表面处理使用沉金工艺ENIG有什么好处?

表面处理使用沉金工艺ENIG有什么好处?

PCB(印刷电路板)沉金工艺是一种表面处理技术,通过化学沉积的方法,在电路板的焊盘或其他金属化区域上制造一层薄薄的金属涂层。下面是沉金工艺的主要优势,以及适用情况:

沉金工艺的优势:

1. 良好的导电性:金的导电性能良好,可以保证电路板的可靠连接。

2. 抗氧化性和耐腐蚀性:金的金属性质比较稳定,晶体结构比较致密,不易发生氧化反应,可以有效防止氧化和腐蚀,保护铜箔不受环境影响,延长电路板的使用寿命。

3. 可多次回焊,可焊性良好:沉金形成的晶体结构比其他表面处理更容易焊接,能够提供稳定的焊接效果,即使长时间存放也不会影响焊接质量。

4. 接触可靠性:在需要频繁插拔或接触的应用中,金层可以减少接触电阻,提高电气连接的稳定性。

5. 平整度:沉金工艺通常能够提供较好的平面度和平整度,这对于精密元件的安装非常有利。像FPGA这种芯片特别是引脚不好焊接的。

6. 厚度可控:沉金层的厚度可以通过工艺参数精确控制,以满足不同的应用需求。

7. 适用于细间距器件:对于高密度PCB设计,沉金后的板面平整度优秀、厚度均匀,适合细间距(high-density interconnect, HDI)和微通孔技术。

沉金工艺具备诸多优势,因此在多种场景中得到广泛应用:

  1. 高可靠性要求的产品:军事设备、航空航天器材、医疗设备这类需要长期稳定运行的产品,对可靠性要求极高。沉金工艺能够为其提供出色的可靠性与耐久性,满足设备在长时间使用过程中的严苛需求。
  2. 高密度组装领域:在高密度组装(HDI)板以及微通孔技术的应用场景中,沉金工艺可发挥关键作用。它能提供更好的平整度和平滑度,为微小部件的装配创造良好条件,有助于提升整体组装的精度和质量。
  3. 频繁插拔的连接器:像服务器主板上的 CPU 插座这类需要经常插拔的连接器,在使用过程中容易出现接触磨损的问题。沉金工艺能够有效减少这种磨损,显著提高连接器的使用寿命 ,保障设备的稳定运行。
  4. 精密测量仪器:在精密测量和测试设备中,确保良好的接触性能至关重要。沉金工艺可以减少信号损失,为仪器的高精度测量提供可靠保障,保证测量结果的准确性。
  5. 恶劣环境下的应用:当设备处于湿度高、温度变化大或者存在腐蚀性气体的恶劣环境中时,沉金工艺能够提供额外的防护。它可以有效抵御环境因素对设备的侵蚀,延长设备在恶劣环境中的使用寿命。

尽管沉金工艺具有诸多优点,但也有一些潜在的限制:

•成本较高:沉金工艺需要使用金盐等贵金属作为原材料。制造还需要用到专门的设备,设备的购置成本较高,日常的维护和保养需要一定的费用。沉金工艺包括多个步骤,为确保沉金的质量和效果都会导致生产成本的增加。沉金工艺中会产生含有重金属离子的废水,因此需要配备专门的废水处理设备和工艺对废水进行处理,使其达到环保排放标准。

•焊接强度有限:沉金是在铜表面通过化学置换反应沉积一层很薄的金来防止铜氧化,进而改善表面的可焊性和接触性能。一般来说,金层很薄,在焊接过程中,若焊接温度和时间控制不当时,金会迅速溶入焊料中,导致焊接界面处的成分发生变化,可能影响焊接强度。且沉金工艺的焊接强度可能不足以长期稳定地固定电子器件。

•有黑垫或黑镍的风险:在沉金工艺中,如果化学镀镍溶液的成分出现问题、镀液被杂质污染、金层沉积不均匀或者过薄而无法完全覆盖镍层,都有可能导致黑垫和黑镍的产生。这两种现象都会严重影响产品的电气性能和和可焊性。

 

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