ENIG PCB 제조: 공정, 품질 관리 및 산업 표준

고객에 의해 인적화된 이미지

전기 불량 니켈 몰입 금 (ENIG) 은 의료 기기부터 항공 우주 시스템까지 높은 신뢰성 전자제품의 PCB 표면 완공에 대한 금 표준이되었습니다.독보적 인 부식 저항성, 용접 가능성 및 얇은 피치 구성 요소와의 호환성은 현대 PCB에 필수적입니다.ENIG의 성능은 제조 과정과 품질 표준을 엄격히 준수하는 것에 전적으로 달려 있습니다.심지어 작은 오차도 black pad 결함 또는 약한 용접 관절과 같은 치명적인 오류로 이어질 수 있습니다. 이 가이드에서는 ENIG 제조 프로세스, 중요한 품질 관리 조치,그리고 일관성 있는신뢰성 있는 결과입니다.

ENIG 는 무엇 이며 왜 중요 합니까?
ENIG는 PCB 구리 패드에 적용되는 두층 표면 완화입니다.
1. 닉스 층 (37μm 두께) 은 구리 확산에 대한 장벽으로 작용하고 강한 용매 결합을위한 기초를 제공합니다.
2금층 (0.05~0.2μm 두께) 이 니켈을 산화로부터 보호하여 장기 용접성을 보장합니다.

전류판 피니쉬와 달리 ENIG는 화학 반응 (전기가 아닌) 을 사용하여 퇴적하여 마이크로 비아와 얇은 피치 BGA와 같은 복잡한 기하학에서도 균일한 커버리지를 가능하게합니다.이 때문에:
1신호 무결성이 중요한 고주파 PCB (5G, 레이더)
2.바이오 호환성 및 부식 저항성을 요구하는 의료기기.
3.항공 전자제품은 극한의 온도와 진동에 노출됩니다.

ENIG 제조 과정: 단계별로
ENIG 적용은 정밀 화학 과정으로 여섯 가지 중요한 단계가 있습니다. 결함을 피하기 위해 각 단계가 엄격하게 통제되어야합니다.

1사전 처리: 구리 표면을 청소합니다.
ENIG를 적용하기 전에 PCB의 구리 패드는 완벽하게 깨끗해야 합니다. 기름, 산화물, 또는 흐름 잔류와 같은 오염 물질은 니켈과 금의 적절한 접착을 방지하여 탈층화로 이어집니다.
a.부유: PCB는 알칼리성 청소제로 침몰하여 기름과 유기 잔해를 제거합니다.
b.산 에칭: 가벼운 산 (예를 들어, 황산) 은 산소를 제거하고 더 나은 니켈 접착을 위해 마이크로 거친 표면을 만듭니다.
c.미크로어칭: 나트륨 퍼스울فات 또는 수소 과산화물 용액은 구리 표면을 균일한 거칠성 (Ra 0.2 ∼ 0.4μm) 으로 에치하여 니켈 층 결합을 안전하게 보장합니다.
중요한 매개 변수:
청소 시간: 2~5분 (가장 길게는 너무 많이 깎아, 너무 짧게는 오염물질을 남깁니다.)
b.어치 깊이: 1μ2μm (비단 미세먼지 흔적 없이 산소를 제거합니다.)

2전기 없는 니켈 퇴적
정제된 PCB는 전기가 없는 니켈 욕조에 잠겨, 화학 반응으로 구리 표면에 니켈-포스포스 합금이 퇴적됩니다.
반응 화학: 욕조에 있는 니켈 이온 (Ni2+) 은 환원 물질 (일반적으로 나트륨 히포포스피트) 에 의해 금속 니켈 (Ni0) 로 환원된다.포스포스 (중량 5~12%) 가 니켈 층에 포함됩니다., 부식 저항성을 향상시킵니다.
프로세스 컨트롤:
a.온도: 85~95°C (차이는 ±2°C 이상으로 비평한 퇴적이 발생합니다.)
b.pH: 4.5~5.5 (너무 낮으면 퇴적이 느려지고 너무 높으면 니켈 하이드록시드 침수가 발생한다.)
c. 욕조 조화: PCB 전체에 균일한 니켈 분포를 보장합니다.
결과: 밀도가 높은 결정성 니켈 층 (37μm 두께) 이 구리 확산을 차단하고 용접 가능한 표면을 제공합니다.

3니켈 후 닦아
니켈 퇴적 후, PCB는 후속 금 목욕을 오염시킬 수있는 잔류 목욕 화학 물질을 제거하기 위해 철저히 씻어집니다.
a.다단계 冲洗: 일반적으로 3~4개의 물 목욕, 마지막 冲洗은 미네랄 퇴적물을 피하기 위해 비이온화 (DI) 물 (18 MΩ-cm 순수) 을 사용합니다.
b. 건조: 따뜻한 공기 건조 (40~60°C) 는 표면을 손상시킬 수 있는 물 얼룩을 방지합니다.

4잠수 금 매장
PCB는 금방에 담겨 있고, 금 이온 (Au3+) 은 화학 반응 (갈바닉 이동) 에서 니켈 원자를 밀어내고, 얇은 금층을 형성합니다.
반응 역학: 금 이온은 니켈보다 더 귀족하므로 니켈 원자 (Ni0) 는 Ni2+로 산화되어 Au3+를 금속 금 (Au0) 으로 감소시키는 전자를 방출합니다. 이것은 0.05?? 0을 형성합니다.니켈에 결합된 2μm 금층.
프로세스 컨트롤:
a.온도: 70~80°C (더 높은 온도는 퇴적 속도를 가속화하지만 불규칙한 두께가 발생할 위험이 있습니다.)
b.pH: 5.0~6.0 (반응 속도를 최적화)
금 농도: 1~5g/L (너무 낮으면 얇고 쪼개진 금, 너무 높은 폐기물)
주요 기능: 금층은 저장 및 취급 중에 산화로부터 니켈을 보호하여 최대 12 개월 이상 용접성을 보장합니다.

5- 골드 치료 후
금이 퇴적된 후 PCB는 검사 및 조립을 준비하기 위해 최종 정화 및 건조를 받는다.
a.마지막 세척: 금 목욕 잔류를 제거하기 위해 DI 물 세척.
b. 건조: 완공에 열 스트레스를 피하기 위해 낮은 온도 건조 (30~50°C).
c.선택적 인 비활성화: 일부 제조업체는 손가락 기름이나 환경 오염 물질에 대한 금의 저항성을 높이기 위해 얇은 유기 가면을 적용합니다.

6치료 (선택)
최대 경도가 필요한 응용 프로그램에서 ENIG 마감은 열 고장을 할 수 있습니다:
a.온도: 120~150°C 30~60분 동안
b.목적: 니켈-포스포스 결정성을 향상시키고, 고 사이클 커넥터의 마모 저항성을 향상시킵니다.

ENIG에 대한 중요한 품질 관리 테스트
ENIG의 성능은 엄격한 품질 통제에 달려 있습니다. 제조업체는 이러한 테스트를 사용하여 모든 팩을 검증합니다:
1두께 측정
방법:X선 형광 분광 (XRF) 은 PCB 하나당 10점 이상으로 니켈과 금의 두께를 파괴적이지 않게 측정합니다.
합격 기준:
니켈: 3μ7μm (IPC-4552 클래스 3당)
금: 0.05 ∼ 0.2μm (IPC-4554당)
중요 한 이유: 얇은 니켈 (<3μm) 은 구리 확산을 차단하는 데 실패합니다. 두꺼운 금 (>0.2μm) 은 이익을 얻지 않고 비용을 증가시키고 부서지기 쉬운 용매 관절을 일으킬 수 있습니다.

2용접성 검사
방법: IPC-TM-650 2.4.10 금속 코팅의 용접성. PCB는 습도에 노출됩니다 (85 °C/85% RH 168 시간 동안) 그리고 테스트 쿠폰으로 용접됩니다.
승인 기준: ≥95%의 용접 관절은 완전히 젖어야합니다 (침조가 없거나 젖지 않습니다).
실패 모드: 열기성이 떨어지는 것은 금층 결함 (예를 들어, 엽기성) 또는 니켈 산화 현상을 나타냅니다.

3부식 저항성
방법: ASTM B117 소금 스프레이 테스트 (5% NaCl 용액, 35°C, 96시간) 또는 IPC-TM-650 2.6.14 습도 검사 (85°C/85% RH 1,000시간)
승인 기준: 패드 또는 흔적에 대한 가시성, 산화 또는 변색이 없습니다.
의미: 야외 전자 장치 (5G 기본 스테이션) 또는 해상 애플리케이션에 매우 중요합니다.

4접착성 검사
방법: IPC-TM-650 2.4.8 금속 코팅의 껍질 강도. 접착 테이프 스트립을 마무리에 적용하고 90°로 껍질을 벗겨줍니다.
승인 기준: 겹쳐지지 않거나 코팅을 제거하지 않습니다.
실패 표시: 부적절한 접착은 부적절한 사전 처리 (오염 물질) 또는 부적절한 니켈 퇴적을 시사합니다.

5블랙 패드 탐지
블랙 패드는 ENIG의 가장 무서운 결함입니다. 금과 니켈 사이의 부서지기 쉬운, 포러스한 층으로, 니켈-포스포스의 부적절한 퇴적으로 인해 발생합니다.
방법:
a.비주얼 검사: 확대 (40x) 하에서 검은 패드는 어두운 균열 층으로 나타납니다.
b. 스캔 전자 현미경 (SEM): 엽기성 및 불규칙한 니켈 금 인터페이스를 보여줍니다.
c. 솔더 관절 절단 테스트: 검은 패드는 좋은 ENIG에 비해 절단 강도를 50% 이상 떨어 뜨립니다.
예방 방법:니켈 욕조의 pH와 온도를 엄격히 통제하고 과도한 인산 (> 12%) 을 피하기 위해 정기적으로 욕조 분석하십시오.

ENIG를 지배하는 글로벌 표준
ENIG 제조는 일관성을 보장하기 위해 몇 가지 주요 표준에 의해 규제됩니다:

일반적 인 ENIG 결함 과 그것 들 을 피 하는 방법
엄격한 통제에도 불구하고 ENIG는 결함이 발생할 수 있습니다.

ENIG 대 다른 완성품: ENIG를 선택할 때
ENIG는 유일한 옵션은 아니지만 다음과 같은 주요 분야에서 대안을 능가합니다.

ENIG는 장기적인 성능이 중요한 높은 신뢰성, 높은 주파수 또는 미세한 음향 애플리케이션에 대한 확실한 선택입니다.

FAQ
Q: ENIG는 납 없는 용접에 적합합니까?
A: 예. ENIG의 니켈 층은 납 없는 용매 (예: SAC305) 와 함께 강한 금속 간 물질을 형성하므로 RoHS 준수 장치에 이상적입니다.

Q: ENIG는 얼마나 오래 판매 가능할까요?
A: 적당히 저장된 ENIG PCB (밀폐 된 패키지) 는 OSP (36 개월) 또는 HASL (69 개월) 보다 훨씬 더 긴 12~24 개월 동안 용접성을 유지합니다.

Q: ENIG는 플렉스 PCB에 사용할 수 있습니까?
A: 절대적으로. ENIG는 폴리아미드 기판에 잘 붙어 있고 균열 없이 굽는 것을 견딜 수 있어 착용 및 의료용 굽는 장치에 적합합니다.

Q: HASL에 비해 ENIG의 비용은 얼마입니까?
A: ENIG는 HASL보다 30~50% 더 비싸지만 높은 신뢰성 응용 프로그램에서 고장을 최소화함으로써 장기적인 비용을 줄입니다.

결론
ENIG는 전처리부터 금 퇴적까지 제조의 모든 단계에서 정밀성을 요구하는 정교한 표면 마감입니다.IPC-4554) 를 통해 검증되었습니다., 그것은 비교할 수 없는 부식 저항성, 용접성, 그리고 현대 PCB 디자인과 호환성을 제공합니다.
제조업체와 엔지니어에게는 ENIG의 프로세스와 품질 요구 사항을 이해하는 것이 그 이점을 활용하는 데 필수적입니다.엄격한 통제와 추적성을 우선시하는 공급업체와 파트너십을 통해, 당신은 당신의 PCB가 의료, 항공, 5G, 그리고 다른 중요한 애플리케이션의 요구를 충족시킬 수 있습니다.
ENIG는 단순한 완성품이 아니라 신뢰성 확보에 대한 약속입니다.
핵심 요점: ENIG의 성능은 화학 프로세스를 마스터하고 엄격한 품질 통제를 시행하는 데 달려 있습니다. 올바르게 수행되면 높은 신뢰성 전자 장치에 가장 좋은 표면 마무리입니다.