Hay muchas Acabado de superficie de PCB técnicas para garantizar un rendimiento óptimo y aumentar la vida útil.
La guía de hoy se centra en la técnica de superficie ENIG: siga leyendo para obtener más información.
- ¿Qué es ENIG en PCB?
- ¿Cuáles son los pasos del proceso en ENIG Plating?
- ¿Cuáles son los beneficios de los PCB de ENIG?
- ¿Cuáles son las desventajas de los PCB ENIG?
- ¿Qué es ENIG RoHS?
- ¿El recubrimiento ENIG está libre de plomo?
- ¿Qué materiales se utilizan en ENIG Plating?
- ¿Cuál es la comparación entre ENIG y HASL Finish en PCB?
- ¿Cuál es el espesor del revestimiento ENIG?
- ¿Qué es un Black Pad en ENIG PCB?
- ¿Hay alguna diferencia entre el recubrimiento ENIG y ENEPIG en PCB?
- ¿Cuáles son los problemas de soldabilidad de ENIG y cómo puede resolverlos?
- ¿Cuál es la vida útil de ENIG PCB?
- ¿Cuáles son los Estándares de PCBs ENIG?
- ¿Cómo se compara el baño ENIG y el baño de oro duro?
- ¿Cuáles son las formas correctas de manipular los PCB de ENIG?
- ¿Qué es la cocción de PCB ENIG?
- ¿Qué debe tener en cuenta al determinar el acabado de la superficie de la placa de circuito impreso?
- ¿Cómo se puede oxidar el PCB ENIG?
- ¿Qué debe tener en cuenta en ENIG Plating?
¿Qué es ENIG en PCB?
Oro de inmersión en níquel no electrolítico (ENIG) es una forma de revestimiento de superficie de PCB que los protege de la corrosión y otros defectos.
Se compone de un revestimiento metálico de doble capa en el que una fina capa de oro cubre una capa de níquel no electrolítico.
El níquel electrolítico protege las almohadillas de cobre de la oxidación y proporciona una buena superficie de soldadura para los componentes.
El oro ayuda a proteger el níquel de la oxidación, especialmente durante el almacenamiento.
Esto facilita un rendimiento eléctrico excepcional y duradero de la PCB que dura muchos años.
Este método de recubrimiento domina el mercado en la industria de PCB, gracias al cumplimiento de RoHS y su versatilidad con el ensamblaje de componentes.
¿Cuáles son los pasos del proceso en ENIG Plating?
Para conseguir un acabado ENIG en tu PCB, hay varios pasos que debes seguir.
Para cada uno de estos pasos, necesita un diseño, control y seguimiento cautelosos para lograr un acabado deseable.
Los pasos del proceso incluyen;
Activación de Cobre
- Para este paso, el objetivo es hacer que la capa de cobre sea activa para la deposición de níquel sin electricidad.
El PCB primero se somete a un proceso de limpieza.
La limpieza ayuda a eliminar el polvo, las huellas dactilares, los residuos de oxidación y humedece aún más la superficie para eliminar el aire atrapado en los orificios pasantes.
- Sigue el micrograbado para pelar una capa de cobre y modificar su topografía.
Es necesario considerar cuidadosamente la base de micrograbado de la cual el sulfúrico/peróxido es la mejor opción.
Debe controlar y mantener el tiempo de permanencia, la temperatura de funcionamiento, la vida útil del baño y la preparación para que este paso sea eficaz.
- El enjuague adecuado logra el micrograbado para eliminar cualquier residuo.
Esto se debe a que provocan oxidación que interfiere con los depósitos de catalizadores de paladio en el siguiente proceso.
También puede involucrar una inmersión previa del catalizador para eliminar el agua de enjuague, los rastros de oxidación y acidificar la superficie.
- La superficie se somete además a un baño de catalizador que consiste en sulfato de paladio en ácido sulfúrico con un pH bajo.
Este baño crea una base sobre la cual se depositará el níquel y luego el oro.
Debe asegurarse de enjuagar correctamente la superficie después del baño para evitar residuos de paladio en el paso de níquel químico.
Níquel Electroless
- Este paso implica el uso de sulfato de níquel para generar níquel e hipofosfito de sodio como agente reductor.
El hipofosfato distribuye los electrones necesarios para reducir el ion níquel a níquel metálico. Además, la temperatura específica para facilitar esta reacción debe oscilar entre 175 °F y 185 °F en una solución de pH débilmente ácido.
- Esto finalmente deposita una capa de níquel sobre la superficie de cobre. El níquel sirve como una capa preventiva que protege al cobre de reaccionar con otros componentes, incluido el oro.
Oro de inmersión
En este paso, la oxidación de níquel-metal a iones de níquel produce electrones que facilitan la reducción de oro en una solución.
Estos electrones reducen los iones de oro a una capa consistente de metal dorado que protege el níquel hasta el proceso de soldadura.
El grosor del oro debe coincidir con criterios específicos para permitir que el níquel mantenga su soldabilidad.
¿Cuáles son los beneficios de los PCB de ENIG?
Hay una serie de beneficios que ofrece este tipo de acabado.
Algunos de los beneficios que lo convierten en uno de los métodos de recubrimiento más confiables son;
Buena superficie plana
Este tipo de recubrimiento logra una capa uniforme y plana que permite que la PCB sea compatible con componentes de superficie complejos.
Algunos de los componentes que requieren tal planitud de la superficie son el montaje de la matriz de rejilla de bolas (BGA) y los chips giratorios.
Resistencia a la oxidación
La capa de oro de inmersión evita que la superficie de níquel se oxide.
Esto limita las posibilidades de que se produzca corrosión en la placa. Tener esta propiedad prolonga la vida útil de la PCB.
Excelente rendimiento eléctrico
Este tipo de acabado superficial facilita una buena conducción eléctrica entre los componentes de la placa.
Esto lo convierte en una mejor opción por la que los fabricantes optarían en comparación con otros tipos de acabado.
Resiste altas temperaturas
ENIG tiene una buena propiedad de difusión térmica que le permite soportar condiciones de temperatura extremas.
Esta propiedad le permite preservar la funcionalidad de la PCB independientemente de las condiciones ambientales, lo que la hace confiable.
Prolongación de la vida útil
Este revestimiento protege su PCB de cualquier defecto externo, incluida la corrosión, lo que le permite durar más tiempo antes de su uso.
Puede mantenerlos almacenados durante un promedio de 12 meses o más.
Sin plomo
Este método de acabado no utiliza plomo en ninguno de sus pasos de proceso.
Por lo tanto, eliminas la exposición al plomo, una sustancia dañina y fatal para los seres humanos.
Ideal para agujeros pasantes enchapados (PTH)
El enchapado ENIG proporciona una superficie de soldadura perfecta, lo que facilita a los fabricantes trabajar de manera efectiva en los orificios pasantes enchapados.
Versátil con productos electrónicos
Este acabado superficial es ampliamente adecuado para su uso en productos electrónicos.
Su facilidad de ajuste preciso y rendimiento confiable lo hacen deseable para computadoras, teléfonos inteligentes, aparatos médicos, etc.
RoHS
Esta forma de acabado de superficie cumple con todos los requisitos de Restricciones de Sustancias Peligrosas (RoHS) para la fabricación de PCB.
Los fabricantes, por lo tanto, utilizan ampliamente este método de enchapado cuando fabrican placas de circuito impreso.
¿Cuáles son las desventajas de los PCB ENIG?
Este tipo de revestimiento de PCB tiene su parte de deficiencias. Algunas de sus desventajas son:
- Es un proceso costoso en comparación con otros tipos de acabado superficial. Esto se debe a que sigue un proceso complejo para llegar al resultado.
- No se puede volver a trabajar una vez que experimente defectos que dificulten su reparación.
- También experimenta pérdida de señal cuando lo usa durante mucho tiempo. Esto puede afectar el rendimiento general de su dispositivo, especialmente para aplicaciones de integridad de señal.
- Es susceptible de experimentar una almohadilla negra que es una acumulación de fósforo entre las capas de oro y níquel.
Esto puede provocar además la fractura de la superficie y el mal funcionamiento de las conexiones.
¿Qué es ENIG RoHS?
La Restricciones de Sustancias Peligrosas (RoHS) es una regulación que restringe el uso de sustancias peligrosas en dispositivos eléctricos y electrónicos.
Diez sustancias venenosas, incluidos el plomo, el mercurio, el cadmio, el cromo hexavalente, etc., caen bajo esta restricción.
El uso de estas sustancias para terminar su PCB representa un alto riesgo para la salud de los fabricantes y consumidores.
El acabado superficial ENIG cumple con RoHS, lo que significa que son seguros para su uso y manipulación sin grandes riesgos.
¿El recubrimiento ENIG está libre de plomo?
Sí, este tipo de revestimiento no contiene plomo.
Cumple con la directiva RoHS para la fabricación de PCB, lo que lo hace respetuoso con el medio ambiente y ofrece un amplio margen de uso.
Este acabado superficial también disfruta de un gran dominio en la industria de PCB debido a esta característica.
¿Qué materiales se utilizan en ENIG Plating?
Hay dos materiales principales que utilizan los fabricantes en este tipo de revestimiento de PCB, que son el níquel y el oro.
El níquel pasa por una reacción química autocatalítica en un baño líquido formando una capa de níquel sobre la superficie de cobre.
Esta capa de níquel químico evita que la superficie de cobre entre en contacto con compuestos que puedan causar oxidación.
Una capa de oro adicional protege la capa de níquel de la oxidación durante el almacenamiento y también proporciona una baja resistencia de contacto.
¿Cuál es la comparación entre ENIG y HASL Finish en PCB?
Estos son dos métodos diferentes de recubrimiento de superficie que puede usar para terminar su PCB. Se comparan de las siguientes maneras;
- ENIG es un método bastante complejo para platear su PCB, lo que lo hace más costoso. Por otra parte, HASL es un método sencillo y económico.
- ENIG es un método ecológico porque no utiliza compuestos peligrosos como el plomo, por lo que cumple con RoHS. Por el contrario, el recubrimiento HASL contiene plomo que requiere un manejo especial y no puede usarse para productos que cumplen con RoHS.
- Cuando se trata de volver a trabajar, puede volver a trabajar fácilmente en una PCB con acabado HASL sin ninguna dificultad. ENIG es bastante difícil de someterse a reelaboraciones en caso de daños causados en él.
- ENIG tiene una buena difusión térmica y puede soportar altas temperaturas. HASL, por otro lado, no puede soportar altas temperaturas y puede provocar que las placas sean defectuosas.
- ENIG es más adecuado cuando se trabaja con orificios pasantes enchapados en la placa, mientras que HASL no es adecuado para esto.
- ENIG proporciona una superficie plana que lo hace ideal para la colocación de componentes de tecnología de montaje superficial (SMT). La superficie HASL es inconsistente, por lo que no es adecuada para SMT.
¿Cuál es el espesor del revestimiento ENIG?
Conseguir una capa plana fina y uniforme tanto para el níquel como para el oro es vital cuando se fabrican placas de circuito impreso con acabado ENIG.
Debe monitorear constantemente el proceso, especialmente cuando se baña en una solución líquida para lograr esto.
Las dos capas también deben ser diferentes en su dimensión de espesor.
La capa de níquel no electrolítico debe alcanzar un espesor que oscile entre 4 y 7 µm.
Mientras que la capa de oro debe variar de 0.05 a 0.23 µm.
¿Qué es un Black Pad en ENIG PCB?
Este es uno de los problemas de fabricación que ocurren cuando se enchapa con el acabado ENIG.
Esta condición surge cuando el baño de níquel contiene un exceso de fósforo que conduce a la corrosión de la capa de níquel.
La almohadilla negra también puede emerger cuando hay un depósito excesivo de oro sobre el níquel en el proceso de inmersión.
Es difícil detectar o ver la almohadilla negra en el tablero cuando se completa el proceso de enchapado.
También conduce a juntas de soldadura defectuosas que se agrietan cuando se produce tensión.
Esto termina siendo un resultado irreparable y costoso para los fabricantes.
¿Hay alguna diferencia entre el recubrimiento ENIG y ENEPIG en PCB?
Sí, estos dos métodos de recubrimiento difieren en varios aspectos. Algunas de sus diferencias incluyen;
- ENIG introduce una capa de oro de inmersión directamente encima de su capa de níquel electrolítico. En cambio, ENEPIG tiene una capa adicional de paladio no electrolítico entre el níquel y la capa final de oro.
- ENIG está sujeto a experimentar una almohadilla negra debido a la corrosión límite entre el níquel y el oro de inmersión. Por otro lado, ENEPIG está libre de este defecto ya que introduce paladio entre las capas de oro y níquel.
- ENIG es un contraste menos costoso que ENIG debido a la introducción de paladio como ingrediente adicional.
- Para la unión de alambres como el oro, ENEPIG es más confiable en comparación con ENIG.
¿Cuáles son los problemas de soldabilidad de ENIG y cómo puede resolverlos?
Surgen algunos problemas con la soldadura de juntas de soldadura ENIG.
Entre estos temas se incluyen; Grietas no humectantes y juntas de soldadura que causan una falla de continuidad eléctrica.
Estos problemas pueden surgir durante el proceso de montaje en superficie o cuando un cliente está utilizando el producto.
La causa principal de tales problemas es la corrosión de la capa de níquel que comúnmente se denomina almohadilla negra.
Esto afecta el proceso de reflujo de soldadura.
Para evitar la almohadilla negra, debe tomar las siguientes medidas;
- Controle el nivel de pH del baño de níquel electrolítico.
- Analice el contenido de estabilizador que utiliza en el baño de níquel químico.
- Durante la inmersión en oro, controle de cerca el proceso para mantener su espesor lo más ideal posible.
¿Cuál es la vida útil de ENIG PCB?
Al usar este tipo de acabado de superficie, puede mantener su PCB almacenada durante un promedio de 12 meses.
Este tipo de revestimiento tiene una vida útil más larga en comparación con otros métodos de acabado en la industria de PCB.
¿Cuáles son los Estándares de PCBs ENIG?
Varias normas se relacionan con este tipo de acabado superficial.
Algunos de ellos son;
Estándar IPC 4552A
Este conjunto de normas aborda las especificaciones de rendimiento para los espesores de revestimiento ENIG.
Especifica los criterios de aceptación para sus aplicaciones, incluida la soldadura, la unión de cables y el acabado de contacto para PCB.
IPC-7095D-AM1
Este estándar cubre el diseño y la fabricación para la tecnología de matriz de rejilla de bolas (BGA) y BGA de paso fino (FBGA).
Se centra en los problemas de inspección, reparación y confiabilidad que pueden enfrentar las placas de circuito impreso que utilizan estos paquetes.
¿Cómo se compara el baño ENIG y el baño de oro duro?
Estas dos formas de acabado de PCB tienen diferentes características.
Se comparan de las siguientes maneras;
- En ENIG, se necesita una reacción química para permitir la unión de la capa de oro a la capa de níquel. Mientras que, al igual que en el baño de oro duro, la fijación del oro se produce a través del baño.
- El grosor de ENIG y el baño de oro duro varían. La capa de oro duro es más gruesa en comparación con ENIG que es más delgada.
- El costo del acabado superficial ENIG es relativamente menor en comparación con el del baño de oro duro.
- ENIG es más fácil de soldar, mientras que el chapado en oro duro no es adecuado para soldar, ya que provoca defectos de soldadura.
- Es probable que experimente un cortocircuito con oro duro debido a su diseño denso. En cambio, ENIG limita esto ya que solo tiene níquel-oro en las almohadillas.
¿Cuáles son las formas correctas de manipular los PCB de ENIG?
Este acabado necesita un manejo adecuado ya que es propenso a la oxidación y la corrosión debido a la exposición a la humedad.
Su oxidación conduce a una mala humectación después de la soldadura, lo que provoca defectos como uniones defectuosas que provocan la falla de la placa.
El aceite y el sudor de las manos humanas también pueden causar deslustre.
Por lo tanto, el manejo adecuado de implicaría; usar guantes y almacenar la placa de circuito en un paquete hermético para evitar la oxidación.
¿Qué es la cocción de PCB ENIG?
Este es un proceso de calentamiento de PCBs de acabado ENIG en un horno, con la intención de expulsar la humedad.
Este proceso se realiza antes del montaje superficial de los tableros.
Es importante tener en cuenta que el horneado también puede dañar su tabla si pasa por alto las condiciones adecuadas.
Siempre debe consultar con su fabricante para que lo guíe sobre las condiciones apropiadas que debe observar antes de hornear su tablero.
¿Qué debe tener en cuenta al determinar el acabado de la superficie de la placa de circuito impreso?
Seleccionar el acabado correcto es una decisión importante que debe tomar antes de fabricar su tablero.
Algunos de los factores clave a considerar son;
- Entorno de aplicación para su producto final.
- Componentes que instalará.
- Costo
- Cumplimiento RoHS
- Duracion
- Resistencia al calor
- Resistencia a golpes/caídas
- Volumen de producción
- Volumen y rendimiento
¿Cómo se puede oxidar el PCB ENIG?
La oxidación de dichos PCB puede ocurrir bajo ciertas condiciones, que incluyen;
- Si la densidad del oro y el níquel cae por debajo de los requisitos del acabado ENIG, se vuelven porosos y provocan oxidación.
- El manejo inadecuado con las manos desnudas, las encimeras sucias y el almacenamiento deficiente también pueden provocar oxidación.
¿Qué debe tener en cuenta en ENIG Plating?
Hay varios factores a los que debe prestar mucha atención con este tipo de acabado superficial.
Algunos de ellos incluyen;
Costo
Este método de acabado utiliza materiales como el oro en su proceso, que es costoso.
Por otro lado, este método de recubrimiento tampoco es reprocesable una vez que existen defectos en ellos.
Por lo tanto, el costo de producción se vuelve sensible ya que puede escalar enormemente.
Almohadillas negras
Esto puede ocurrir de alguna manera si no supervisa de cerca el proceso de enchapado.
Tampoco es fácilmente detectable y visible y puede provocar problemas de soldabilidad.
Por lo tanto, preste mucha atención para evitar la existencia de almohadillas negras en su PCB.
Según sus requisitos específicos, Venture Electronics ofrece una gama de acabados superficiales de PCB.
Contáctanos hoy mismo para todas sus necesidades de fabricación de PCB.
