Kietojo aukso ir ENIG skirtumas PCB gamyboje

Įvadas

Renkantis tobulą paviršiaus apdaila in PCB gamyba yra labai svarbus visiškam veikimui ir ilgam tarnavimo laikui. Šiame straipsnyje palyginame paviršių Hard Gold ir ENIG dengimą. Suprasdami kietojo aukso ir ENIG dengimo ypatybes ir jų naudojimą, galėsite pasirinkti tą, kuris tiks jūsų PCB.

Kas yra kietasis auksavimas?

Kieto aukso paviršiaus apdaila (Hard Electrolytic Gold) yra tvirta, atspari dilimui danga. Aukso kietikliai yra priedas, o ne nikelis. Jis taip pat naudojamas kraštų dengimas, ir PCB kontaktiniai taškai, kur jie dažnai naudojami siekiant užtikrinti tvirtas, atsparias dilimui jungtis. Kiti prietaisai, tokie kaip membraniniai jungikliai, tarnauja ilgiau, kai juos pakartotinai naudoja auksiniais kontaktais arba „auksiniais pirštais“. Po maskavimo ant atviro nikelio galvanizuojamas 24 karatų auksas. Ši apdaila puikiai apsaugo PCB paviršius, įskaitant patikimas ir ilgalaikes jungtis.

Kas yra ENIG dengimas?

Gana populiari PCB apdaila Beelektrinis panardinamasis nikelio auksas (ENIG). Jis turi du sluoksnius: nikelio ir aukso. Pirmas žingsnis yra padengti vario trinkelėmis nikeliu. Nikelio sluoksnis taip pat yra apsauga ir leidžia lituoti. Ir ant viršaus užtepamas aukso sluoksnis, todėl susidaro plona plėvelė. Nikelį nuo oksidacijos neleidžia auksas, kuris padeda sukurti lygų ir lygų paviršių. Tai puikus paviršius lituoti komponentus. Atitinka RoHS, ENIG yra plačiai naudojama patvari medžiaga, pasižyminti dideliu laidumu.

Kietojo aukso ir ENIG skirtumai

Vienas iš svarbiausių sprendimų, kuriuos priimate, kai kalbate apie savo plokštę patvarumo požiūriu, yra naudoti kietąjį auksą arba ENIG gaminant PCB. Kiekvienas „Hard Gold“ ir „ENIG“ turi savo privalumų, naudojant skirtingas programas. Šiuo atveju mes išskirstysime šių apdailos skirtumus, kad padėtume jums pasirinkti tinkamą jūsų poreikiams.

Proceso principas

ENIG naudojamas cheminis procesas vadinamas nikeliu ir auksu, kuris taikomas vario paviršiui. Jis apsaugo nuo vario difuzijos ir daro ploną auksą patvarų, nes yra pagrindas. Auksinis sluoksnis leidžia lituoti ir atsparus oksidacijai. Skirtingai nuo kietojo aukso dengimo, kuris naudoja galvanizavimas Norėdami sukurti storesnį ir kietesnį aukso sluoksnį tiesiai ant vario, šią medžiagą daugiausia sudaro nikelis. Taip gaunamas labai kietas be tuštumų suvirinimas, pasižymintis geru atsparumu dilimui, tinkamas naudoti ten, kur dalys bus intensyviai dėvimos.

Proceso seka

Taikymo seka skiriasi ENIG ir Hard Gold. Po to, kai litavimo kaukė yra padengta ENIG danga, nes auksas chemiškai nusodinamas per atvirą varį. Litavimo kaukė turi būti padengta kietuoju auksu, o tai turi įvykti anksčiau, nes procesas turi būti laidus. Taip yra todėl, kad skirtumas reiškia, kad jei kietajam auksui padengti reikia elektros srovės, kurią kaukė blokuotų, ją galima padengti tik atvirose vario srityse.

Litavimo našumas

ENIG yra gerai žinomas dėl savo lygaus, „minkšto“ aukso sluoksnio, kuris siūlo puikios kokybės litavimo jungtis. Lengvas litavimas daugelyje PCB komponentai yra paremtas lygaus paviršiaus, ant kurio palaiko tvirtus ryšius. Nors galime pasidaryti kiečiausią auksą ir jis itin patvarus, litavimas tampa didesniu išbandymu. Paviršius yra kietas, todėl gali kilti problemų dėl litavimo, todėl jis mažiau tinkamas darbams, kuriems reikalingas didelis litavimo patikimumas.

Atsparumas dilimui

Plonas, minkštesnis aukso sluoksnis ENIG suteikia palyginti mažą atsparumą dilimui. Mechaninis kontaktas yra ribotas ir tam jis geriau tinka. Kalbant apie kietąjį auksą, jis pagamintas iš ypač atsparaus dilimui, storesnio, kietesnio aukso dangos. Tai puiki kokybė jungtims ir kitoms aukšto kontakto sritims, kurioms reikia ypatingo patvarumo.

Atsparumas oksidacijai

Plonas auksinis ENIG sluoksnis užtikrina gerą atsparumo oksidacijai lygį, todėl sukuria švarius, funkcionalius kontaktus, kurie tarnauja ilgiau nei PCB ir laikui bėgant veikia tinkamai. Tačiau jis nėra pats stipriausias ilgalaikiam poveikiui atšiauriomis sąlygomis. Nors padengtas kietuoju auksu sukuria storesnį aukso sluoksnį, aukso sluoksnis užtikrina puikų atsparumą oksidacijai, todėl jis yra geresnis pasirinkimas aplinkai, kuriai reikia ypač patvarumo.

Spalva

ENIG danga yra šiek tiek geltonesnio atspalvio dėl cheminio plono aukso sluoksnio nusėdimo. Unikali galvanizuoto kristalo struktūra suteikia kietojo aukso dangai labiau tamsiai geltoną išvaizdą. Su šia apdaila PCB atrodo šilti, auksiniai. Kartais spalvos skirtumas tarp gatavos plokštės ir PCB su plika plokštės apdaila gali padėti nustatyti PCB apdailą.

Kaina

Dėl plonesnio aukso sluoksnio ENIG paviršius yra pigesnis, todėl jis yra labiau paplitęs daugelyje standartinės PCB. Tačiau „Hard Gold“ reikalauja reikšmingesnio aukso panaudojimo, o tai padidina išlaidas. Dėl šios priežasties kietasis auksas dažnai yra skirtas specialioms, labai didelio susidėvėjimo reikmėms, kur kainą pateisina ilgaamžiškumas.

Kietumas

Vienas malonus ENIG dalykas yra tai, kad gana minkštas, labai lankstūs: aukso sluoksnis tinka standartinėms litavimo užduotims atlikti ir naudoti su standartine PCB. Kietasis auksas yra daug kietesnis nei metalas, todėl padidėja stiprumas ir atsparumas didelio susidėvėjimo vietoms, tokioms kaip jungtys. Kietumas suteikia kietąjį auksą ten, kur kontaktas ar elgesys kartojasi.

Atsparumas korozijai

ENIG pasižymi dideliu atsparumu korozijai, todėl tinka ilgalaikiam naudojimui vidutinio sunkumo sąlygomis. Jis apsaugo PCB komponentus nuo sunaikinimo dėl laipsniško susidėvėjimo ir apsaugo juos laikui bėgant. Tačiau nors kietąjį auksą per sunku sulenkti, ENIG yra mažiau atsparus korozijai, bet daug patvaresnis ir patvaresnis.

Storis

Kietasis aukso sluoksnis yra daug storesnis nei ENIG aukso sluoksnis, kurio storis yra 1–3 mikrocoliai. Kietasis auksas gali būti kelių dešimčių mikrocolių storio ir taip suteikti tvirtumo, kurio reikia labai susidėvėjusiose vietose. Todėl didelis kietojo aukso pranašumas naudojant mechaninį kontaktą yra būtent šis storio skirtumas.

Programos

Kadangi kietasis auksas yra ypač kietas ir gana patvarus, jis dažnai randamas ant jungčių, auksinių pirštų ar kitų vietų, kurios dažnai liečiasi mechaniškai. Tačiau ENIG yra efektyvesnis tose srityse, kur reikia tiksliai ir sklandžiai lituoti prie mažiau švino turinčių komponentų ir rutulinių tinklelių matricos (BGA). Kiekviena apdaila turi savo pritaikymą, todėl žinodami naudojimo būdus galite pasirinkti tinkamą savo PCB.

Kietasis paauksavimas: privalumai ir trūkumai

Tada išsamiau aptarsime kietojo aukso dengimo pranašumus ir trūkumus dėl patvarumo, didelio paviršiaus lygumo ir ilgo naudojimo. Tačiau jis taip pat sprendžia problemas, tokias kaip sudėtingas litavimas, netinkamas sukibimas jautrioms reikmėms ir didesnės sąnaudos, palyginti su kitais dengimo procesais.

Privalumai

• Mažas grūdų dydis: Kietojo aukso grūdelių struktūra yra labai smulki, paprastai 20–30 nanometrų. Dėl to jo paviršius yra labai lygus ir vizualiai blizgus.
• Patvarumas ir kietumas: Jis gali atlaikyti dideles kontaktines jėgas ir susidėvėjimą dėl 130-200 HK25 kietumo.
• Ilgas tarnavimo laikas: Kietojo aukso danga gali būti naudojama daugybe ciklų, nes ji puikiai tinka didelės trinties arba slydimo vietose.

Trūkumai

• Sunku lituoti: Lyginant su ENIG, sunku lituoti kietąjį auksą dėl jo sudėtyje esančių metalų – nikelio, kobalto ir geležies.
• Netaikoma jautrioms programoms: Toks dengimas nėra toks tinkamas tokiems metodams kaip ultragarso or termostatinis surišimas.
• Didesnė kaina: Kietajam auksavimui reikia daugiau medžiagos ir daug medžiagų, todėl jis kainuoja daugiausiai apdailos.

ENIG dengimas: privalumai ir trūkumai

Pažvelkime į ENIG dengimo privalumus ir trūkumus, nes juos lengva lituoti, tinka sujungimui ir didesnis atsparumas korozijai. Tačiau jis taip pat atskleidžia mažesnį patvarumą, mažiau atsparią dilimui kokybę ir jautrumą braižymui dėl savo minkštumo.

Privalumai

• Minkštesnis ir lengviau lituojamas: Kietasis auksas yra kietesnis ir mažiau atsparus litavimui bei klijavimui nei ENIG dengimas.
• Geriau prisijungti prie paraiškų: ENIG dengimas yra minkštiausia ir gryniausia apdaila, todėl puikiai tinka jautriems sujungimo būdams, tokiems kaip ultragarsinis arba termostatinis sujungimas.
• Atsparumas korozijai: Laikui bėgant, ENIG dengimas užtikrina didesnį atsparumą korozijai ir todėl užtikrina didesnį patikimumą atšiaurioje aplinkoje.

Trūkumai

• Mažesnis patvarumas: Kietasis auksas yra patvaresnis nei ENIG dengimas, kurio kietumas yra 20–100 HK25.
• Ribotas atsparumas dilimui: ENIG dengimas gali atlaikyti tik iki 35 gramų kontaktinę jėgą, o jei jaučiate didelį susidėvėjimą, jis tiesiog neišsilaikys.
• Labiau jautrūs įbrėžimams: ENIG danga yra minkštesnė nei kietasis auksas, todėl yra didesnė tikimybė, kad ji bus subraižyta ir pažeista.

Kaip pasirinkti tinkamą dengimo būdą

Svarbus yra jūsų PCB naudojamos dangos pasirinkimas. Tai lemia, kaip lenta montuojama. Priklausomai nuo skirtingo naudojimo, jiems reikalingos skirtingos savybės, pvz., atsparumas dilimui, litavimas ir atsparumas korozijai. Tinkama apdaila padarys jūsų PCB patvarų ir veiks taip, kaip numatyta.

Kontaktinės jėgos absorbcija ir atsparumas nusidėvėjimui

Jei patiriate dideles kontaktines jėgas, geresnis pasirinkimas yra padengimas kietuoju auksu. Jis skirtas pakartotiniam judesio nusidėvėjimui. Kietasis auksas naudojamas ten, kur dalys dažniau patiria mechaninį įtempimą. Jis naudojamas mažesnėmis dalimis. Taigi šios dalys turėtų atlaikyti didesnę apkrovą ilgesnį laiką. Dėl šios priežasties tai yra geresnė alternatyva minkštesnėms dangoms, tokioms kaip ENIG.

Sukibimas / litavimas

Dėl minkšto ir gryno aukso sluoksnio ENIG dangą daug lengviau lituoti nei kietąjį auksą. Jautrioms jungtims, pvz., vielos sujungimui, jis puikiai tinka. Dėl ENIG kokybės jis yra geriausias sluoksnis, naudojamas ant subtilių komponentų. Litavimas kietuoju auksu, ypač ne brangiųjų metalų pusėje, gali būti sudėtingas.

Išvaizda

Danga gali turėti blizgančią, blizgančią apdailą, kuri gerai skaitosi ten, kur svarbi išvaizda. Tai suteikia komponentams poliruotą ir elegantišką išvaizdą. ENIG suteikia funkcionalumo, bet taip pat nepatraukliai. Jei išvaizda svarbi, Hard Gold paprastai yra protingesnis pasirinkimas.

Klijavimas

Jautrios klijavimo programos, tokios kaip ultragarsinis arba termogarsinis klijavimas, puikiai dera su ENIG dengimu. Saugus ir patikimas ryšys yra minkšto aukso sluoksnio rezultatas. Kadangi kietojo aukso kietumas gali sukelti sunkumų atliekant tokį subtilų apdorojimą, mes nerekomenduosime jo pasirinkti. ENIG yra geresnis pasirinkimas sudėtingam klijavimui.

Atsparumas korozijai

Kietasis auksas rūdys, o ENIG danga pasižymi puikia korozija. Didelis jo grynumas apsaugo nuo oksidacijos ir prailgina jūsų komponentų tarnavimo laiką. Kietajame aukse esantys pridėtiniai metalai gali pagreitinti korozija. ENIG dengimas yra geriausias pasirinkimas, jei reikia ilgalaikio atsparumo korozijai.

DUK apie Hard Gold vs ENIG

• Ar ENIG yra kietas auksas?

Ne, ENIG nėra kietas auksas. Jis dažnai vadinamas minkštu auksu. Aukso sluoksnis yra plonas ir lygus. Dėl to ENIG lengva lituoti. Tai užtikrina aukštą litavimo jungties patikimumo lygį. Daugumai elektroninių komponentų ENIG yra geriau nei kietasis auksas. Minkštas aukso sluoksnis palengvina litavimą. Tai tinka daugeliui litavimo programų.

• Kokio storio yra kietojo aukso PCB?

Kietojo aukso sluoksnis ant a PCB skiriasi pagal storį. Natūralu, kad jo klasifikacijai priklauso nuo 3 iki 50 mikronų (μin). Standartinis storis naudojamas 32 μ in. Dažniausiai pasirenkamas plonesnis aukso sluoksnis prototipai. Tai sumažina išlaidas ir tik atitinka pagrindinius reikalavimus. Jis taip pat turi būti šiek tiek storesnis aukso spalvos kraštinėms jungtims. Be to, šios sritys užsikemša ir atjungiamos akivaizdžiai, patvariau. Tam tikru specialiu būdu padengtas auksu paprastai yra iki 150 μin. Tinkamai atlikus, jis naudojamas tik tam tikriems poreikiams. Storis skirsis priklausomai nuo to, kaip bus naudojama PCB.

• Kokio storio yra auksas su ENIG apdaila?

Naudojant ENIG apdailą, aukso sluoksnis paprastai yra nuo 0.05 iki 0.23 µm. Paprastai po juo esantis nikelio sluoksnis yra 2.5–5.0 µm storio. Cheminė reakcija sudaro šį aukso sluoksnį, perkeldama auksą link nikelio atomų, prieš sujungdama aukso sluoksnį. Auksas teka per PCB, sudarydamas ploną ir lygų aukso sluoksnį. Aukso storis yra litavimo veiksnys. Jei jis per plonas, gali susidaryti per porėtas sluoksnis. Be to, jei jis per storas, tai turi įtakos nikelio sluoksnio stiprumui. Galutinis aukso storis taip pat priklauso nuo proceso temperatūros.

Išvada

Šiuo PCBTok tinklaraštyje palyginome „Hard Gold“ ir „ENIG“ dengimą PCB gamybai. Tai sumažino jų procesų skirtumus, litavimo efektyvumą, atsparumą dilimui ir atsparumą korozijai. ENIG yra geriausias litavimui, o kietasis auksas - labai susidėvinčioms vietoms. Į įrašą taip pat buvo pateikti patarimai, kaip nuspręsti, kuris dengimas tinka jūsų konkrečiai programai.