ENIG PCB製造：プロセス、品質管理、および業界標準

顧客が人間化したイメージ

電気のないニッケル浸透金 (ENIG) は,医療機器から航空宇宙システムまで,信頼性の高い電子機器における PCB 表面仕上げのゴールドスタンダードになりました.耐腐食性 の 独特 な 組み合わせしかし,現代PCBには不可欠です. しかし,PCBは,ENIGの性能は,製造プロセスと品質基準の厳格な遵守に依存していますこのガイドでは,ENIGの製造プロセス,重要な品質管理措置,グローバル標準で信頼性の高い結果です

ENIGとは何か,なぜ重要なのか
ENIGはPCB銅パッドに塗装された2層の表面仕上げです.
1. 厚さ37μmのニッケル層で,銅の拡散に対する障壁として作用し,強い溶接接の基礎を提供します.
2金層 (厚さ0.05~0.2μm) で,ニッケルが酸化から保護され,長期にわたって溶接可能になります.

電気塗装の仕上げとは異なり,ENIGは化学反応 (電気ではなく) を使って堆積し,微小膜や細音BGAなどの複雑な幾何学でも均質な覆いを可能にします.理想的なものですありがとうございました
1信号の整合性が重要な高周波PCB (5G,レーダー)
2生物互換性と耐腐蝕性を要求する医療機器
3極端な温度や振動にさらされている.

ENIGの製造プロセス ステップ・バイ・ステップ
ENIGの適用は,6つの重要な段階を持つ精密化学プロセスです.欠陥を避けるために各段階は厳格に制御する必要があります.

1処理前: 銅表面を清掃する
ENIG を適用する前に,PCB の銅パッド は完全に清潔でなければならない.油,酸化物,または流体残留などの汚染物質は,ニッケルと金の適切な粘着を妨げ,デラミナーションを引き起こす.
a.脱脂:PCBは塩基浄化剤に浸透して油や有機残留物を除去します.
b.酸エッチング:軽度の酸 (例えば硫酸) は酸化物を除去し,ニッケル粘着性を向上させるために微小な粗い表面を作り出します.
c.マイクロエッチング:ナトリウムパルスルファートまたは水素過酸化物溶液で銅表面を均質な粗さ (Ra 0.2~0.4μm) までエッチし,ニッケル層の結合を確実に確保します.
重要なパラメータ:
a.清掃時間: 2〜5分 (長すぎると過剰なエッチングになり,短すぎると汚染物質が残ります).
b.切断深さ: 1μ2μm (薄化に重要な痕跡を残さずに酸化物を除去する).

2電気のないニッケル堆積
洗浄されたPCBは,電気のないニッケル浴に浸され,化学反応によりニッケル・リンゴ合金が銅表面に堆積されます.
反応化学: 浴場内のニッケルイオン (Ni2+) は,減量剤 (通常ナトリウムヒポフォスフィート) によって金属ニッケル (Ni0) に還元される.ニッケル層にはリン (重量5~12%) が含まれている.腐食耐性を向上させる.
プロセスの制御:
a.温度: 85~95°C (差異 >±2°Cは不均一な堆積を引き起こす).
b.pH: 4.5~5.5 (低すぎると沉着が遅くなる.高すぎるとニッケル水酸化物降水が起こる).
c.バスの振動:PCB全体にニッケルが均等に分布することを保証する.
結果: 密度の高い結晶型ニッケル層 (37μm厚さ) が銅の拡散を阻害し,溶接可能な表面を提供します.

3ニッケル洗浄後
ニッケル沉積後,PCBは, gold bath を汚染する余分な浴の化学物質を除去するために徹底的に洗浄されます.
a.多段階洗浄:通常は3〜4回の水浴で,鉱物堆積を避けるために,最終洗浄にはデイオニ化水 (18 MΩ-cm純度) が使用されます.
b.乾燥:温かい空気で乾燥 (40°C~60°C) することで,表面を汚す水の斑点を防ぐことができます.

4浸水金 貯蔵金
PCBは金浴に浸され,金離子 (Au3+) は化学反応 (電磁変位) でニッケル原子を置き換えて薄い金層を形成する.
反応動力学:金離子はニッケルよりも高貴であるため,ニッケル原子 (Ni0) はNi2+に酸化し,Au3+を金属黄金 (Au0) に減少させる電子を放出する.これは0.050を形成する.2μmの金層がニッケルに結合している..
プロセスの制御:
a.温度: 70~80°C (高温は堆積を加速するが,厚さが不均一になる危険性がある).
b.pH: 5.0~6.0 (反応速度を最適化)
c.金濃度: 1 〜 5 g/L (低すぎると薄くて細かい金になり,高すぎると廃棄物になります)
主要機能: 金層は,貯蔵および処理中に酸化からニッケルを保護し,最大12ヶ月以上溶接性を保証します.

5黄金治療後
金沉積後,PCBはテストと組み立てのために準備するために最終的な清掃と乾燥を受けます.
a.最終洗浄: DI 水で洗浄し,金浴の残留物を除去します.
乾燥:低温乾燥 (30°C~50°C) で,完成品に熱圧を加えないようにする.
c.選択的な消化:一部の製造者は,指油や環境汚染物質に対する黄金の耐性を高めるため,薄い有機コーティングを適用します.

6治療 (選択可能)
最大硬さを必要とする用途では,ENIG仕上げは熱固化を受けることができます:
a.温度:120〜150°C,30〜60分
b.用途:ニッケル・リン酸化結晶性を向上させ,高サイクルコネクタの耐磨性を向上させる.

ENIG の重要な品質管理試験
ENIGの性能は厳格な品質管理に依存する.製造者はこれらのテストを使用して各バッチを検証します:
1厚さ測定
方法:X線熒光 (XRF) 光譜検査で,PCB1個あたり10点以上でニッケルと金の厚さを非破壊的に測定する.
受け入れ基準:
ニッケル: 3 7μm (IPC-4552クラス3ごとに)
金:0.05−0.2μm (IPC-4554あたり)
重要 な 理由: 薄いニッケル (<3μm) は銅の拡散を阻害できず,厚いゴールド (>0.2μm) は利益なくコストを増加させ,脆い溶接器の関節を引き起こす可能性があります.

2溶接性試験
方法: IPC-TM-650 2 試聴する4.10 金属コーティングの溶接性 PCBは湿度 (85°C/85%RH 168時間) に晒され,テストクーポンに溶接される.
受け入れ基準: ≥95%の溶接接口は完全に濡れ (濡れていないか濡れていない) する必要があります.
失敗モード: 溶接性が悪いことは,金層の欠陥 (例えば,孔隙性) やニッケル酸化を示す.

3耐腐食性
方法: ASTM B117塩噴霧試験 (5% NaCl溶液,35°C,96時間) またはIPC-TM-650 2.6.14 湿度試験 (85°C/85%RH 1,000時間)
受け入れ基準: パッドや痕跡に可視的な腐食,酸化,または変色はありません.
重要性: 屋外用電子機器 (5Gベースステーション) や海洋用アプリケーションにとって重要です.

4粘着性検査
方法: IPC-TM-650 2 試聴する4.8 金属コーティングの剥離強度. 粘着テープのストライプを仕上げに塗り,90°で剥がします.
受け入れ基準: 薄膜化やコーティング除去なし
障害表示: 粘着性が悪いことは,予備処理 (汚染物質) が不十分かニッケル堆積が不適切であることを示唆します.

5ブラックパッド検出
ブラック・パッドは ENIGの最も恐ろしい欠陥です 金とニッケルとの間の壊れやすく多孔な層は,ニッケルとリンゴの不適切な堆積によって引き起こされます
方法:
a.視覚検査:拡大 (40x) で,黒いパッドは暗い裂け目層として表示されます.
スキャニング電子顕微鏡 (SEM): 孔隙と不均等なニッケル・ゴールドインターフェースを明らかにします.
c.ソルダー関節切断テスト:黒いパッドは,良いENIGと比較して切断強度が50%以上低下します.
予防方法ニッケル浴のpHと温度を厳格に制御し,過剰なリンゴ (>12%) を避けるために定期的な浴の分析を行う.

ENIGを規制するグローバル規格
ENIGの製造は,一貫性を確保するためのいくつかの主要な基準によって規制されています:

常見 な ENIG の 欠陥 と それら を 避ける 方法
ENIGは厳格な管理にも関わらず 欠陥が生じる可能性があります.

ENIG vs. その他の仕上げ: ENIG を選ぶとき
ENIGは唯一の選択肢ではありませんが,重要な分野において他の選択肢を上回っています.

ENIGは,長期的性能が重要な高信頼性,高周波,または細音音域のアプリケーションの明確な選択です.

FAQ
Q: ENIG は鉛のない溶接に適していますか?
A:はい.ENIGのニッケル層は,鉛のない溶接剤 (例えばSAC305) で強い金属間物質を形成し,RoHS準拠デバイスに最適です.

Q: ENIG はどのくらいの期間販売可能ですか?
A:適切に保管されたENIG PCB (封印されたパッケージ) は,OSP (36ヶ月) やHASL (69ヶ月) よりもはるかに長い12~24ヶ月間溶接性を維持します.

Q: ENIG はFlex PCB に使用できますか?
A: はい.ENIG はポリアミド基板にしっかりと粘着し,折りたたみには耐えるので,破裂しないので,ウェアラブルや医療用柔性装置に適しています.

Q: HASL と比べると ENIG のコストは?
A: ENIG は HASL よりも 30~50% 高い費用がかかりますが,高い信頼性のあるアプリケーションでの故障を最小限に抑えることで,長期的なコストを削減できます.

結論
ENIGは精密な表面仕上げで,製造のあらゆる段階において,プレトリートメントから黄金堆積まで精度を要求します.IPC-4554) と厳格な試験によって検証された耐腐蝕性,溶接性,そして現代PCB設計との互換性があります.
製造者やエンジニアにとって,ENIGのプロセスと品質要件を理解することは,その利点を利用するために不可欠です.厳格な制御と追跡を優先するサプライヤーと提携することで医療,航空宇宙,5G,その他の重要なアプリケーションの要求を満たすことができます
ENIGは単なる完成品ではなく,信頼性へのコミットメントです.
ENIGの性能は,化学プロセスに精通し,厳格な品質管理を施すことによって決まります.正しく実行された場合,高信頼性の電子機器のための最高の表面仕上げです.