Considerações críticas de projeto para PCBs de imersão em ouro (ENIG) em projetos eletrônicos

Quando se especificam PCBs para eletrónica de alta fiabilidade, desde dispositivos médicos até sistemas aeroespaciais, a escolha do acabamento de superfície certo é uma decisão decisiva.Especificamente, ouro de imersão em níquel sem eléctro (ENIG)No entanto, maximizar os seus benefícios requer uma atenção cuidadosa para a espessura do ouro, soldabilidade,desempenho do sinalEste guia descreve os fatores críticos para garantir que os seus PCB ENIG cumpram os objetivos de projeto e funcionem de forma fiável em ambientes exigentes.

Principais conclusões
a. O ENIG oferece uma superfície plana e resistente à corrosão, ideal para componentes de tom fino (≤ 0,4 mm) e aplicações de alta frequência (até 28 GHz).
b. A espessura do ouro (0,05 ‰ 0,2 μm) e a uniformidade do níquel (3 ‰ 6 μm) têm um impacto direto na resistência das juntas da solda e na fiabilidade a longo prazo.
c. O ENIG supera o HASL e o OSP na vida útil (> 1 ano) e em ambientes adversos, mas apresenta um custo inicial 20~50% superior.
d.A parceria com fabricantes certificados em conformidade com o IPC-4552 garante a conformidade com os padrões da indústria para as camadas de ouro/níquel e reduz os defeitos como o "black pad".

Por que o ENIG Surface Finish importa
O ENIG consiste numa camada de níquel-fósforo (36 μm) coberta por uma fina camada de ouro (0,05 μm).

a.Planura: ao contrário do HASL (Hot Air Solder Leveling), que cria superfícies desiguais, o acabamento liso do ENIG® elimina os riscos de ligação de soldadura em BGA e QFN de tom fino.
b.Resistência à corrosão: O ouro atua como uma barreira, protegendo o cobre e o níquel da umidade, produtos químicos e oxidação.
c. Soldurabilidade: a camada de níquel impede a difusão do cobre na solda, garantindo juntas fortes mesmo após múltiplos ciclos de refluxo (até 5x).

ENIG versus outros acabamentos de superfície

Espessura e uniformidade do ouro: a base da confiabilidade
A camada de ouro no ENIG é fina por design ≈ muito espessa resultará em ≈ fragilização do ouro ≈, enfraquecendo a junção de solda; muito fina não protegerá a camada de níquel da oxidação.

a. Intervalo óptimo: ouro de 0,05 × 0,2 μm garante protecção contra a corrosão sem comprometer a solderabilidade.
b. Função do níquel: a camada de níquel de 3 ‰ 6 μm atua como uma barreira, impedindo que o cobre se lique na solda. Um teor de fósforo de 6 ‰ 8% equilibra a resistência à corrosão e a resistência da junção da solda.
c. Uniformidade: as variações na espessura do ouro (> ± 0,02 μm) criam pontos fracos. Os fabricantes usam fluorescência de raios-X (XRF) para verificar a consistência da camada, garantindo a conformidade com a IPC-4552.

Impacto da espessura do ouro no desempenho

Soldurabilidade e montagem: evitando armadilhas comuns
A soldebilidade do ENIG depende de um tratamento adequado.

a.Prevenção de Black Pad: Este defeito (corrosição do níquel sob o ouro) ocorre quando o ouro penetra nos limites do grão de níquel.5) e controlo da temperatura (85°C a 90°C) durante a cobertura.
b. Perfis de refluxo: o ENIG funciona melhor com refluxo livre de chumbo (temperatura máxima 245-260°C).
c. Inspeção: os raios-X e a AOI (inspecção óptica automatizada) pegarão defeitos ocultos, como vazios nas juntas BGA, críticos para implantes médicos e sistemas de segurança automotiva.

Integridade do sinal em aplicações de alta frequência
O ENIG se destaca na maioria dos projetos de alta velocidade, mas requer atenção para:

a. Controle da impedância: a condutividade do ouro (410 S/m) é inferior à do cobre, mas suficiente para aplicações 5G (28 GHz) e IoT.Manter uma impedância de 50Ω (unilateral) ou 100Ω (diferencial) com uma largura de traço precisa (35mil) e espessura dielétrica (46mil).
b.Perda em mmWave: em frequências > 60GHz, a camada de níquel do ENIG® introduz uma pequena perda de sinal (≈ 0,5 dB/ polegada a mais do que a prata de imersão).Discutir com o seu fabricante as opções de ENIG de níquel fino.

Custo e valor: vale a pena investir na ENIG?
O ENIG tem custos iniciais mais elevados, mas reduz os custos a longo prazo:

a.Custo inicial: 20~50% maior do que o HASL, impulsionado pelos preços do ouro e pela complexidade do revestimento.
b.Custo total de propriedade: Menos retrabalhos (graças a uma melhor soldebilidade) e uma vida útil do produto mais longa (resistência à corrosão) reduzem os custos em 30% em 5 anos em aplicações industriais.

Escolhendo o fabricante certo
Procure parceiros com:

a.Certificações: IPC-4552 (padrões ouro/níquel) e IPC-A-600 Classe 3 (PCB de alta fiabilidade).
b. Controles de processo: XRF para a espessura da camada, AOI para defeitos de superfície e testes de ciclo térmico (-40°C a 125°C) para validar a fiabilidade.
c. Capacidades personalizadas: Capacidade de ajustar a espessura do ouro (por exemplo, 0,1 μm para dispositivos de consumo, 0,2 μm para aeronáutica) e suportar tolerâncias apertadas (± 0,01 μm).

Perguntas frequentes
P: O ENIG pode ser usado para ligação de fios?
R: Sim, as camadas de ouro de 0,15 μm funcionam bem para ligação de fios de alumínio em sensores e módulos de RF.

P: Como funciona o ENIG em ambientes úmidos?
R: O ENIG resiste melhor à umidade do que o OSP ou o HASL, tornando-o ideal para aplicações tropicais ou marinhas (testado para IPC-TM-650 2.6.3.7, 95% RH durante 1000 horas).

P: A ENIG é compatível com a RoHS?
R: Sim, a ENIG utiliza níquel e ouro sem chumbo, cumprindo as normas RoHS 2.0 e REACH.

Conclusão
A ENIG é uma escolha premium para eletrônicos de alta fiabilidade, oferecendo uma planitude incomparável, resistência à corrosão e soldagem.e conceção para fabricaçãoPara projectos em que o desempenho e a longevidade importam, das estações base 5G aos dispositivos médicos que salvam vidas, o ENIG não é apenas um acabamento superficial.É um investimento em fiabilidade..