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Introduction
Choisir le parfait finition de surface in Fabrication de PCB est essentiel pour des performances complètes et une longue durée de vie. Dans cet article, nous comparons le placage en or dur et le placage ENIG en surface. Comprendre les caractéristiques du placage en or dur et du placage ENIG et la manière dont ils sont utilisés vous aidera à choisir celui qui s'adaptera à votre PCB.
Qu'est-ce que le placage à l'or dur ?
Finition de surface en or dur (or électrolytique dur) est un revêtement solide et résistant. Les durcisseurs à base d'or sont un ajout, par-dessus le nickel. Il est également utilisé sur placage des bords, et les points de contact PCB, où il est souvent utilisé pour fournir des connexions solides et résistantes à l'usure. D'autres appareils tels que les commutateurs à membrane sont guidés pour durer plus longtemps lorsqu'ils sont soumis à une utilisation répétée par des contacts en or ou des « doigts en or ». Le masquage est suivi d'une galvanoplastie d'or 24 carats sur le nickel exposé. Cette finition fait un bon travail de protection des surfaces PCB, y compris les connexions fiables et durables.
Qu'est-ce que le placage ENIG ?
Une finition PCB assez populaire est Traitement de l'or par immersion au nickel chimique (ENIG). Il est composé de deux couches : nickel et or. La première étape consiste à recouvrir de nickel les pastilles de cuivre. La couche de nickel est également protectrice et permet la soudure. Et une couche d'or est appliquée par-dessus, ce qui donne un film fin. Ce qui empêche le nickel de s'oxyder, c'est l'or, qui permet de présenter une surface lisse et plate. C'est une excellente surface pour souder des composants. Conforme RoHS, ENIG est un matériau durable couramment utilisé avec une conductivité élevée.
Différences entre Hard Gold et ENIG
L'une des décisions les plus importantes que vous prenez en ce qui concerne la durabilité de votre carte est d'utiliser de l'or dur ou de l'ENIG dans la fabrication des PCB. Chacun des deux métaux a ses avantages selon les applications. Dans ce cas, nous allons ici détailler les différences entre ces finitions pour vous aider à choisir celles qui conviennent le mieux à vos besoins.
Principe du processus
Le procédé chimique utilisé par ENIG est appelé placage au nickel et à l'or, qui est appliqué sur la surface du cuivre. Il empêche la diffusion du cuivre et rend l'or fin durable en étant la base. La couche d'or rend la soudabilité et résiste à l'oxydation. Contrairement au placage à l'or dur, qui utilise galvanoplastie Pour créer une couche d'or plus épaisse et plus dure directement sur le cuivre, ce matériau est principalement composé de nickel. Cela produit une soudure sans vide très dure avec une bonne résistance à l'usure, adaptée à une utilisation où les pièces seront soumises à une usure intense.
Séquence de processus
La séquence d'application varie entre ENIG et Hard Gold. Après le masque de soudure Il y a un placage ENIG dans lequel l'or est déposé chimiquement sur le cuivre exposé. Le masque de soudure doit être appliqué après le placage à l'or dur, qui doit avoir lieu avant car le processus doit être conducteur. En effet, la différence est que si l'or dur a besoin d'un courant électrique pour être plaqué, ce que le masque bloquerait, il ne peut être plaqué que sur des zones de cuivre ouvertes.
Performances de soudure
ENIG est bien connu pour sa couche d'or lisse et « douce » qui offre des joints de soudure de grande qualité. Soudure facile sur la plupart des Composants PCB L'or est soutenu par sa surface uniforme sur laquelle il supporte des liaisons solides. Bien que nous puissions fabriquer l'or le plus dur et qu'il soit extrêmement durable, la soudure devient une épreuve plus difficile. La surface est dure, ce qui peut entraîner des problèmes de soudure, ce qui la rend moins adaptée aux applications qui nécessitent un degré élevé de fiabilité de la soudure.
Résistance à l'usure
La fine couche d'or plus tendre de l'ENIG lui confère une résistance à l'usure relativement faible. Le contact mécanique est limité et c'est pour cela qu'il est mieux adapté. Quant à l'or dur, il est constitué d'un placage d'or extrêmement résistant à l'usure, plus épais et plus dur. C'est la qualité parfaite pour les connecteurs et autres zones de contact élevées qui nécessitent une durabilité extrême.
Résistance à l'oxydation
La fine couche d'or de l'ENIG offre un bon niveau de résistance à l'oxydation et crée donc des contacts propres et fonctionnels qui durent plus longtemps que le PCB et fonctionnent correctement au fil du temps. Cependant, ce n'est pas le plus résistant pour une exposition à long terme à des conditions difficiles. Même si le placage à l'or dur produit une couche d'or plus épaisse, la couche d'or offre une résistance supérieure à l'oxydation, ce qui lui vaut la réputation d'être un meilleur choix pour les environnements qui nécessitent une durabilité extrême.
Couleur
Le placage ENIG est légèrement plus jaune en raison du dépôt chimique de sa fine couche d'or. La structure cristalline électrolytique unique donne au placage Hard Gold un aspect jaune plus foncé. Avec cette finition, les PCB ont un aspect chaud et doré. Parfois, la distinction de couleur entre une carte finie et un PCB avec une finition de carte nue peut vous aider à identifier la finition d'un PCB.
Prix
Dans ENIG, la couche d'or plus fine en fait une finition de surface moins chère, elle est donc plus courante dans de nombreux PCB standards. Cependant, l'or dur exige une application d'or plus importante, ce qui augmente le coût. Pour cette raison, l'or dur est souvent destiné à des applications spéciales, à très forte usure, où le coût est justifié par la longévité.
Dureté
L’un des avantages d’ENIG est que le langage relativement doux et très flexible La couche d'or est idéale pour les tâches de soudure standard et pour une utilisation sur des circuits imprimés standard. L'or dur est beaucoup plus dur que le métal, ce qui lui confère une résistance accrue contre les zones à forte usure telles que les connecteurs. La dureté de l'or dur est idéale là où le contact ou la manipulation est répété.
Résistance à la corrosion
L'ENIG a une grande résistance à la corrosion, ce qui le rend adapté à une utilisation à long terme dans des conditions modérées. Il empêche les composants PCB d'être détruits par l'usure progressive, les protégeant au fil du temps. Cependant, alors que l'or dur est trop dur pour être plié, l'ENIG est moins résistant à la corrosion mais beaucoup plus durable et utilisable.
Épaisseur
Le placage à l'or dur est beaucoup plus épais que la couche d'or de l'ENIG, qui est de l'ordre de 1 à 3 micropouces. L'or dur peut avoir une épaisseur de plusieurs dizaines de micropouces et ainsi fournir la résistance nécessaire sur les zones à forte usure. Le grand avantage de l'or dur dans les applications avec contact mécanique réside donc précisément dans cette différence d'épaisseur.
Applications
Étant extrêmement dur et relativement durable, l'or dur se trouve souvent sur les connecteurs, les doigts en or ou d'autres zones qui sont fréquemment en contact mécanique. Cependant, l'ENIG est plus efficace dans les zones où vous devez souder avec précision, en douceur et à plat sur les composants moins plombés et matrices à billes (BGA)Chaque finition a sa propre application, donc connaître les utilisations peut vous aider à choisir celle qui convient à votre PCB.
Placage à l'or dur : avantages et inconvénients
Nous aborderons ensuite plus en détail les avantages et les inconvénients du placage à l'or dur, qui est étonnant en termes de durabilité, de douceur de surface élevée et de longue durée de vie. Cependant, il répond également à des défis tels que la soudure complexe, le collage inadéquat pour les applications sensibles ainsi que les coûts plus élevés par rapport aux autres procédés de placage.
Avantages
- Petite granulométrie : La structure granulaire de l'or dur est très fine, généralement de 20 à 30 nanomètres. Il en résulte une surface très lisse et visuellement brillante.
- Durabilité et dureté : Il peut résister à des forces de contact et à l'usure élevées grâce à une dureté nominale de 130-200 HK25.
- Longue durée de vie: Le placage à l'or dur peut subir de nombreux cycles d'utilisation car il est idéal pour les zones de forte friction ou de glissement.
Désavantages
- Difficile à souder : La soudure de l'or dur est difficile en raison des métaux qui le composent, le nickel, le cobalt et le fer, par rapport à l'ENIG.
- Non applicable aux applications sensibles : Ce type de placage n'est pas très bien adapté à des méthodes telles que ultrasonique or thermostatique liaison.
- Coût plus élevé : Le placage à l'or dur nécessite plus de matière et beaucoup de matière, ce qui fait qu'il est celui qui coûte le plus cher en termes de finitions.
Placage ENIG : avantages et inconvénients
Voyons les avantages et les inconvénients du placage ENIG, qui est facile à souder, bon pour les applications d'assemblage et une meilleure résistance à la corrosion. Mais il révèle également sa durabilité inférieure, sa moindre résistance à l'usure et sa sensibilité aux rayures en raison de sa douceur.
Avantages
- Plus doux et plus facile à souder : L'or dur est plus dur et moins propice à la soudure et au collage que le placage ENIG.
- Idéal pour rejoindre des applications : Le placage ENIG est la finition la plus douce et la plus pure et est par conséquent idéal pour les méthodes d'assemblage sensibles telles que le collage par ultrasons ou par thermostat.
- Résistance à la corrosion: Au fil du temps, le placage ENIG offre une meilleure résistance à la corrosion et offre donc plus de fiabilité dans les environnements difficiles.
Désavantages
- Durabilité inférieure : L'or dur est plus durable que le placage ENIG, qui a une dureté de 20 à 100 HK25.
- Résistance à l’usure limitée : Le placage ENIG ne peut supporter que des forces de contact allant jusqu'à 35 grammes et si vous subissez une usure importante, cela ne durera tout simplement pas.
- Plus sensible aux égratignures : Le placage ENIG est plus doux que l'or dur, il est donc plus susceptible d'être rayé et endommagé.
Comment choisir la bonne approche de placage
Le choix du revêtement utilisé pour votre PCB est important. La manière dont la carte est montée est ensuite déterminée par ce choix. Selon les différentes applications, différentes propriétés telles que la résistance à l'usure, la soudabilité et la résistance à la corrosion sont requises. Une finition appropriée permettra à votre PCB de durer et de faire ce qu'il est censé faire.
Absorption de la force de contact et résistance à l'usure
Si vous subissez des forces de contact élevées, le placage à l'or dur est un meilleur choix. Il est conçu pour résister à l'usure due aux mouvements répétés. L'or dur est utilisé lorsque les pièces sont plus susceptibles d'être soumises à des contraintes mécaniques. Il est utilisé dans les pièces plus petites. Ces pièces devraient donc pouvoir supporter des charges plus élevées pendant des périodes plus longues. De ce fait, il constitue une meilleure alternative aux finitions plus douces telles que l'ENIG.
Adhérence / Soudabilité
En raison de sa couche d'or douce et pure, le placage ENIG est beaucoup plus facile à souder que l'or dur. Pour les connexions sensibles, comme le câblage par fils, il est parfait. La qualité ENIG en fait la meilleure couche à utiliser sur les composants délicats. La soudure avec de l'or dur, en particulier du côté des métaux non précieux, peut s'avérer difficile.
lustrée
Le placage peut avoir une finition brillante et lustrée qui convient bien aux applications où l'apparence est importante. Cela donne aux composants un aspect poli et élégant. ENIG offre des fonctionnalités, mais d'une manière tout aussi peu attrayante. Si l'apparence est importante, l'or dur est généralement le choix le plus judicieux.
adhérence
Les applications de collage sensibles telles que le collage par ultrasons ou thermosons s'adaptent bien au placage ENIG. Une liaison sûre et fiable est le résultat de sa couche d'or souple. Étant donné que la dureté de l'or dur peut entraîner des difficultés lors d'un traitement aussi délicat, nous ne le recommanderons pas comme choix. ENIG est le meilleur choix pour les collages complexes.
Résistance à la corrosion
L'or dur se corrode tandis que le placage ENIG présente une corrosion supérieure. Sa grande pureté empêche l'oxydation et prolonge la durée de vie de vos composants. Les métaux ajoutés à l'or dur peuvent accélérer sa corrosionLe placage ENIG est la meilleure option si vous avez besoin d'une résistance à la corrosion à long terme.
FAQ sur Hard Gold vs ENIG
ENIG est-il de l'or dur ?
Non, l'ENIG n'est pas de l'or dur. On l'appelle souvent or mou. La couche d'or est fine et lisse. L'ENIG est donc facile à souder. Il offre un niveau de fiabilité élevé pour les joints de soudure. Pour la plupart des composants électroniques, l'ENIG est meilleur que l'or dur. La couche d'or mou facilite la soudabilité. Il est adapté à de nombreuses applications de soudure.
Quelle est l'épaisseur d'un PCB en or dur ?
La couche d'or dur sur un Le PCB varie en fonction de l'épaisseur. Naturellement, 3 à 50 microns (μin) appartiennent à sa classification. 32 μ in est utilisé comme épaisseur standard. Une couche d'or plus fine est généralement choisie pour prototypes. Cela réduit les coûts et répond simplement à un ensemble d'exigences de base. Il faut également que l'or soit légèrement plus épais pour les connecteurs de bord. En outre, ces zones se branchent et se débranchent évidemment plus durablement. Le placage à l'or atteint généralement 150 μin dans certaines applications spéciales. Lorsqu'il est bien fait, il n'est utilisé que pour des besoins particuliers. L'épaisseur varie en fonction de l'utilisation du PCB.
Quelle est l'épaisseur de l'or dans la finition ENIG ?
Dans une finition ENIG, la couche d'or mesure généralement entre 0.05 et 0.23 µm. En général, la couche de nickel située en dessous mesure entre 2.5 et 5.0 µm d'épaisseur. Une réaction chimique forme cette couche d'or, déplaçant l'or vers les atomes de nickel avant de se combiner pour créer la couche d'or. L'or s'écoule à travers le PCB, formant une couche d'or fine et uniforme. L'épaisseur de l'or est un facteur déterminant pour la soudabilité. Elle peut entraîner une couche trop poreuse si elle est trop fine. De plus, si elle est trop épaisse, elle affecte la résistance de la couche de nickel. L'épaisseur finale de l'or dépend également de la température du processus.
Conclusion
Dans ce nouvel article concernant notre nouveau projet PCBTok Dans notre blog, nous avons comparé le placage Hard Gold et ENIG pour la fabrication de PCB. Il a permis de combler leurs différences de processus, leurs performances de soudure, leur résistance à l'usure et à la corrosion. ENIG est le meilleur pour la soudabilité, et Hard Gold pour les zones à forte usure. L'article comprenait également des conseils pour choisir le placage qui convient le mieux à votre application spécifique.
