Differenza tra oro duro ed ENIG per la produzione di PCB

Introduzione

Scegliere il perfetto finitura superficiale in Produzione di PCB è fondamentale per prestazioni complete e lunga durata. In questo articolo confrontiamo la placcatura in oro duro superficiale con la placcatura ENIG. Comprendere le caratteristiche della placcatura in oro duro e della placcatura ENIG e come vengono utilizzate ti aiuterà a scegliere quella che si adatta al tuo PCB.

Cos'è la placcatura in oro duro?

Finitura superficiale in oro duro (oro elettrolitico duro) è un rivestimento duro e resistente. Gli indurenti d'oro sono un'aggiunta, rispetto al nichel. Viene anche utilizzato su placcatura del bordoe punti di contatto PCB, dove viene spesso utilizzato per fornire connessioni forti e resistenti all'usura. Altri dispositivi come gli interruttori a membrana sono guidati per durare più a lungo quando vengono utilizzati ripetutamente da contatti in oro o "dita d'oro". La mascheratura è seguita dalla galvanizzazione in oro 24 carati sul nichel esposto. Questa finitura svolge un buon lavoro di protezione delle superfici PCB, comprese le connessioni affidabili e di lunga durata.

Cos'è la placcatura ENIG?

Una finitura PCB piuttosto popolare è Doratura chimica a immersione in nichel (ENIG). Ha due strati: nichel e oro. Il primo passaggio è quello di ricoprire con nichel i pad di rame. Lo strato di nichel è anche una protezione e consente la saldatura. E uno strato di oro viene applicato sopra, creando una pellicola sottile. Ciò che impedisce al nichel di ossidarsi è l'oro, che aiuta a presentare una superficie liscia e piatta. Questa è un'ottima superficie per saldare i componenti. Conforme alla direttiva RoHS, L'ENIG è un materiale durevole e ad alta conduttività, comunemente utilizzato.

Differenze tra oro duro e ENIG

Una delle decisioni più importanti che prendi quando si tratta della tua scheda in termini di durata è usare Hard Gold o ENIG nella produzione di PCB. Hard Gold ed ENIG hanno i loro meriti con diverse applicazioni. In questo caso, qui, analizzeremo le differenze di queste finiture per aiutarti a scegliere quelle più adatte alle tue esigenze.

Principio del processo

Il processo chimico utilizzato da ENIG è chiamato placcatura in nichel e oro, che viene applicato alla superficie del rame. Previene la diffusione del rame e rende l'oro sottile durevole, fungendo da base. Lo strato d'oro rende saldabile e resiste all'ossidazione. A differenza della placcatura in oro duro, che utilizza galvanica per creare uno strato d'oro più spesso e duro direttamente sopra il rame, questo materiale è composto principalmente da nichel. Ciò produce una saldatura molto dura e senza vuoti con una buona resistenza all'usura, adatta per l'uso in cui le parti saranno soggette a usura intensa.

Sequenza di processo

La sequenza di applicazione varia tra ENIG e Hard Gold. Dopo il maschera di saldatura viene applicata la placcatura ENIG in cui l'oro viene depositato chimicamente sul rame esposto. La maschera di saldatura deve essere dopo la placcatura in oro duro, che deve avvenire prima poiché il processo deve essere conduttivo. Questo perché la differenza in questo significa che se l'oro duro ha bisogno di una corrente elettrica per essere placcato, che la maschera bloccherebbe, può essere placcato solo su aree di rame aperte.

Prestazioni di saldatura

ENIG è ben noto per il suo strato d'oro liscio e 'morbido' che offre giunzioni di saldatura di ottima qualità. Saldatura facile sulla maggior parte Componenti PCB è supportato dalla sua superficie uniforme su cui supporta forti legami. Sebbene possiamo realizzare l'oro più duro e sia super resistente, la saldatura diventa una prova più grande. La superficie è dura, quindi può portare a problemi di saldatura che la rendono meno adatta ad applicazioni che richiedono un alto grado di affidabilità della saldatura.

Resistenza all'usura

Lo strato d'oro sottile e più morbido dell'ENIG lo rende relativamente poco resistente all'usura. Il contatto meccanico è limitato e questo è un aspetto per cui è più adatto. Per quanto riguarda l'oro duro, è fatto di una placcatura in oro estremamente resistente all'usura, più spessa e dura. È la qualità perfetta per connettori e altre aree ad alto contatto che richiedono una durata estrema.

Resistenza all'ossidazione

Il sottile strato d'oro di ENIG garantisce un buon livello di resistenza all'ossidazione e quindi crea contatti puliti e funzionali che durano più a lungo del PCB e funzionano correttamente nel tempo. Tuttavia, non è il più resistente per l'esposizione a lungo termine a condizioni difficili. Anche se la placcatura Hard Gold produce uno strato d'oro più spesso, lo strato d'oro fornisce una resistenza all'ossidazione superiore, guadagnandosi la reputazione di una scelta migliore per gli ambienti che necessitano di una durata super.

Colore

La placcatura ENIG ha un tono leggermente più giallo a causa della deposizione chimica del suo sottile strato d'oro. La struttura cristallina elettrodeposta unica conferisce alla placcatura Hard Gold un aspetto più giallo scuro. Con questa finitura, i PCB hanno un aspetto caldo e dorato. A volte la distinzione di colore tra una scheda finita e un PCB con finitura a scheda nuda può aiutarti a identificare la finitura su un PCB.

Costo

In ENIG, lo strato d'oro più sottile rende la finitura superficiale più economica, quindi è più comune in molti PCB standard. Tuttavia, l'oro duro richiede un'applicazione più significativa dell'oro, e questo ne aumenta il costo. Per questo motivo, l'oro duro è spesso designato per applicazioni speciali, molto soggette a usura, in cui il costo è giustificato dalla longevità.

Durezza

Una cosa bella di ENIG è che è relativamente morbido, molto flessibile strato d'oro è buono per le normali attività di saldatura e per l'uso su PCB standard. L'oro duro è molto più duro del metallo, il che porta a una maggiore resistenza e resistenza contro aree ad alta usura come i connettori. La durezza presta l'oro duro dove il contatto o la manipolazione sono ripetuti.

Resistenza alla corrosione

ENIG ha una grande resistenza alla corrosione, il che lo rende adatto all'uso a lungo termine in condizioni moderate. Impedisce ai componenti PCB di essere distrutti dall'usura graduale, proteggendoli nel tempo. Tuttavia, mentre l'oro duro è troppo duro per essere piegato, ENIG è meno resistente alla corrosione ma molto più durevole e utilizzabile.

Spessore

La placcatura in oro duro è molto più spessa dello strato d'oro in ENIG, che è nell'ordine di 1-3 micropollici. L'oro duro può essere spesso diverse decine di micropollici e quindi fornire la resistenza necessaria su aree ad alta usura. Pertanto il grande vantaggio dell'oro duro nelle applicazioni con contatto meccanico è proprio questa differenza di spessore.

Applicazioni

Essendo estremamente duro e relativamente durevole, l'oro duro si trova spesso su connettori, dita d'oro o altre aree che sono frequentemente in contatto meccanico. Tuttavia, ENIG è più efficace in quelle aree in cui è necessario saldare in modo preciso, liscio e piatto ai componenti meno piombati e ball grid array (BGA)Ogni finitura ha la sua applicazione, quindi conoscerne gli utilizzi può aiutarti a scegliere quella più adatta al tuo PCB.

Placcatura in oro duro: vantaggi e svantaggi

Entreremo poi più nel dettaglio sui vantaggi e gli svantaggi di come la placcatura in oro duro sia straordinaria per durata, elevata levigatezza superficiale e lunga durata di vita utile. Tuttavia, affronta anche sfide come la saldatura complessa, l'incollaggio inadeguato per applicazioni sensibili e costi più elevati rispetto ad altri processi di placcatura.

Vantaggi

• Granulometria piccola: La struttura granulare dell'oro duro è molto fine, tipicamente 20-30 nanometri. Di conseguenza, ha una superficie molto liscia e visivamente lucente.
• Durabilità e durezza: Può sopportare elevate forze di contatto e usura grazie a una durezza di 130-200 HK25.
• Durata della vita lunga: La placcatura in oro duro può essere sottoposta a numerosi cicli di utilizzo perché è ideale per le aree soggette a forte attrito o scorrimento.

Svantaggi

• Difficile da saldare: La saldatura dell'oro duro è più difficile rispetto all'ENIG a causa dei metalli che lo compongono: nichel, cobalto e ferro.
• Non applicabile alle applicazioni sensibili: Questo tipo di placcatura non è molto adatto per metodi come ultrasonico or termostatico legame.
• Costo maggiore: La placcatura in oro duro richiede molto materiale e una quantità maggiore, per cui è quella che costa di più tra le finiture.

Placcatura ENIG: vantaggi e svantaggi

Vediamo i pro e i contro della placcatura ENIG, che è facile da saldare, buona per le applicazioni di giunzione e migliore resistenza alla corrosione. Ma rivela anche la sua minore durata, la sua minore qualità di resistenza all'usura e la sua suscettibilità ai graffi a causa della sua morbidezza.

Vantaggi

• Più morbido e più facile da saldare: L'oro duro è più duro e meno incline alla saldatura e ai legami rispetto alla placcatura ENIG.
• Meglio per unire le applicazioni: La placcatura ENIG è la più morbida e pura tra le finiture e di conseguenza è ideale per metodi di giunzione delicati come la saldatura a ultrasuoni o termostatica.
• Resistenza alla corrosione: Nel tempo, la placcatura ENIG garantisce una migliore resistenza alla corrosione e quindi una maggiore affidabilità in ambienti difficili.

Svantaggi

• Durabilità inferiore: L'oro duro è più durevole della placcatura ENIG, che ha una durezza compresa tra 20 e 100 HK25.
• Resistenza all'usura limitata: La placcatura ENIG può sopportare solo forze di contatto fino a 35 grammi e, se soggetta a forte usura, non durerà a lungo.
• Più suscettibili ai graffi: La placcatura ENIG è più morbida dell'oro duro, per cui è più soggetta a graffi e danni.

Come scegliere il giusto approccio di placcatura

La scelta della placcatura utilizzata per il tuo PCB è importante. Il modo in cui la scheda viene montata è quindi determinato da questo. A seconda delle diverse applicazioni, sono richieste diverse proprietà come resistenza all'usura, saldabilità e resistenza alla corrosione. Una finitura giusta farà durare il tuo PCB e farà come dovrebbe.

Assorbimento della forza di contatto e resistenza all'usura

Se si verificano elevate forze di contatto, la placcatura in oro duro è una scelta migliore. È progettata per l'usura da movimento ripetuto. L'oro duro è utilizzato dove è più probabile che le parti siano soggette a stress meccanico. È utilizzato in parti più piccole. Quindi, queste parti dovrebbero essere in grado di sopportare carichi più elevati per periodi di tempo più lunghi. Per questo motivo, è un'alternativa migliore alle finiture più morbide come ENIG.

Adesione / Saldabilità

Grazie al suo strato di oro morbido e puro, la placcatura ENIG è molto più facile da saldare rispetto all'oro duro. Per connessioni sensibili, come la saldatura a filo, è perfetta. La qualità ENIG la rende lo strato migliore da utilizzare su componenti delicati. La saldatura con oro duro, specialmente sul lato dei metalli non preziosi, può essere difficile.

Forma

La placcatura può avere una finitura lucida e brillante che si adatta bene alle applicazioni in cui l'aspetto conta. Ciò conferisce ai componenti un aspetto raffinato ed elegante. ENIG fornisce funzionalità, ma in un modo altrettanto poco attraente. Se l'aspetto conta, Hard Gold è solitamente la scelta più saggia.

Bonding

Le applicazioni di bonding sensibili come il bonding ultrasonico o termosonico si abbinano bene alla placcatura ENIG. Un legame sicuro e affidabile è il risultato del suo strato di oro morbido. Poiché la durezza dell'oro duro può causare difficoltà con una lavorazione così delicata, non lo raccomanderemo come scelta. ENIG è la scelta migliore per un bonding complesso.

Resistenza alla corrosione

L'oro duro si corrode mentre la placcatura ENIG ha una corrosione superiore. La sua elevata purezza previene l'ossidazione e prolunga la durata dei tuoi componenti. I metalli aggiunti nell'oro duro possono accelerarne la corrosioneLa placcatura ENIG è la soluzione migliore se si necessita di una resistenza alla corrosione a lungo termine.

Domande frequenti su oro duro vs ENIG

• ENIG è oro duro?

No, ENIG non è oro duro. Spesso viene chiamato oro morbido. Lo strato d'oro è sottile e liscio. ENIG è facile da saldare in questo modo. Offre un elevato livello di affidabilità per la giunzione di saldatura. Per la maggior parte dei componenti elettronici, ENIG è migliore dell'oro duro. Lo strato d'oro morbido rende più facile la saldabilità. È adatto a molte applicazioni di saldatura.

• Quanto è spesso il PCB in oro duro?

Lo strato di oro duro su un Il PCB varia in base allo spessore. Naturalmente, da 3 a 50 micron (μin) appartengono alla sua classificazione. 32 μ in è usato come spessore standard. Di solito si sceglie uno strato d'oro più sottile per prototipi. Questo riduce i costi e soddisfa solo una serie di requisiti di base. Deve anche essere oro leggermente più spesso per i connettori di bordo. Oltre a questo, queste aree vengono ovviamente inserite e disinserite in modo più duraturo. La placcatura in oro è solitamente fino a 150 μin in alcune applicazioni speciali. Quando è fatta bene, viene utilizzata solo per esigenze particolari. Lo spessore varierà a seconda di come verrà utilizzato il PCB.

• Quanto è spesso l'oro nella finitura ENIG?

In una finitura ENIG, lo strato d'oro è in genere compreso tra 0.05 e 0.23 µm. Di solito lo strato di nichel sottostante è spesso da 2.5 a 5.0 µm. Una reazione chimica forma questo strato d'oro, spostando l'oro verso gli atomi di nichel prima di combinarsi per creare lo strato d'oro. L'oro scorre attraverso il PCB creando uno strato d'oro sottile e uniforme. Lo spessore dell'oro è un fattore determinante per la saldabilità. Può causare uno strato troppo poroso se è troppo sottile. Inoltre, se è troppo spesso, influisce sulla resistenza dello strato di nichel. Lo spessore finale dell'oro dipende anche dalla temperatura di processo.

Conclusione

In questa PCBTok blog, abbiamo confrontato la placcatura Hard Gold con quella ENIG per la produzione di PCB. Ha colmato le differenze di processo, le prestazioni di saldatura, la resistenza all'usura e alla corrosione. ENIG è la migliore per la saldabilità e Hard Gold per le aree ad alta usura. Il post includeva anche suggerimenti per decidere quale placcatura è giusta per la tua applicazione specifica.