PCB陶瓷电路板：ENIG 与 ENEPIG综合比较

在裸露焊盘上涂上金属/有机涂层，称之为表面处理。表面光洁度可保护铜焊盘免受划痕和氧化，同时促进回流焊炉中的焊接。虽然表面处理有多种类型，但 ENIG 和 ENEPIG 是两种通用类型。制造商通常将它们用于陶瓷PCB、柔性板和刚柔结合 PCB，以提供高可靠性。与 OSP、HASL、浸锡等相比，ENIG 和 ENEPIG 具有更好的表面光洁度。

如何选择表面光洁度？

到目前为止，制造商使用更普遍接受的表面处理，如 OSP 或有机焊接防腐剂、HASL 或热风焊料整平、沉锡、沉金、ENIG 和ENEPIG。这些表面处理中的每一种都有其优点和缺点，因此有必要选择最适合应用的一种。选择表面光洁度需要考虑成本、应用环境、细间距元件、含铅或无铅焊料的使用、操作频率、保质期、抗跌落和抗冲击性、体积和吞吐量以及热阻等因素。

随着PCB趋向于微通孔和更精细的线路，以及HASL和OSP的缺点，例如平整度和助焊剂消除问题，变得更加突出，对ENIG等表面处理的需求不断增长。此外，ENEPIG 是对黑色焊盘的改进，而黑色焊盘是 ENIG 的主要弱点。

什么是沉金表面处理？

ENIG，即化学镀镍浸金，在电子行业也称为化学金或浸金。这种类型的表面处理提供了两层金属层——金层和镍层——制造商将它们依次沉积在 PCB 焊盘表面上。这种表面光洁度是一种选择性表面光洁度，这意味着某些特定焊盘可能具有 ENIG 表面光洁度，而其他焊盘可能具有其他类型，例如 OSP、HAL、HASL 或浸锡。制造商分几个步骤进行 ENIG 表面处理：

铜活化

PCB 制造商首先通过清洁来激活铜层。这有助于清除表面上的灰尘和氧化物残留物。它们还润湿表面以去除穿孔中残留的气体或空气。下一步是用过氧化物或硫酸对表面进行微蚀刻。一些制造商还采用预浸催化剂来去除氧化残留物。

化学镀镍

该过程的下一步是在活化的铜表面上涂覆一层镍。该镍层充当屏障或抑制剂，防止铜表面与任何其他元素发生反应。

沉金

这是该过程的最后一步。制造商将 PCB 浸入混合物中，氧化镍表面，产生镍离子并从混合物中还原金。还原后的金形成金属涂层，保护镍表面。金面厚度必须符合规格。

ENIG 表面处理的优点

ENIG 涂层具有许多优点，主要是：

● 表面平整度——对于BGA等细间距元件和其他小形状元件特别有用。

● 适用于压接组件— 为电气测试提供良好的连接。

● 适用于引线接合和边缘卡连接器。

● 与ENEPIG 相比更便宜。

ENIG 表面处理的缺点

ENIG 涂层也有一些缺点：

● 黑垫— 不受监管的镍和金电镀工艺的结果。

●  PCB 涂层厚度可变——由于不受管制的镀镍和镀金工艺造成的。

● 低润湿性——焊接期间。

什么是 ENEPIG 表面处理？

ENEPIG 是化学镀镍化学镀钯浸金的缩写。PCB 焊盘表面上的这种类型的金属涂层具有三层——镍、钯和金——制造商一层一层地沉积。除了保护铜表面免受腐蚀和氧化外，这种类型的表面处理还适用于高密度 SMT 设计。制造商首先激活铜表面，然后沉积一层化学镀镍，然后沉积一层化学镀钯，最后沉积一层浸金。该过程与他们在 ENIG 过程中遵循的过程有些相似。ENEPIG工艺是在ENIG技术的基础上增加了钯层而开发的。

添加钯涂层可改善PCB 表面保护。钯层可防止镍变质并防止与金涂层相互作用。化学镀过程中的化学还原形成镍和钯的薄层。最后，金层可以保护钯免受元素的影响。

ENEPIG 表面处理的优点

● 减少由于钯的存在而导致的质量问题，例如黑垫。

● 优良的可焊性和高回流焊阶段。

● 提供高度可靠的引线接合能力。

● 支持高密度过孔。

● 满足小型化的广泛标准。

● 适用于薄型PCB。

ENEPIG 表面处理的缺点

● 比ENIG 更贵。

● 较厚的钯层会降低SMT 焊接的效率。

● 更长的润湿时间。

ENIG 和 ENEPIG 表面处理之间的相似之处

尽管这是两种不同类型的表面处理，但它们也有一些共同的特征。ENIG 和 ENEPIG 表面处理均采用化学镀镍和沉金。两者都提供笔直、平坦的焊接表面，使得在 PCB 表面上焊接小型元件变得更加容易。此外，这两种表面处理均不含铅，是 PCB 产品的绿色替代品。

ENIG 和 ENEPIG 均提供出色的电气性能和热扩散性能。使用 ENIG 或 ENEPIG 涂覆 PCB 焊盘表面需要遵循类似的程序。例如，这两种工艺的启动都是从铜活化开始，然后是化学镀镍涂层。两种表面处理的最后一层是沉金。

ENIG 和 ENEPIG 表面处理之间的差异

两种表面处理之间的主要区别在于 ENEPIG 中存在钯层。这层钯具有高抗氧化性，提高了表面光洁度的电气性能。然而，与 ENIG 相比，额外的钯层增加了 ENEPIG 表面处理的成本。

此外，由于焊点可靠性低，导致金线接合的 ENIG 表面光洁度不一致。此外，还需要采取额外的程序来阻止 ENIG 中的镍腐蚀。对于此类问题，ENIG 表面处理最适合低端电子产品。

选择 ENIG 或 ENEPIG 的注意事项

1.应用

选择最佳的表面光洁度取决于应用和用例。例如，如果应用要求 PCB 在高温环境下运行，则最好使用 ENIG。这是因为 ENIG 表面处理可以承受高温。

2.成本

这是一个需要考虑的重要因素。例如，如果您正在寻找低成本的表面光洁度，ENIG 可以满足您的要求。由于 ENEPIG 具有额外的钯层，因此增加了成本。然而，ENEPIG 比固体金涂层成本更低。

3.平整度

许多传统的表面光洁度不够光滑和平坦。这使得安装具有微小外形尺寸的非常小的 SMT 元件变得困难。对于 BGA 等细间距元件来说，不光滑的表面也会带来问题。然而，ENIG 和 ENEPIG 表面光洁度都非常光滑，并在焊盘上形成薄而均匀的层。

4.打线键合

ENEPIG 提供了引线键合的最佳选择，因为其表面光洁度具有很强的引线键合能力。

5.触摸界面

ENEPIG 可以毫无问题地处理触摸界面。

6.ROHS 合规性

许多传统的表面处理含有有害物质，因此不符合 RoHS 的要求。ENIG 和 ENEPIG 均完全符合 RoHS 要求且无铅。

7.保质期

电路板的保质期是一个关键因素。ENIG 和 ENEPIG 表面处理的保质期长达一年。

结论：

ENIG和 ENEPIG 的现代表面处理高度可靠。它们非常适合高质量陶瓷电路板。由于 PCB 不含铅等任何有害物质，因此符合 RoHS 要求。此外，两种表面处理都为 SMT 安装提供了非常平坦和水平的表面。然而，ENEPIG 可以满足使用各种 SMT 封装的 PCB 的任何额外规范。ENEPIG 经常用于军事、航空航天和医疗行业所需的 PCB。

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【文章来源】：展至科技

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