ENEPIG란 무엇이고 PCB 마감 처리에서 ENIG와 비교하면 어떻습니까?

ENEPIG(Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold)는 보관 및 작동 중에 환경 요인으로부터 보호하기 위해 인쇄 회로 기판에 적용되는 표면 도금 유형입니다. ENEPIG는 무전해 니켈(Ni 3-5μm)을 증착한 다음 무전해 팔라듐(Pd 0.05-0.1μm)과 침지 금층(Au 0.03-0.05μm)을 증착하여 제조합니다. 솔더 접합 강도, 금 와이어 본딩, 알루미늄 와이어 본딩에 적합하며 접촉 저항이 낮습니다. 거의 모든 PCB에 쉽게 증착할 수 있으므로 'Universal Finishing'이라고도 합니다.

고급 HDI(High-Density Interconnect) 설계와의 호환성으로 기능성을 손상시키지 않고도 더 세련되고 컴팩트한 전자 제품을 만들 수 있습니다. 오늘은 두 가지 주목할 만한 경쟁자 ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold)와 ENEPIG(Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold) 간의 복잡한 뉘앙스를 풀어보겠습니다. 그러니 이 깨달음의 여정을 시작하면서 안전띠를 매세요!

ENPIG가 ENIG PCB 마감과 다른 점:

ENIG(Electroless Nickel Gold Plating)는 120-240um의 니켈에 2-8um의 금을 2겹으로 코팅한 금속 코팅입니다. 반면 ENEPIG 도금은 니켈과 금만으로 구성된 ENIG 도금과 비교할 때 팔라듐 층이 하나 더 있습니다. ENEPIG(Electroless Nickel-Palladium-Gold Plating)는 니켈, 팔라듐, 금으로 구성된 3겹 금속 코팅입니다. 이 추가 층은 금에서 니켈 층으로의 부식으로 인해 발생하는 '블랙 패드' 증후군을 피하는 데 도움이 됩니다. 또한 최근 연구에 따르면 ENEPIG 코팅 PCB는 ENIG에 비해 극심한 온도 변동에서 최대 30% 더 높은 신뢰성을 보입니다.

ENIG PCB 도금:

널리 채택된 것으로 알려진 ENIG는 오랫동안 PCB 제조의 특징이었습니다. 그것은 내식성과 뛰어난 납땜성을 갖춘 신뢰할 수 있는 기반을 제공합니다. 그러나 끊임없이 진화하는 전자 분야의 풍경은 신뢰성 그 이상을 요구합니다. 그것은 고속 회로의 품질을 손상시키지 않는 혁신을 갈구합니다.

그러나 ENIG 표면 마감은 품질 문제로 인해 저가형 소비자 제품에만 사용됩니다. 우선 ENIG 표면 마감은 신뢰할 수 있는 금 와이어 본딩 결과를 제공하지 않습니다. 이는 주석과 금의 상호 작용으로 인해 문제가 있는 금속간 화합물이 생성되어 솔더 접합부 신뢰성이 떨어지기 때문입니다.

ENEPIG PCB 도금:

ENEPIG는 게임을 놀라운 높이로 끌어올리는 혁신적인 표면 마감입니다. ENEPIG는 PCB용 금속 도금 유형입니다. 약 10년 전에 개발된 이 종류의 표면 마감은 다른 유형의 PCB용 금 도금에 비해 비용이 비교적 저렴하여 최근 몇 년 동안 인기를 얻고 있습니다. 니켈과 팔라듐의 결합은 뛰어난 화학적 안정성을 제공하여 가장 혹독한 환경에서도 PCB를 보호합니다. ENEPIG의 매혹적인 속성에는 뛰어난 와이어 본딩 기능과 더 매끄럽고 균일한 표면이 포함되어 고주파 애플리케이션과 소형화된 설계를 위한 무대를 마련합니다.

거의 모든 PCB 어셈블리에 증착할 수 있는 능력으로 인해 "범용 표면 마감"이라는 별명이 붙은 ENEPIG 마감은 주로 납땜, 금 및 알루미늄 와이어 본딩을 지원하는 데 사용됩니다. 전반적으로 PCB 프로토타입 공정에서 ENEPIG와 ENIG는 표면 처리 공정에 속합니다. 차이점은 ENIG가 솔더 마스크 전에 수행되는 반면 ENEPIG는 솔더 마스크 후에 수행된다는 것입니다.

ENEPIG 도금은 무엇으로 구성되어 있나요?

● 무전해니켈 - 부식방지층

● 무전해 팔라듐 - 배리어층이 니켈 확산을 방지

● 침지 금 - 가장 바깥쪽 층은 납땜성을 제공합니다.

'무전해'라는 용어는 전류를 사용하지 않고 자가 촉매 증착을 말합니다. 금속은 화학적 환원 반응을 통해 증착됩니다. 이 삼중 금속 마감은 우수한 납땜성을 제공하는 동시에 부식과 산화에도 강합니다. 전해 니켈/금 및 침지 주석과 같은 기존 마감의 대안입니다.

ENEPIG PCB 제조 공정 단계:

ENEPIG는 PCB 표면에 증착된 4개의 금속 층을 포함합니다. 이는 구리, 니켈, 팔라듐 및 금입니다. ENEPIG 표면 마감을 만드는 과정에는 다음 단계가 포함됩니다.

1) 구리 활성화: 이 과정은 치환 반응을 사용하여 달성되며, 이를 통해 구리 층이 촉매 표면으로 작용합니다.

2) 무전해 니켈: 니켈은 장벽층으로 작용하여 구리가 다른 금속과 상호 작용하는 것을 방지합니다. 이 층은 산화-환원 반응을 사용하여 촉매 구리 표면에 증착됩니다. 그 결과 두께가 3.0~5.0마이크론인 층이 생성됩니다.

3) 무전해 팔라듐: 팔라듐 층은 ENEPIG와 ENEG 표면 마감 기술을 차별화하는 요소로, 또 다른 장벽 층 역할을 합니다. 팔라듐은 니켈 층이 부식되어 금 층으로 확산되는 것을 방지합니다. 이 팔라듐은 적용 분야에 따라 0.05~0.1마이크론 두께의 층에 증착됩니다.

4) 침지 금: 금은 ENEPIG 표면에 추가되는 최종 층으로, 낮은 접촉 저항, 마찰 보호 및 산화 저항의 이점을 제공합니다. 금은 또한 팔라듐의 납땜성을 보존합니다. PCB의 팔라듐은 용해되어 주변의 금 원자를 감소시키는 전자를 방출합니다. 그런 다음 금 이온이 PCB 표면에 부착되어 일부 팔라듐 이온을 대체하고 0.03 및 0.05 마이크로미터 두께의 비교적 얇은 외부 층을 생성합니다.

ENEPIG 마감의 장점/단점:

1) 블랙 패드 위험 회피: 추가 층은 니켈의 확산 및 이동을 방지하여 무전해 니켈-인 합금의 부식을 방지합니다. 니켈 표면층의 산화를 효과적으로 억제하고 용접 공정에서 블랙 패드가 발생하는 것을 방지합니다.

2)   코팅의 장기 신뢰성: ENEPIG 코팅은 안정성이 높고, 노화 처리 후 SEM에서 발생한 뚜렷한 결함이 없어 장기 신뢰성이 우수합니다.

3) 무연 솔더링: ENEPIG 코팅은 무연 솔더(Sn-Ag-Cu)와 높은 솔더링 강도의 솔더 조인트를 형성하여 납(주석/납) 솔더와 동일한 솔더링 강도를 달성할 수 있습니다. 여러 번의 리플로우 사이클을 견딜 수 있습니다.

4) 용접 및 와이어 본딩의 높은 신뢰성: ENEPIG 표면 처리를 통해 양호한 용접 본딩 및 와이어 본딩 성능을 얻을 수 있습니다.

5) 낮은 비용: 팔라듐을 사용하면 금 층의 두께를 얇게 할 수 있어 궁극적으로 비용을 절감할 수 있습니다.

ENEPIG 표면 마감의 한계:

니켈 도금 위에 형성된 주석-팔라듐 층이 취성을 띠기 때문에 파손이 일어날 가능성이 더 큽니다.

ENEPIG를 사용하여 PCB를 도금하는 이유는 무엇입니까?

현대 PCB는 계속 발전하여 최대의 기능과 속도를 유지하는 더 작고 가벼운 전자 제품이 탄생했습니다. 구조적 무결성을 유지하면서도 기능을 개선하기 위해 PCB를 금속 마감으로 도금하는 것이 우선순위가 되었습니다. 사용 가능한 모든 도금 옵션 중에서 ENEPIG는 처리 및 재료 비용을 비교적 낮게 유지하면서 가장 많은 이점을 제공합니다. 또한 주석, 은, ENEG 및 ENIG 도금과 같은 다른 마감 옵션보다 우수한 납땜성, 내구성 및 부식 방지 특성을 포함하여 더 많은 이점을 제공합니다.

이러한 이점은 가전제품뿐만 아니라 다양한 다른 산업에서도 중요합니다. ENEPIG 마감은 PCB의 높은 기능성과 신뢰성을 유지하는 데 도움이 되므로 신뢰성이 최우선인 응용 분야에 이상적인 마감입니다. 몇 가지 예로는 자동차, 항공우주, 군사 및 방위, 의료 산업이 있습니다.

ENEPIG와 관련된 프로세스 과제:

● 균일성: 무전해 증착은 지역 화학 조건에 따라 달라집니다. 주의 깊은 모니터링과 탱크 교반이 필요합니다.

● 팔라듐 활성화: 활성화가 불충분하면 니켈 증착이 균일하지 않고 금 취성이 발생할 수 있습니다.

● 욕조 유지관리: 무전해 욕조의 정기적인 분석 및 보충이 중요합니다.

● 솔더 마스크 접착력: 솔더 마스크와 ENEPIG 화학물질 간의 호환성이 보장되어야 합니다.

● Via Filling: 얇은 코팅만 증착합니다. 두꺼운 코팅의 경우 추가 무전해 구리 빌드업이 필요할 수 있습니다.

ENEPIG의 특성:

ENEPIG는 도금 옵션으로서 천천히 인기를 얻었으며, 최근 인기 급등은 원시 팔라듐의 가격 하락으로 인한 것입니다. 이 방법은 또한 다음을 포함한 심오한 이점 때문에 인기가 있습니다.

낮은 접촉 저항: 낮은 접촉 저항은 과열, 에너지 손실 및 접지 불량을 방지하기 위해 PCB에서 필수적입니다. ENEPIG 마감은 니켈, 팔라듐 및 금의 제어된 증착으로 인해 이러한 낮은 저항을 보장할 수 있습니다.

보호 장벽: ENEPIG 마감의 니켈과 팔라듐은 모두 장벽 층으로 작용하여 구리가 솔더의 주석에 영향을 받지 않도록 합니다. 이러한 장벽은 납땜성을 크게 개선합니다. 또한 구리가 금과 섞여 전도도에 영향을 미치는 것을 방지합니다.

무제한 보관 수명: 은, 구리, 알루미늄과 같은 다른 많은 도금 옵션과 달리 팔라듐과 금은 변색되거나 산화되지 않습니다. 이는 공기와 습도에 노출되어 발생하는 진행성 조건입니다. 두 조건 모두 납땜성이 떨어지고 마감의 전반적인 품질이 떨어지며 시간이 지남에 따라 악화됩니다.

ENEPIG 표면 마감의 용도:

ENEPIG 표면 마감은 THT(스루홀 기술), SMT, BGA, 와이어 본딩 등 다양한 패키지 유형을 지원하는 인쇄 회로 기판에 이상적입니다. ENEPIG 마감이 이점을 제공하는 주요 응용 분야는 다음과 같습니다.

● 무연 납땜: 사용 시 위험성이 적습니다.

● 자동차 전자 장치: 할로겐 프리이며 고온에도 견딥니다.

● 항공전자 및 항공우주: 극한 조건에 필요한 높은 신뢰성을 제공합니다.

● 의료용 전자제품 : 생체적합성 마감

● 고속 디지털 회로: 금은 낮은 접촉 저항 안정성을 제공합니다.

결론:

전반적으로 ENPIG는 우수한 납땜성, 접촉 신뢰성, 무연 솔더와의 호환성을 갖춘 더 나은 표면 도금 기술이며, 와이어 본딩을 허용하고, 안정적인 낮은 접촉 저항을 제공한다는 결론을 내릴 수 있습니다. 반면에 몇 가지 단점도 있습니다. 정밀한 공정 제어가 필요하고, 팔라듐이 비싸고, 여러 도금 단계로 사이클 시간이 늘어납니다. 그러나 전반적으로 낙관적인 가격 대비 성능 비율을 제공하는 더 나은 기술입니다.