komponentov v medicínskych zariadeniach. automatizovaný priemysel:
ENIG PCB sú široko používané v systémoch priemyselnej automatizácie, vrátane systémov riadenia procesov, robotiky, motorových pohonov, napájacích zdrojov a senzorov. Spoľahlivosť a konzistencia ENIG z neho robí vynikajúcu voľbu pre priemyselné aplikácie, ktoré vyžadujú nepretržitú prevádzku a odolnosť voči drsným prostrediam. Vynikajúca spájkovateľnosť ENIG zaisťuje spoľahlivé spojenia vo vysokovýkonných a vysokoteplotných aplikáciách a poskytuje potrebnú odolnosť a stabilitu pre priemyselné automatizačné systémy.
Okrem toho sa dosky ENIG PCB používajú v iných odvetviach, ako je automobilový priemysel, telekomunikácie, energetika a zariadenia internetu vecí (Internet of Things).Automobilový priemysel používa ENIG PCB v elektronike vozidiel, riadiacich jednotkách motora, bezpečnostných systémoch a zábavných systémoch. Telekomunikačné siete sa pri budovaní základňových staníc, smerovačov, prepínačov a komunikačných zariadení spoliehajú na dosky plošných spojov ENIG. V energetickom sektore sa ENIG PCB používajú pri výrobe energie, distribučných systémoch a systémoch obnoviteľnej energie. Okrem toho sú dosky ENIG PCB neoddeliteľnou súčasťou zariadení internetu vecí, spájajú rôzne zariadenia a umožňujú výmenu údajov a automatizáciu.
5.ENIG PCB výroba a dizajn úvahy
Pri navrhovaní a výrobe dosiek plošných spojov ENIG je potrebné zvážiť niekoľko dôležitých faktorov, aby sa zabezpečil optimálny výkon a spoľahlivosť. Tu sú niektoré kľúčové pokyny pre návrh a výrobné procesy špecifické pre ENIG PCB:
Dizajn podložky:
Dizajn podložky ENIG PCB je rozhodujúci pre zabezpečenie správneho spájkovania a spoľahlivosti pripojenia. Podložky by mali byť navrhnuté so správnymi rozmermi, vrátane šírky, dĺžky a rozstupov, aby sa do nich zmestili vývody komponentov a spájkovacia pasta. Povrchová úprava podložky by mala byť hladká a čistá, aby sa umožnilo správne navlhčenie počas procesu spájkovania.
Šírka stopy a vzdialenosť:
Šírka a rozstup stopy by mali byť v súlade s priemyselnými normami a špecifickými požiadavkami PCB. Zabezpečenie správnych rozmerov môže zabrániť problémom, ako je rušenie signálu, skraty a elektrická nestabilita.
Hrúbka a rovnomernosť dosky:
ENIG PCB pozostáva z vrstvy bezprúdového niklu a ponorenej zlatej vrstvy. Hrúbka pokovovania by mala byť kontrolovaná v rámci špecifických tolerancií, aby sa zabezpečilo rovnomerné pokrytie celého povrchu PCB. Rovnomerná hrúbka pokovovania je rozhodujúca pre konzistentný elektrický výkon a spoľahlivé spájkované spoje.
Aplikácia spájkovacej masky:
Správne používanie spájkovacej masky je rozhodujúce pre ochranu stôp PCB a prevenciu spájkovacích mostíkov. Spájkovacia maska by mala byť aplikovaná rovnomerne a presne, aby sa zabezpečilo, že odkrytá podložka má požadovaný otvor spájkovacej masky na spájkovanie komponentov.
Dizajn šablóny spájkovacej pasty:
Keď sa na montáž súčiastok používa technológia povrchovej montáže (SMT), na presné nanášanie spájkovacej pasty na dosky plošných spojov sa používajú šablóny spájkovacej pasty. Dizajn šablóny by mal byť správne zarovnaný s rozložením podložky a umožňovať presné nanášanie spájkovacej pasty, aby sa zabezpečilo správne vytvorenie spájkovaného spoja počas pretavenia.
Kontrola kvality:
Počas výrobného procesu je dôležité vykonávať kontroly kvality, aby sa zabezpečilo, že ENIG PCB spĺňa požadované špecifikácie. Tieto kontroly môžu zahŕňať vizuálnu kontrolu, elektrické testovanie a analýzu spájkovaných spojov. Kontroly kontroly kvality pomáhajú identifikovať akékoľvek problémy počas výrobného procesu a zabezpečujú, že hotová DPS spĺňa požadované normy.
Kompatibilita zostavy:
Je dôležité zvážiť kompatibilitu povrchových úprav ENIG s rôznymi montážnymi procesmi. Spájkovateľnosť a charakteristiky pretavenia ENIG by mali byť kompatibilné so špecifickým použitým montážnym procesom. To zahŕňa úvahy, ako je výber spájkovacej pasty, optimalizácia profilu pretavenia a kompatibilita s procesmi bezolovnatého spájkovania (ak je to vhodné).
Dodržiavaním týchto návrhových smerníc a výrobných procesov pre dosky plošných spojov ENIG môžu výrobcovia zabezpečiť, aby konečný produkt spĺňal požadované štandardy výkonu a spoľahlivosti. Je dôležité úzko spolupracovať s výrobcami DPS a montážnymi partnermi, aby sme splnili špecifické požiadavky a zabezpečili úspech výrobného a montážneho procesu.
6.ENIG PCB FAQ
Čo je ENIG PCB? Čo to znamená?
ENIG PCB je skratka pre bezelektrickú dosku s plošnými spojmi s ponorením do zlata. Je to bežne používaná povrchová úprava na DPS a poskytuje odolnosť proti korózii, rovinnosť a dobrú spájkovateľnosť.
Aké sú výhody použitia ENIG PCB?
ENIG PCB ponúkajú niekoľko výhod, vrátane vynikajúcej spájkovateľnosti, vysokej elektrickej vodivosti a odolnosti proti korózii. Zlatá povrchová úprava poskytuje vrstvu ochrany, vďaka čomu je vhodná pre aplikácie, kde je spoľahlivosť rozhodujúca.
Je ENIG PCB drahý?
ENIG PCB bývajú o niečo drahšie v porovnaní s inými povrchovými úpravami. Dodatočné náklady sú spôsobené zlatom použitým v procese namáčania. Avšak výhody a spoľahlivosť, ktoré ponúka ENIG, z neho robia prvú voľbu pre mnohé aplikácie, čo odôvodňuje jeho mierne vyššie náklady.
Existujú nejaké obmedzenia pri používaní ENIG PCB?
Zatiaľ čo ENIG PCB majú mnoho výhod, majú aj určité obmedzenia. Napríklad zlaté povrchy sa môžu ľahko opotrebovať, ak sú vystavené nadmernému mechanickému namáhaniu alebo opotrebovaniu. Okrem toho ENIG nemusí byť vhodný pre aplikácie s požiadavkami na vysoké teploty alebo tam, kde sa používajú určité drsné chemikálie.
Dá sa ENIG PCB ľahko kúpiť?
Áno, ENIG PCB sú široko dostupné od rôznych výrobcov a dodávateľov PCB. Sú to bežné možnosti dokončovania a možno ich ľahko získať tak, aby vyhovovali rôznym požiadavkám projektu. Dostupnosť a dodacie lehoty sa odporúča overiť u konkrétneho výrobcu alebo dodávateľa.
Môžem prepracovať alebo opraviť ENIG PCB?
Áno, ENIG PCB môžu byť prepracované alebo opravené. Proces prepracovania a opravy pre ENIG si však môže vyžadovať špeciálne úvahy a techniky v porovnaní s inými povrchovými úpravami. Odporúča sa poradiť sa so skúseným odborníkom na prepracovanie DPS, aby ste zaistili správnu manipuláciu a zabránili narušeniu integrity zlatého povrchu.
Dá sa ENIG použiť na olovnaté a bezolovnaté spájkovanie?
Áno, ENIG je možné použiť s olovnatým a bezolovnatým spájkovaním. Je však dôležité zabezpečiť kompatibilitu so špecifickou použitou spájkovacou pastou a profilom pretavenia. Aby sa pri montáži dosiahli spoľahlivé spájkované spoje, musia byť parametre zvárania vhodne optimalizované.
Proces ENIG je spoľahlivým a nákladovo efektívnym riešením pre výrobcov a nadšencov elektroniky. Kombinácia tenkej, rovnomerne nanesenej niklovej bariéry a zlatej vrchnej vrstvy poskytuje optimálnu povrchovú úpravu na zabezpečenie dlhej životnosti a výkonu elektronických zariadení. Či už v telekomunikáciách, letectve alebo spotrebnej elektronike, ENIG PCB naďalej zohrávajú zásadnú úlohu pri napredovaní technológií a formovaní budúcnosti elektroniky.
Čas odoslania: 13. septembra 2023
Späť
