Что такое печатная плата с золотым покрытием: ENIG (иммерсионное золочение) против печатной платы с золотым покрытием.

Обработка поверхности — это не только выбор внешнего вида печатной платы. Она напрямую влияет на качество пайки, электрическую стабильность и долговременную надежность изделия. Сегодня мы рассмотрим один из видов обработки поверхности — золочение печатных плат. Среди различных процессов обработки поверхности золочение печатных плат широко используется в изделиях с высокими требованиями к надежности благодаря своей превосходной антиоксидантной способности и стабильной работе.

Однако в реальной инженерной и производственной практике термин «позолоченная печатная плата» часто приводит к недоразумениям. В большинстве случаев он относится к двум совершенно разным процессам: ENIG (иммерсионное золочение) и электролитическое золочение печатной платы.

Далее в этой статье мы рассмотрим золочение поверхности с точки зрения производства и систематически сравним различия между ENIG-покрытием и традиционным золочением печатных плат. Для начала давайте разберемся, что такое золочение печатной платы.

Что такое печатная плата с золотым покрытием?

позолоченный Печатные платы относится к Печатные платы В данном случае золото используется в качестве финишного слоя обработки поверхности на открытых проводящих участках платы (таких как контактные площадки, точки контакта или интерфейсы разъемов). Основная цель золочения печатных плат — предотвращение окисления медной поверхности и обеспечение стабильности электрических соединений во время сборки и эксплуатации. На печатных платах с золотым покрытием слой золота в основном служит защитным слоем поверхности.

В зависимости от метода формирования золотого слоя, золото покрытием печатных плат В целом, золочение можно разделить на два типа: иммерсионное золочение и гальваническое золочение. Мы уже упоминали об этом ранее, и далее будет дано подробное объяснение.

Типы золотого покрытия печатных плат

Как уже упоминалось выше, с точки зрения производства процесс золочения печатных плат можно разделить на две основные категории: ENIG (химическое никелирование с последующим золочением) и электролитическое золочение. Среди процессов электролитического золочения можно выделить твердое и мягкое золото в зависимости от физических свойств золотого слоя.

В следующей таблице представлен обзор распространенных типов Печатные платы золотое покрытие. Твердое и мягкое золото — это подвиды золота, полученного методом гальванического покрытия.

Иммерсионное золотое покрытие

Золотое золочение ENIG — широко используемый процесс химической обработки поверхности в производстве печатных плат. В этом процессе слой золота осаждается на поверхность никелевого слоя посредством реакции химического замещения, и при этом не требуется внешний ток.

В технологии ENIG основное назначение золотого покрытия — защита нижележащих слоев никеля и меди от окисления, а также обеспечение стабильной поверхности для пайки при последующей сборке. Благодаря равномерной толщине и гладкой поверхности золотого покрытия, этот процесс обычно используется для контактных площадок поверхностного монтажа и областей с компонентами с малым шагом.

Примечание: В пластинах ENIG, изготовленных с использованием этого процесса, основная функция золотого слоя ограничивается защитой поверхности и обеспечением надежности сборки.

Гальваническое золото

Электролитическое золочение — это процесс нанесения золота на поверхность печатной платы электрохимическим методом под электрическим напряжением. В отличие от иммерсионного золочения, этот процесс позволяет точно контролировать толщину золотого слоя и больше подходит для областей со специфическими требованиями к контактным характеристикам. Электролитическое золочение обычно используется в областях, требующих долговременного стабильного электрического контакта или частого подключения и отключения, таких как золотые контакты и контакты разъемов.

Твердое золото и мягкое золото

В процессе электролитического золочения золотой слой также может быть дополнительно классифицирован на основе его механических свойств.

Как работает ENIG (погружное золочение)

Электролитическое золочение (ENIG) — это процесс химической обработки поверхности, используемый при производстве печатных плат с золотым покрытием. В отличие от гальванического золочения, иммерсионное золочение не требует использования электрического тока на протяжении всего процесса. Вместо этого, на открытой медной поверхности образуется никель-золотая структура посредством ряда контролируемых химических реакций.

Процесс ENIG обычно состоит из следующих трех основных этапов.

Активация меди

Перед нанесением металлического покрытия необходимо тщательно очистить и активировать открытые медные контактные площадки на печатной плате с золотым покрытием, удалив оксидный слой, загрязнения и остатки предыдущего процесса. Этот этап обеспечивает стабильную и равномерную основу для последующего нанесения металлического слоя. Неправильный контроль активации медной поверхности напрямую повлияет на общую надежность золотого покрытия печатной платы.

Химическое осаждение никеля

После завершения активации медной поверхности на нее в результате химической реакции осаждается слой никеля. Этот процесс не использует электрический ток, поэтому никелевый слой может быть равномерно сформирован на всех открытых участках. В платах с золотым покрытием никелевый слой является ключевым структурным слоем, и его обычная толщина составляет приблизительно 3 мм.–6 мкм. Его основные функции включают:

В качестве диффузионного барьерного слоя между медью и золотом.

Обеспечение необходимой механической прочности

Формирование действительно свариваемого соединения в процессе сборки.

В печатной плате с золотым покрытием именно этот слой никеля участвует в образовании паяных соединений.

Иммерсионное золотое покрытие

После образования никелевого слоя на его поверхность методом реакции замещения наносится чрезвычайно тонкий слой золота. В процессе иммерсионного золочения ионы золота замещают небольшую часть металла на поверхности никеля, образуя тем самым равномерное золотое покрытие. При иммерсионном золочении толщина золотого слоя обычно относительно мала, как правило, от 0.05 до 0.1 мкм. Его основная функция заключается в предотвращении окисления никелевого слоя до пайка и обеспечить стабильные поверхностные условия для позолоченная печатная плата сборка.

В готовой печатной плате с золотым покрытием сам золотой слой не образует структуру точек пайки. В процессе пайки оплавлением золото быстро растворяется в припое. Затем припой непосредственно реагирует со слоем никеля, образуя настоящую металлургическую связь. В структуре покрытия ENIG золото в основном служит защитным слоем, в то время как слой никеля является основным интерфейсом, определяющим надежность точек пайки на печатной плате с золотым покрытием.

ENIG против Золотой Платиныed Печатная плата: основные отличия

Применение печатных плат с золотым покрытием

В зависимости от способа сборки печатной платы, условий эксплуатации и наличия механического износа, можно выбрать различные типы золочения печатных плат. Хотя ENIG и электролитическое золочение относятся к золочению печатных плат, их области применения существенно различаются.

Иммерсионное золочение в основном используется в тех случаях, когда... пайка Качество, плоскостность поверхности и надежность сборки имеют первостепенное значение. Типичные области применения включают:

Бытовая электронная техника, собранная с использованием поверхностного монтажа (SMT).

Промышленные щиты управления с плотной проводкой

Медицинская электроника с высокими требованиями к стабильности паяных соединений.

Автомобильные электронные платы с многослойной структурой

Компоненты для поверхностного монтажа высокой плотности с использованием корпусов BGA, QFN или устройств с малым шагом выводов.

В рамках этих применений основным требованием является получение гладкой, устойчивой к окислению и пригодной для использования поверхности. пайка Поэтому ENIG широко считается традиционным выбором для печатных плат с золотым покрытием, предназначенных в основном для монтажа.

Электролитически покрытые золотом печатные платы в основном используются в тех случаях, когда механическая прочность и надежность контактов имеют первостепенное значение. Типичные области применения включают:

Золотые штифты на плате расширения

Разъем задней панели

Модуль памяти

Область интерфейса, требующая частого введения и извлечения или контакта.

В таких случаях образуется более толстый слой золота. позолоченная печатная плата Этот процесс позволяет поддерживать стабильный электрический контакт даже при многократном механическом износе. Если при нанесении золочения на печатные платы методом ENIG или другими способами ошибочно выбрать зоны с высоким износом, это часто приводит к преждевременному выходу из строя или ненужным затратам на доработку.

Как выбрать правильное золотое покрытие

Выбор подходящего метода обработки поверхности печатной платы золотом зависит от понимания функционального расположения печатной платы в реальном изделии, а не просто от вопроса «следует ли использовать золотое покрытие». Прежде всего, необходимо уточнить, что основная функция золотого слоя — пайка или обеспечение контакта.

В следующих ситуациях, как правило, более подходящим вариантом является иммерсионное золочение:

Сборка печатной платы осуществляется с использованием технологии поверхностного монтажа (SMT).

К ровности поверхности предъявляются особые требования.

Золотое покрытие используется в основном для предотвращения окисления, а не для защиты от износа.

При обработке поверхности всей доски необходимо учитывать контроль затрат.

В следующих случаях целесообразнее выбрать печатную плату с гальваническим покрытием:

Плата оснащена позолоченными контактами или разъемами.

Оно должно выдерживать многократное подключение и отключение, а также скольжение контактов.

Существуют четкие требования к механической износостойкости.

К толщине золотого слоя предъявляются строгие требования по контролю.

В реальных проектах на многих платах с золотым покрытием одновременно используются оба метода: контактные площадки обрабатываются методом ENIG, а золочение наносится только на определенные контактные зоны. Такое комбинированное решение для золочения печатных плат позволяет достичь более разумного баланса между надежностью, производительностью и стоимостью. В конечном итоге, выбор подходящего процесса золочения печатных плат должен основываться на реальных требованиях к применению, а не на цвете поверхности или названии самого процесса.

Заключение

«Золотое покрытие печатной платы» — это общий термин для различных процессов золочения. В данной статье рассматриваются два основных метода: химическое золочение и электролитическое золочение. Как описано в статье, эти два метода имеют существенные различия в формировании золотого слоя, контроле толщины и их практическом применении на печатной плате.

Основная цель процесса ENIG — создание плоской и устойчивой к окислению поверхности для пайки при поверхностном монтаже. Электролитическое золочение чаще используется в функциональных контактных зонах. На практике во многих печатных платах используются как химическое, так и электролитическое золочение. ENIG применяется в зонах, требующих пайки, а электролитическое золочение — в отдельных контактных зонах для достижения разумного баланса между производительностью и стоимостью.

О PCBasic

Время — деньги в ваших проектах — и PCBasic получает это. PCБазовый  - это компания по сборке печатных плат который обеспечивает быстрые и безупречные результаты каждый раз. Наш комплексный Услуги по сборке печатных плат включают экспертную инженерную поддержку на каждом этапе, гарантируя высочайшее качество каждой платы. Как ведущий производитель сборки печатных плат, мы предлагаем комплексное решение, которое оптимизирует вашу цепочку поставок. Сотрудничайте с нашими передовыми Завод по производству прототипов печатных плат для быстрого выполнения заказов и превосходных результатов, которым вы можете доверять.