2025-07-24
高信頼性の電子機器のPCBを指定する際には 医療機器から航空宇宙システムまで特別に電解のないニッケル浸水金 (ENIG)耐腐蝕性,平らな表面,細角部品との互換性があります. しかし,その利点の最大化には,金の厚さ,溶接性,シグナル性能このガイドでは,あなたのENIG PCBが設計目標を達成し,厳しい環境で信頼性のあるパフォーマンスを確保するための重要な要因を分解します.
主要 な 教訓
a.ENIGは,細角 (≤0.4mm) の部品および高周波 (最大28GHz) のアプリケーションに理想的な平坦で耐腐蝕性のある表面を提供します.
b. 金の厚さ (0.05μm~0.2μm) とニッケルの均一性 (3μm~6μm) は,溶接器の結合強さと長期的信頼性に直接影響を与えます.
c.ENIGは,保存期間 (>1年) と厳しい環境において,HASLとOSPを上回りますが,初期費用は20~50%高くなります.
d.IPC-4552 に準拠した製造者と提携することで,金/ニッケル層の業界基準の遵守が保証され,黒いパッドなどの欠陥が軽減されます.
ENIG の 表面 仕上げ が 重要 な 理由
ENIGは,薄い金層 (0.05 〜 0.2 μm) で覆われたニッケル・リン酸層 (3 6μm) で構成される.この組み合わせはユニークな利点をもたらします.
a.平らさ:HASL (ホットエア・ソールダー・ニベレーリング) と異なり,平らな表面が作られず,ENIGの平らな仕上げは,細角BGAとQFNではソールダー・ブリッジのリスクを排除します.
b.腐食耐性:ゴールドはバリアとして作用し,銅とニッケルを水分,化学物質,酸化から保護します.自動車の下蓋または海洋用途にとって重要です.
c.溶接性:ニッケル層は銅が溶接器に拡散するのを防止し,複数のリフローサイクル (5倍まで) 後にも強い結合を保証します.
ENIG vs. その他の表面塗装
| 仕上げタイプ | 表面の平らさ | 精密 な ピッチ に 適し | 保存期間 | コスト (相対) | 最良の為 |
|---|---|---|---|---|---|
| ENIG | 優れた (±2μm) | 理想的な (≤0.4mmのピッチ) | >1年 | 1.5×2× | 医療機器,5G,航空宇宙 |
| HASL (鉛のない) | 弱さ (±10μm) | 危険性 (<0.8mmピッチ) | 6~9ヶ月 | 1x | 消費者電子機器,低コストPCB |
| OSP | 良い (±5μm) | 公平さ (0.6~0.8mmのピッチ) | 3~6ヶ月 | 0.8x | 短命装置,少量プロトタイプ |
金 の 厚み と 均一 性:信頼 の 基礎
ENIGの金層は設計上薄い.太りすぎると金層が脆くなり,溶接接が弱くなる.太りすぎると酸化からニッケル層を守れない.
a.最適範囲:0.05~0.2μmのゴールドは,溶接性を損なうことなく腐食防止を保証する.
b.ニッケル作用: 3μ6μmのニッケル層は,銅が溶接器に溶解するのを防止する障壁として作用する. 6%8%のリン素含有量は,腐食耐性と溶接器の結合強さをバランスする.
c.均一性: 金の厚さの変化 (>±0.02μm) は弱点を生む.製造者はX線熒光 (XRF) を用いて層の一貫性を検証し,IPC-4552に準拠することを保証する.
金の厚さの性能への影響
| 金の厚さ (μm) | 耐腐食性 | 溶接器の結合強度 | 欠陥 の リスク |
|---|---|---|---|
| <0.05 | 貧しい | 高度 (最初) | ニッケル酸化 |
| 0.05602 | すごい | 高い | 低い |
| > 0 でした2 | すごい | 減量 (破れ) | 金溶剤反応 |
溶接 能力 と 組み立て 能力:一般的な 罠 を 避ける
ENIGの溶接能力は,適切な加工に依存する.
a.ブラックパッド防止:この欠陥 (金の下のニッケル腐食) は,金がニッケル粒の境界を貫くときに発生します.厳格なpH (4.5~5.5) 塗装中に温度 (85~90°C) の制御.
b.リフロープロファイル:ENIGは鉛のないリフローで最もうまく機能する (ピーク温度245~260°C).ニッケル溶解剤結合を弱める>260°Cへの長期的暴露を避ける.
c.検査: 組み立て後のX線とAOI (自動光学検査) は,医療インプラントや自動車安全システムにとって重要なBGA関節の穴のような隠れた欠陥を検出します.
高周波アプリケーションにおける信号完全性
ENIGはほとんどの高速設計で優れているが,以下に注意を払う必要がある.
a.阻力制御:ゴールドの伝導性 (410 S/m) は銅よりも低いが,5G (28GHz) およびIoTアプリケーションには十分である.正確な軌跡幅 (35ml) と介電体厚さ (46ml) で50Ω (単端) または100Ω (差) のインペダントを維持する.
mmWaveでの損失:60GHz以上の周波数では,ENIGのニッケル層はわずかな信号損失を導入します (浸透銀よりも0.5dB/インチ多い).レーダーや衛星システムでは,メーカーと"薄ニッケル ENIG"のオプションについて議論してください.
費用と価値:ENIGは投資に価値があるか?
ENIGの初期費用は高くなりますが 長期費用は削減されます
a.初期コスト:HASLより20~50%高く,金価格と塗装の複雑さに起因する.4層PCBでは,ENIGは鉛のないHASL (100ユニット走行) に対して平均61ドル対45ドルです.
b.所有コスト総額:より少ない再加工 (よりよい溶接可能性により) とより長い製品寿命 (耐腐蝕性) は,産業用アプリケーションで5年間でコストを30%削減します.
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a.認証:IPC-4552 (金/ニッケル標準) とIPC-A-600クラス3 (高い信頼性のPCB).
プロセス制御: 層厚さのXRF,表面欠陥のAOI,信頼性の検証のための熱循環試験 (-40°C~125°C).
c.カスタム機能: 金の厚さを調整する能力 (例えば,消費者用デバイスでは0.1μm,航空宇宙では0.2μm) と,狭い許容量をサポートする能力 (±0.01μm).
よくある質問
Q: ENIG は,ワイヤ結合に使用できますか?
A: そうです0.15~0.2μmの金層はセンサーやRFモジュールでアルミワイヤの結合に適しています
Q:ENIGは湿った環境でどのように機能しますか?
A: ENIG は OSP や HASL より優しく水分耐性があり,熱帯や海洋用途に最適です (IPC-TM-650 2.6.3.795% RH 1000 時間)
Q: ENIG は RoHS に準拠していますか?
A: はい,ENIG は鉛のないニッケルと金を使用し,RoHS 2.0とREACH基準を満たしています.
結論
ENIGは高信頼性の電子機器の 最高級の選択肢で 卓越した平らさ 耐腐蝕性 溶接性を提供しています製造可能な設計5Gベースステーションから生命を救う医療機器まで,性能と寿命が重要なプロジェクトでは,ENIGは表面的な仕上げだけではない.信頼性への投資です.
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