HDI-Leiterplattenherstellung ---Oberflächenbehandlung mit Immersionsgold
Gesendet:28. Januar 2023
Kategorien: Blogs
Stichworte: Platine,PCBA,Leiterplattenmontage,Leiterplattenherstellung, PCB-Oberflächenbeschaffenheit
ENIG bezieht sich auf stromloses Nickel/Immersionsgold, auch chemisches Ni/Au genannt. Seine Verwendung erfreut sich aufgrund der Einhaltung bleifreier Vorschriften und seiner Eignung für den aktuellen PCB-Designtrend von HDI und Feinabständen zwischen BGAs und SMTs zunehmender Beliebtheit .
ENIG ist ein chemischer Prozess, bei dem das freiliegende Kupfer mit Nickel und Gold plattiert wird. Es besteht also aus einer doppelten Schicht metallischer Beschichtung, 0,05–0,125 µm (2–5 μ Zoll) Immersionsgold (Au) über 3–6 µm (120–160–160 µm). 240 μ Zoll) aus stromlosem Nickel (Ni), wie in der normativen Referenz angegeben.Während des Prozesses wird Nickel auf palladiumkatalysierten Kupferoberflächen abgeschieden, woraufhin Gold durch molekularen Austausch an der vernickelten Fläche haftet.Die Nickelbeschichtung schützt das Kupfer vor Oxidation und dient als Oberfläche für die Leiterplattenmontage sowie als Barriere, um zu verhindern, dass Kupfer und Gold ineinander wandern. Die sehr dünne Au-Schicht schützt die Nickelschicht bis zum Lötprozess und sorgt für niedrige Werte Kontaktwiderstand und gute Benetzung.Diese Dicke bleibt auf der gesamten Leiterplatte konstant.Die Kombination erhöht die Korrosionsbeständigkeit erheblich und bietet eine ideale Oberfläche für die SMT-Bestückung.
Der Prozess umfasst die folgenden Schritte:
1) Reinigung.
2) Mikroätzung.
3) Voreintauchen.
4) Auftragen des Aktivators.
5) Nachtauchen.
6) Aufbringen des chemischen Nickels.
7) Auftragen des Immersionsgoldes.
Immersionsgold wird typischerweise nach dem Auftragen der Lötstoppmaske aufgetragen, in einigen Fällen wird es jedoch vor dem Lötstopplack aufgetragen.Dies führt natürlich zu deutlich höheren Kosten, wenn das gesamte Kupfer mit Gold plattiert wird und nicht nur das, was nach dem Lötstopplack freiliegt.
Das obige Diagramm veranschaulicht den Unterschied zwischen ENIG und anderen Goldoberflächen.
Technisch gesehen ist ENIG aufgrund seiner vorherrschenden Planarität und Homogenität der Beschichtung die ideale bleifreie Lösung für Leiterplatten, insbesondere für HDI-Leiterplatten mit VFP, SMD und BGA.ENIG wird in Situationen bevorzugt, in denen enge Toleranzen für Leiterplattenelemente wie plattierte Löcher und Einpresstechnik erforderlich sind.ENIG eignet sich auch zum Bondlöten von Drähten (Al).ENIG wird dringend für Leiterplattenanforderungen empfohlen, bei denen es um Lötarten geht, da es mit verschiedenen Montagemethoden wie SMT, Flip-Chips, Durchstecklöten, Drahtbonden und Einpresstechnik kompatibel ist.Die stromlose Ni/Au-Oberfläche hält mehreren thermischen Zyklen und dem Umgang mit Anlaufen stand.
ENIG kostet mehr als HASL, OSP, Immersion Silver und Immersion Tin.Während eines Prozesses kommt es manchmal zu schwarzen Flecken oder schwarzen Phosphorflecken, bei denen eine Ansammlung von Phosphor zwischen den Schichten zu fehlerhaften Verbindungen und gebrochenen Oberflächen führt.Ein weiterer Nachteil sind unerwünschte magnetische Eigenschaften.
Vorteile:
- Flache Oberfläche – hervorragend für die Montage von Fine-Pitch-Geräten (BGA, QFP…)
- Hervorragende Lötbarkeit
- Lange Haltbarkeit (ca. 12 Monate)
- Guter Kontaktwiderstand
- Hervorragend geeignet für dicke Kupferleiterplatten
- Bevorzugt für PTH
- Gut für Flip-Chips
- Geeignet für Press-fit
- Drahtbondbar (bei Verwendung von Aluminiumdraht)
- Hervorragende elektrische Leitfähigkeit
- Gute Wärmeableitung
Nachteile:
- Teuer
- Schwarzes Phosphorpad
- Elektromagnetische Störungen, erheblicher Signalverlust bei Hochfrequenz
- Nacharbeit nicht möglich
- Nicht für Touch-Kontaktpads geeignet
Häufigste Verwendungen:
- Komplexe Oberflächenkomponenten wie Ball Grid Arrays (BGAs), Quad Flat Packages (QFPs).
- Leiterplatten mit Mixed Package Technologies, Press-Fit, PTH, Drahtbonden.
- Leiterplatten mit Drahtbonden.
- Hochzuverlässige Anwendungen, zum Beispiel Leiterplatten in Branchen, in denen Präzision und Haltbarkeit von entscheidender Bedeutung sind, wie z. B. Luft- und Raumfahrt, Militär, Medizin und High-End-Verbraucher.
Als führender Anbieter von PCB- und PCBA-Lösungen mit mehr als 15 Jahren Erfahrung ist PCB ShinTech in der Lage, alle Arten der Leiterplattenfertigung mit variabler Oberflächenbeschaffenheit anzubieten.Wir können mit Ihnen zusammenarbeiten, um ENIG-, HASL-, OSP- und andere Leiterplatten zu entwickeln, die auf Ihre spezifischen Anforderungen zugeschnitten sind.Wir bieten preisgünstige Leiterplatten aus Metallkern/Aluminium und starr, flexibel, starr-flexibel und mit Standard-FR-4-Material, hohem TG oder anderen Materialien.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 28.01.2023
