ENEPIG vs. ENIG：用途に最適なPCB表面処理の選択

PCB製造では,表面仕上げは,溶接性,耐腐蝕性,長期的信頼性に影響を与える重要な,しかししばしば見過ごされる構成要素です.最も人気のある高性能仕上げの2つは,ENIG (電気のないニッケル浸透金) とENEPIG (電気のないニッケル電気のないパラジウム浸透金) です.両方ともニッケルと金層を使用していますが,それらの異なる構造により,消費者電子機器から航空宇宙システムまでの特定の用途に適しています.

このガイドでは,ENEPIG と ENIG の違いを分解し,その組成,製造プロセス,性能特性,理想的な使用事例を比較します.費用を優先するかどうかこの仕上げを理解すれば,PCBの要求に合わせて 適切な判断を下すことができます.

ENIG と ENEPIG は 何 です か
ENIGとENEPIGは,溶接可能な表面を提供しながら,酸化から銅の痕跡を保護するように設計された浸水ベースの表面仕上げである.それらの層構造はそれらを区別する:

ENIG (無電動ニッケル浸水金)
ENIG は,露出した銅パッドに塗り付ける2つの層で構成される.

a.無電解ニッケル (Ni):銅と金との間の障壁として作用し,拡散を防止する515μm厚の層.硬さと耐腐蝕性を提供します.
b.浸水金 (Au): 酸化からニッケルを保護し,優れた溶接性を保証する0.05~0.2μmの薄い層.

ENEPIG (無電動ニッケル 無電動パラジウム浸水金)
ENEPIG は 構造 に パラジウム 層 を 追加 し て 3 層 の 仕上げ を 作り出します

a.無電解ニッケル (Ni): ENIGと同じ厚さ515μmで,ベースバリアとして使用する.
b.無電極パラディウム (Pd):ニッケルと金の間の0.1~0.5μmの層で,耐腐蝕性を高め,ニッケルと金の拡散を防止する.
c.浸水金 (Au):0.05μm厚,ENIGに似ているが,パラジウム層により粘着性が向上している.

ENIG と ENEPIG の 製造 方法
これらの仕上げの生産プロセスは類似点があるが,主要な段階では異なるため,その性能に影響を与えます.

ENIG 製造プロセス
1清掃: 銅の表面は,油,酸化物,汚染物質を除去するために清掃されます.
2マイクロエッチング:軽度の酸エッチは,ニッケル粘着性を改善するために粗い銅表面を作成します.
3電気のないニッケル堆積:ニッケルが化学反応 (電気なし) によって堆積され,銅の上に均質な層を形成する.
4浸水金沉積: 金は,ガルバン反応によって表面のニッケルを置き換えて薄い保護層を作り出します.

ENEPIG 製造 プロセス
1清掃とマイクロエッチング:銅表面の準備にはENIGと同じ.
2電気のないニッケル堆積: ENIG と同一で,基礎層を形成する.
3電気のないパラジウム堆積:パラジウムはニッケルの上に化学的に堆積され,ニッケルと金の反応を防ぐ障壁を作り出します.
4浸水金沉積: 金は表面上ではパラディウムを置き換える.パラディウム層はENIGよりも強い粘着性を保証する.

業績 の 主要 な 違い
ENEPIG にパラディウム を 加えることで,ENIG に比べ,特異な性能特性が生じます.
1溶接可能性
ENIG: 初期溶接性が優れているが,ニッケルが溶接物 (特に鉛のない溶接物 (例えば,SAC305) で,時間が経つにつれて溶接物 (IMCs) で脆い金属間化合物 (IMCs) を形成することができる.これは高温での結合強さを低下させることができます.
ENEPIG:パラディウム層はバッファとして作用し,IMC形成を遅らせ,複数のリフローサイクル (ENIGでは5 〜 10 対 3 〜 5) 後にでも溶接性を維持する.これは,再加工または複数の組立ステップを必要とするPCBに理想的です.

2耐腐食性
ENIG:ニッケルには良い耐腐蝕性がありますが,薄い金層のピンホールはニッケルを湿度にさらし,溶接性を損なう"黒いパッド"欠陥に導きます.
ENEPIG:パラジウムは金層のピンホールを埋め,ニッケルよりも腐食耐性があり,ブラックパッドリスクを70%~80%減らす.湿気や塩の環境 (例えば,海洋電子機器).

3ワイヤー結合能力
ENIG: 金線結合 (半導体包装では一般的) に適していますが,薄い金層は複数の結合で磨き切れることがあります.
ENEPIG:パラジウム層は,金とアルミニウム線の両方の結合に適しているため,金の粘着性を高め,劣化せずにより高い結合数をサポートします.

4費用
ENIG: 材料とステップが少ないため,コストが低く,同等のPCB容量の場合,ENEPIGより通常は10~20%安くなります.

ENEPIG: パラジウム層は材料と加工コストを増やし,コストが高くなりますが,信頼性が向上したため,しばしば正当化されます.

比較表: ENIG vs ENEPIG

ENIG の理想的な用途
ENIGの性能とコストのバランスは,多くの一般的なアプリケーションに適しています.
1消費者電子機器
スマートフォン,ノートPC,タブレット:ENIGは,室内使用に十分な耐腐蝕性を提供し,低コストで細角部材 (0.4mm BGA) をサポートします.
ウェアラブル 薄い金層は 小規模で低消費のデバイスに適しています

2産業用制御
PLCとセンサ: ENIGは中程度の温度 (125°Cまで) と偶発的な塵や湿度への曝露に対応し,工場環境では費用対効果の高い選択肢となっています.

3低容量プロトタイプ
ENIGの低コストと広く利用可能性により,長期的信頼性が予算よりも重要でないプロトタイプや小量生産に最適です.

ENEPIG の理想的な用途
ENEPIGの優れた性能は,要求の高い環境での高いコストを正当化しています.
1航空宇宙と防衛
航空機器とレーダーシステム:ENEPIG は,湿度や塩噴霧による腐食に耐える (空中および海洋用には極めて重要),極端な温度サイクル (-55°C~125°C) にも溶接性を維持する.

2医療機器
植入可能および診断機器:パラディウム層はブラックパッドの欠陥を防止し,無菌または体液環境での生物互換性と長期的信頼性を保証します.

3高信頼性の自動車電子機器
ADASとEV電源モジュール: ENEPIGは,機体蓋の下の温度 (最大150°C) と繰り返された熱循環に耐えるため,安全性のあるシステムで溶接器の関節の故障のリスクを軽減します.

4ワイヤー・ボンド・アプリケーション
半導体包装とRFモジュール:ENEPIGのアルミ線結合とより高い結合数との互換性により,高周波デバイス (5G,レーダー) に理想的です.

よく 誤解 さ れ て いる こと
A.ENEPIGは常にENIGより優れている: 真実ではない.ENIGは多くのアプリケーションに十分で,価格に敏感な市場でコストが低いことが利点です.
B.ENIGの黒いパッドの欠陥は避けられない:適切なプロセス制御 (例えば,バスの化学を維持し,金の厚さを制限する) は,品質に焦点を当てた製造で黒いパッドのリスクを<1%に減らす.
高い信頼性のあるアプリケーションでは,ENEPIGの寿命が長く,再加工コストが低くなると,より高い初期価格が抵消されます.

ENIG と ENEPIG を 選ぶ の は どう です か
決定 する ため に,以下 の 事柄 を 考慮 し て ください.

1信頼性の要件: PCBが厳しい環境 (湿度,塩,極端な温度) で動作するか,複数のリフローを必要とする場合,ENEPIGは投資に値します.
2費用感度: 長期的信頼性が次要な消費者電子機器や低容量プロジェクトでは,ENIGはより良い価値を提供します.
3組み立ての必要性:ENEPIGは,再加工,ワイヤー結合,または鉛のない溶接 (鉛付き代替品よりもニッケルをストレスする) を必要とするPCBに好ましい.
4業界標準:航空宇宙 (AS9100) と医療 (ISO 13485) は,より高い信頼性のためにENEPIGをしばしば義務付け,消費電子機器はENIGを受け入れることがあります.

よくある質問
Q:同じPCBでENIGとENEPIGを使用できますか?
A: はい,珍しいことですが.一部の設計では,非重要なパッドでENIG,高い信頼性のある領域 (例えば電源コネクタ) でENEPIGを使用していますが,これは製造の複雑さを増加させます.

Q: ENIG と ENEPIG の仕上げはどれくらい保管期間がありますか?
A: ENIGは制御された条件で6~12ヶ月保存可能 (30°C,60%RH),ENEPIGはパラディウム層により12~18ヶ月まで保存可能である.

Q: ENEPIG は鉛のない溶接剤と互換性がありますか?
A:そうです.そして,鉛のない溶接剤 (例えば,SAC305) でENIGよりも優れた性能があります.パラディウムは不具合な金属間形成を減らすからです.

Q: ENIGの黒いパッドの原因は?
A: 黄金 の 蓄積 や 黄金 浴 の 中 で 汚染 さ れ た 時の 過剰 な 刻み は,水分 に 晒さ れ た 時 に 腐食 する (黒く なる) ポーラス な ニッケル を 生み出す こと が でき ます.

Q: ENEPIG は,細音段の部品 (≤0.3mmの音段) に使用できますか?
A: はい, एकरूपな層構造により,細音BGAとQFPに適しており,溶接橋を防止する点でENIGを上回ることが多い.

結論
ENIG と ENEPIG は,どちらも高品質の表面仕上げ物ですが,その独特の構造により,特定の用途に適しています.ENIG はコストに敏感な,室内,または低再加工シナリオで優れています.,ENEPIGのパラディウム層は,過酷な環境や高性能システムにおいて,優れた耐腐蝕性,溶接性,信頼性を備えています.

PCBの運用条件,組み立て要件,予算に合わせて選択することで,最適なパフォーマンスと長寿を保証できます.決定はコストとリスクのバランスに決まるENEPIGは重要なアプリケーションでの故障リスクを軽減します.