ENEPIG vs. ENIG: Uygulamanız için doğru PCB yüzey finişini seçmek

PCB imalatında, yüzey finişi, kaynaklanılabilirliği, korozyon direnci ve uzun vadeli güvenilirliği etkileyen kritik ancak genellikle göz ardı edilen bir bileşendir.En popüler iki yüksek performanslı bitirme ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) ve ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold)Her ikisi de nikel ve altın katmanları kullanırken, farklı yapıları, tüketici elektroniklerinden havacılık sistemlerine kadar özel uygulamalar için daha uygun hale getirir.

Bu kılavuz, ENEPIG ve ENIG arasındaki farklılıkları, bileşimlerini, üretim süreçlerini, performans özelliklerini ve ideal kullanım durumlarını karşılaştırarak ayrıştırıyor.Maliyetlere öncelik veriyor musunuz?, solderability veya sert ortamlara direnç, bu bitirmeyi anlamak PCB'lerinizin gereksinimlerine uyan bilinçli kararlar vermenize yardımcı olacaktır.

ENIG ve ENEPIG Nedir?
Hem ENIG hem de ENEPIG, bakır izlerini oksidasyondan korumak için tasarlanmış daldırma tabanlı yüzey kaplamalarıdır.

ENIG (elektrolüzsüz nikel dalgalanma altını)
ENIG, açık bakır yastıklara uygulanan iki katmandan oluşur:

a.Elektrolü Nikel (Ni): Bakır ve altın arasında bir bariyer olarak hareket eden ve difüzyonu önleyen 515μm kalınlığında bir katman. Sertlik ve korozyon direnci sağlar.
b. Dondurma Altını (Au): Nikel'i oksidasyondan koruyan ve mükemmel kaynaklılığı sağlayan 0.05 ‰ 0.2 μm ince bir katman.

ENEPIG (elektriksiz Nikel Elektriksiz Palladium Daldırma Altını)
ENEPIG, yapıya bir palladium katmanı ekleyerek üç katmanlı bir bitki oluşturur:

a. Elektroksız Nikel (Ni): ENIG'le aynı, 515μm kalınlığında, temel bir bariyer olarak hizmet eder.
b.Elektroksız Palladium (Pd): Nikkel ve altın arasında, korozyon direncini artıran ve nikkel-altın difüzyonunu önleyen 0.1 ‰ 0.5 μm bir katman.
c. Dondurma Altını (Au): 0.05 ‰ 0.2μm kalınlığında, ENIG'e benzer, ancak palladium katmanı sayesinde daha iyi yapışkanlık.

ENIG ve ENEPIG Nasıl Üretilir
Bu kaplamalar için üretim süreçleri benzerliklere sahiptir, ancak performanslarını etkileyen temel adımlarda farklılık gösterir:

ENIG Üretim Süreci
1Temizleme: Bakır yüzeyleri yağ, oksit ve kirleticileri çıkarmak için temizlenir.
2Mikro kazım: Hafif bir asit kazımı, nikelin yapışmasını iyileştirmek için kaba bir bakır yüzeyi oluşturur.
3Elektroksız Nikel Depozisyonu: Nikel kimyasal bir reaksiyon (elektrik olmadan) yoluyla demir üzerinde tek tip bir katman oluşturarak depolanır.
4Dondurma Altın Depozisyonu: Altın galvanik bir reaksiyon yoluyla yüzeyde nikelin yerini alır ve ince, koruyucu bir katman oluşturur.

ENEPIG Üretim Süreci
1Temizleme ve Mikroçazma: Bakır yüzeyini hazırlamak için ENIG ile aynı.
2Elektroksız Nikel Depozisyonu: ENIG ile aynı, temel katmanı oluşturur.
3.Elektroksız Palladium Depozisyonu: Palladium nikelin üzerine kimyasal olarak depolanır ve nikelin altınla reaksiyona girmesini engelleyen bir bariyer oluşturur.
4Dondurma Altın Depozisyonu: Altın yüzeyde palladiumun yerini alır ve palladium katmanı ENIG'den daha güçlü yapışkanlık sağlar.

Performansta Anaçlı Farklar
ENEPIG'e palladiyum eklenmesi, ENIG'e kıyasla farklı performans özellikleri yaratır:
1. Kaynatılabilirlik
ENIG: Mükemmel başlangıç kaynaklılığı, ancak nikel, özellikle kurşunsuz kaynaklarla (örneğin, SAC305) zamanla lehimle kırılgan metallerarası bileşikler (IMC) oluşturabilir.Bu, yüksek sıcaklık uygulamalarında eklem gücünü azaltabilir.
ENEPIG: Palladyum tabakası bir tampon olarak hareket eder, IMC oluşumunu yavaşlatır ve birden fazla geri akış döngüsünden sonra bile solderability'i korur (ENIG için 3'e karşı 5'e kadar).Bu, yeniden işleme veya birden fazla montaj aşamasına ihtiyaç duyan PCB'ler için ideal hale getirir.

2Korozyona Direnci
ENIG: Nikel iyi korozyon direnci sağlar, ancak ince altın katmanındaki iğne delikleri nikel nemle maruz kalabilir, bu da “siyah yastık” kusurlarına “saldırma kabiliyetini zayıflatan korozyona uğramış nikel”ye yol açabilir.
ENEPIG: Palladium, altın katmanındaki iğne deliklerini doldurur ve nikelden daha korozyona dayanıklıdır, siyah yastık riskini %70~80% azaltır. Nemli veya tuzlu ortamlarda (örneğin,Deniz elektronikleri).

3. Tel bağlama kapasitesi
ENIG: Altın tel bağlama için kabul edilebilir (yarı iletken ambalajlarında yaygın), ancak ince altın tabakası birden fazla bağla aşınır.
ENEPIG: Palladyum katmanı, hem altın hem de alüminyum tel bağlama için uygun olan altın yapışkanlığını arttırır.

4Maliyet.
ENIG: Daha az malzeme ve aşama nedeniyle daha düşük maliyet, eşdeğer PCB hacimleri için ENEPIG'den tipik olarak %10~20% daha ucuzdur.

ENEPIG: Palladium katmanı malzeme ve işleme maliyetlerini artırır, bu da daha pahalı hale getirir, ancak genellikle daha iyi güvenilirlik ile haklı çıkar.

Karşılaştırmalı tablo: ENIG vs. ENEPIG

ENIG için ideal uygulamalar
ENIG'in performans ve maliyet dengesi, onu birçok yaygın uygulama için uygun kılar:
1Tüketici Elektronikleri
Akıllı telefonlar, dizüstü bilgisayarlar ve tabletler: ENIG, kapalı kullanım için yeterli korozyon direnci sağlar ve daha düşük maliyetle ince tonlama bileşenlerini (0,4 mm BGA) destekler.
Giyilebilir cihazlar: İnce altın tabakası, nadiren yeniden işlenebilen küçük, düşük güçlü cihazlar için iyi çalışır.

2Endüstriyel Kontroller
PLC'ler ve Sensörler: ENIG, orta sıcaklıkları (125°C'ye kadar) ve ara sıra toz veya nemle maruz kalmayı idare ederek fabrika ortamları için uygun maliyetli bir seçim haline gelir.

3. Düşük Hacimli Prototipleme
ENIG'in daha düşük maliyeti ve yaygın kullanılabilirliği, uzun vadeli güvenilirliğin bütçeden daha az kritik olduğu prototipler ve küçük seri üretimi için idealdir.

ENEPIG için ideal uygulamalar
ENEPIG'in üstün performansı, talepkâr ortamlarda daha yüksek maliyetini haklı çıkarır:
1Havacılık ve Savunma
Aviyonik ve radar sistemleri:ENEPIG, nem ve tuz püskürtmesinden kaynaklanan korozyona karşı dayanıklıdır (hava ve deniz uygulamaları için kritik) ve aşırı sıcaklık döngüleri (-55 ° C'den 125 ° C'ye kadar) boyunca solderability'i korur.

2. Tıbbi cihazlar
İmplant edilebilir ve Tanısal Ekipmanlar: Palladium katmanı, steril veya vücut sıvısı ortamlarında biyo uyumluluğu ve uzun vadeli güvenilirliği sağlayarak siyah bant kusurlarını önler.

3Yüksek Güvenilirlik Otomobil Elektronikleri
ADAS ve EV Güç Modülleri: ENEPIG, güvenlik açısından kritik sistemlerde leylek eklemlerinin arızalanma riskini azaltarak, kaputun altındaki sıcaklıklara (150 ° C'ye kadar) ve tekrarlanan termal döngüye dayanır.

4. Tel bağlama uygulamaları
Yarım iletken ambalajı ve RF modülleri: ENEPIG'in alüminyum tel bağlama ve daha yüksek bağ sayıları ile uyumluluğu, yüksek frekanslı cihazlar (5G, radar) için idealdir.

Yaygın Yanlış Anlayışlar
A.ENEPIG her zaman ENIGIG'den daha iyidir: Doğru değildir. ENIG birçok uygulama için yeterlidir ve daha düşük maliyeti fiyat hassas pazarlarda bir avantaj sağlar.
B.ENIG'in siyah yastık kusuru kaçınılmazdır: Uygun süreç kontrolü (örneğin banyo kimyasalını korumak, altın kalınlığını sınırlamak) kalite odaklı üretimde siyah yastık riskini %1'e düşürür.
C. ENEPIG'deki palladiyum çok pahalı yapar: Yüksek güvenilirlik uygulamaları için, ENEPIG'in daha uzun ömrü ve düşük yeniden işleme maliyetleri genellikle daha yüksek ön fiyatını telafi eder.

ENIG ve ENEPIG Arasındaki Seçim
Karar vermek için şu faktörleri göz önünde bulundurun:

1Güvenilirlik Gereksinimleri: PCB'niz sert ortamlarda (nem, tuz, aşırı sıcaklıklar) çalışırsa veya birden fazla tekrar akış gerektirirse, ENEPIG yatırım yapmaya değer.
2Maliyet Duyarlılığı: Uzun vadeli güvenilirliğin ikincil olduğu tüketici elektroniği veya düşük hacimli projeler için, ENIG daha iyi bir değer sunar.
3Montaj İhtiyaçları: ENEPIG, yeniden işleme, tel bağlama veya kurşunsuz lehimler gerektiren PCB'ler için tercih edilir (kurşunlu alternatiflerden daha fazla nikel gerektirir).
4Endüstri Standartları: Havacılık (AS9100) ve tıp (ISO 13485) genellikle daha yüksek güvenilirliği için ENEPIG'i zorunlu kılarken, tüketici elektroniği ENIG'i kabul edebilir.

Sık Sorulan Sorular
S: ENIG ve ENEPIG aynı PCB'de kullanılabilir mi?
A: Evet, ancak nadirdir. Bazı tasarımlar kritik olmayan bantlar için ENIG ve yüksek güvenilirlik alanları için ENEPIG kullanır (örneğin güç konektörleri), ancak bu üretim karmaşıklığını arttırır.

S: ENIG ve ENEPIG kaplamaları ne kadar süre depolanır?
A: ENIG'in kontrollü koşullarda (30°C, %60 RH) 6~12 aylık bir raf ömrü varken, ENEPIG, palladium katmanından dolayı bunu 12~18 aya kadar uzatır.

S: ENEPIG kurşunsuz lehimlerle uyumlu mu?
C: Evet ve kurşunsuz lehimlerle (örneğin, SAC305) ENIG'den daha iyi performans gösterir, çünkü palladiyum kırılgan metaller arası oluşumu azaltır.

S: ENIG'de siyah bantın nedenleri nelerdir?
A: Altın banyoda altın çökmesi veya kirlenmesi sırasında aşırı kazınma, nemle maruz kalınca korozyon geçiren (siyahlaşan) gözenekli nikel oluşturabilir.

S: ENEPIG ince tonlama bileşenleri için kullanılabilir mi (≤0.3mm tonlama)?
C: Evet, tekdüze katman yapısı, ince tonlu BGA'lar ve QFP'ler için uygun hale getirir ve genellikle lehim köprüsünü önleme konusunda ENIG'i geçer.

Sonuçlar
ENIG ve ENEPIG her ikisi de yüksek kaliteli yüzey kaplamalarıdır, ancak farklı yapıları onları belirli uygulamalar için daha uygun hale getirir.,ENEPIG'in palladium tabakası ise sert ortamlar ve yüksek performanslı sistemler için üstün korozyon direnci, solderability ve güvenilirlik sağlar.

Seçiminizi PCB'lerinizin çalışma koşullarına, montaj gereksinimlerine ve bütçenize uygun hale getirerek, en iyi performansı ve uzun ömrü sağlayacaksınız.Karar, maliyet ve risk dengelenmesiyle sonuçlanır., ENEPIG ise kritik uygulamalarda arıza riskini azaltır.