การเปรียบเทียบระหว่าง ENIG และ ENEPIG

ท่ามกลางเทคโนโลยีที่นำมาใช้ในกระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการเคลือบผิวหน้ามีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อการประกอบแผงวงจรและการใช้งานของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีการใช้แผงวงจรพิมพ์อยู่ภายใน

ชั้นทองแดงบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) มีแนวโน้มที่จะเกิดการออกซิไดซ์เมื่อสัมผัสอากาศ ทำให้เกิดการออกซิเดชันของทองแดง ซึ่งจะทำให้คุณภาพการบัดกรีลดลงอย่างรุนแรง อย่างไรก็ตาม การเคลือบผิวหน้าสามารถป้องกันไม่ให้แผ่นรองทองแดงเกิดการออกซิไดซ์ได้ จึงสามารถรับประกันสมรรถนะการบัดกรีที่ยอดเยี่ยมและประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่สอดคล้องกันได้ ความต้องการของตลาดที่เพิ่มขึ้นในด้านการย่อส่วน การเพิ่มฟังก์ชันการทำงาน และความเชื่อถือได้ที่สูงขึ้นสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ได้ผลักดันให้แผงวงจรพิมพ์มีแนวโน้มไปสู่ความบาง น้ำหนักเบา ความหนาแน่นสูง และความเร็วในการส่งสัญญาณที่สูงขึ้น ดังนั้น การเคลือบผิวหน้าจึงต้องเผชิญกับความท้าทายใหม่ ๆ ในด้านเสถียรภาพและความเชื่อถือได้ เพื่อให้สอดคล้องกับข้อกำหนดด้านการพัฒนาที่กล่าวมาข้างต้น

ยิ่งไปกว่านั้น จากการตระหนักรู้ที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับการพัฒนาที่ยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปัญหามลพิษทางสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการเคลือบผิวแผงวงจรพิมพ์ (PCB) กำลังได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อย ๆ จากทั่วโลก การบังคับใช้กฎหมาย RoHS (Restriction of Hazardous Substances) และ WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) ที่ออกโดยสหภาพยุโรปมีเป้าหมายเพื่อกำจัดสารอันตราย เช่น ตะกั่วและปรอท ออกจากผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเป็นการเรียกร้องให้ใช้วัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมหรือการผลิตปลอดสารตะกั่วของการเคลือบผิวหน้าแผ่น PCB ในฐานะที่เป็นหนึ่งในประเภทของการเคลือบผิวหน้า ENIG (electroless nickel immersion gold) และ ENEPIG (electroless nickel electroless palladium immersion gold) ไม่เพียงแต่สามารถตอบสนองความต้องการทางเทคโนโลยีที่ตลาด PCB เรียกร้องได้เท่านั้น แต่ยังสามารถปรับให้เหมาะสมกับแนวโน้มการบัดกรีแบบปลอดสารตะกั่วได้อีกด้วย และยังมีศักยภาพในการพัฒนาสูงในอนาคต

อย่างไรก็ตาม ผู้คนค่อนข้างยากที่จะบอกความแตกต่างระหว่าง ENIG และ ENEPIG ยังไม่ต้องพูดถึงการตระหนักว่าควรพึ่งพาแบบใดในเวลาใด เนื้อหาต่อไปนี้ในบทความนี้จะให้คำจำกัดความของ ENIG และ ENEPIG และกระบวนการผลิตของพวกมัน อภิปรายข้อดีและข้อเสียของแต่ละแบบ และมุ่งหวังที่จะให้คำแนะนำว่าควรใช้การเคลือบผิวแต่ละชนิดเมื่อใดในสถานการณ์เฉพาะ

ข้อควรพิจารณาในการเลือกผิวสำเร็จ

จนถึงปัจจุบัน การเคลือบผิวหน้าที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและได้รับการยอมรับเป็นส่วนใหญ่ ได้แก่ HASL (การปรับระดับบัดกรีด้วยลมร้อน), OSP (สารกันออกซิเดชันสำหรับการบัดกรีแบบออร์แกนิก), การชุบดีบุก, การชุบทอง, ENIG และ ENEPIG เมื่อต้องเผชิญกับการเคลือบผิวหน้าที่แตกต่างกันซึ่งต่างก็มีข้อดีและข้อเสียของตนเอง คุณเคยรู้สึกลำบากอย่างมากในการเลือกประเภทที่เข้ากันได้กับผลิตภัณฑ์ของคุณหรือไม่? แท้จริงแล้ว ไม่ว่าผลิตภัณฑ์ PCB ของคุณจะเป็นประเภทใด หรือมีข้อกำหนดอย่างไร การเลือกการเคลือบผิวหน้าของคุณจะต้องตั้งอยู่บนการพิจารณาระหว่างต้นทุน สภาพแวดล้อมการใช้งานของผลิตภัณฑ์ปลายทาง ระยะห่างขาอุปกรณ์แบบละเอียด การมีตะกั่วหรือปลอดตะกั่ว การใช้งาน RF (ความเป็นไปได้ของความถี่สูง) อายุการเก็บรักษา ความทนทานต่อแรงกระแทกและการตกกระแทก ความทนทานต่อความร้อน ปริมาณการผลิต และอัตราการผลิตผ่านระบบ

ดังนั้น องค์ประกอบด้านการพิจารณาที่กล่าวมาข้างต้นสามารถใช้เป็นหนึ่งในข้อมูลอ้างอิงสำหรับการตัดสินใจขั้นสุดท้ายเกี่ยวกับการเคลือบผิวของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของคุณได้ โดยธรรมชาติแล้ว รายการเหล่านี้ไม่อาจมีความสำคัญเท่าเทียมกันในระดับเดียวกันได้ ดังนั้น ระดับความสำคัญของแต่ละรายการจึงควรถูกระบุให้ชัดเจนก่อนที่คุณจะพร้อมพึ่งพารายการนี้ โดยคำนึงถึงสภาพผลิตภัณฑ์เฉพาะของคุณเอง

การมาถึงของ ENIG และ ENEPIG

ตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1990 เนื่องจากการพัฒนาแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ไปสู่ลายวงจรที่ละเอียดขึ้นและไมโครเวีย รวมถึงข้อเสียที่เด่นชัดของ HASL และ OSP เช่น ปัญหาความเรียบของผิวในกรณีของแบบแรก และปัญหาการกำจัดฟลักซ์ในกรณีของแบบหลัง ENIG จึงเริ่มถูกนำมาใช้เป็นอีกหนึ่งทางเลือกสำหรับการเคลือบผิวในกระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB).

เพื่อเอาชนะปัญหาแผ่นนิกเกิลดำซึ่งเป็นจุดอ่อนหลักของ ENIG จึงได้มีการพัฒนา ENEPIG ขึ้นมาในฐานะเวอร์ชันอัปเกรดของ ENIG โดยมีการเพิ่มชั้นชุบทองพัลลาเดียมระหว่างนิกเกิลเคมีและทองชุบจุ่ม ทำให้ ENEPIG มีชั้นบาง ๆ สำหรับการต้านทาน ซึ่งความหนามักอยู่ในช่วง 0.05μm ถึง 0.1μm ชั้นพัลลาเดียมมีบทบาทในการป้องกันไม่ให้กระบวนการทองชุบจุ่มกัดกร่อนชั้นนิกเกิล ส่งผลให้ ENEPIG สามารถแก้ไขข้อบกพร่องแผ่นดำของ ENIG ได้ นอกจากนี้ ENEPIG ยังมีคุณสมบัติการบอนด์ลวดที่มีความน่าเชื่อถือสูง ความสามารถในการบัดกรีแบบรีโฟลว์หลายครั้งที่ยอดเยี่ยม และมีพื้นผิวหน้าสัมผัสสวิตช์ ซึ่งทำให้สามารถตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่มีความหนาแน่นสูงและมีแพ็กเกจหลายพื้นผิวได้พร้อมกัน จากข้อดีเหล่านี้ ENEPIG จึงถูกเรียกว่าเป็นฟินิชแบบสากล (universal finish)

ข้อดีและข้อเสียของ ENIG และ ENEPIG

ในช่วงทศวรรษ 1990 ด้วยแนวโน้มการพัฒนาของลายวงจร PCB แบบเส้นละเอียดและไมโครเวีย รวมถึงปัญหาความเรียบของกระบวนการ HASL (การปรับระดับบัดกรีด้วยลมร้อน) และปัญหาการหลุดลอกของบัดกรีในกระบวนการ OSP (สารเคลือบเพิ่มความสามารถในการบัดกรีแบบออร์แกนิก) เทคโนโลยี ENIG จึงเริ่มถูกนำมาใช้ในกระบวนการผลิต PCB อย่างแพร่หลาย

เมื่อเทียบกับ ENIG แล้ว เทคโนโลยี ENEPIG ถูกนำมาใช้ในการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1980 อย่างไรก็ตาม ENEPIG ยังไม่ได้ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายและไม่ได้รับความนิยมมากนัก เนื่องจากมีต้นทุนสูงและความต้องการด้านผิวเคลือบของผลิตภัณฑ์ยังไม่สูงมากนัก ปัจจุบัน ความต้องการด้านการย่อส่วน ความบาง และการทำงานได้หลากหลายฟังก์ชัน ทำให้ ENEPIG มีโอกาสมากขึ้น

ข้อดีของ ENIG และ ENEPIG แสดงไว้ในตารางต่อไปนี้

เทคโนโลยี ENEPIG พัฒนาต่อยอดจากเทคโนโลยี ENIG โดยมีการเพิ่มชั้นพัลลาเดียม ทำให้ประสิทธิภาพได้รับการปรับปรุงอย่างมาก เหตุผลมีดังนี้:
a. ชั้นพัลลาเดียมที่มีโครงสร้างเมมเบรนหนาแน่นปกคลุมชั้นนิกเกิลอย่างสมบูรณ์ และปริมาณฟอสฟอรัสในชั้นพัลลาเดียมมีน้อยกว่าปริมาณปกติในชั้นนิกเกิล จึงหลีกเลี่ยงเงื่อนไขการเกิดนิกเกิลดำ และทำให้ความเป็นไปได้ของการเกิดแผ่นดำหมดไป
b. จุดหลอมเหลวของพัลลาเดียมอยู่ที่ 1,554°C ซึ่งสูงกว่าจุดหลอมเหลวของทองคำ (1,063°C) ดังนั้น ความเร็วในการหลอมของพัลลาเดียมที่อุณหภูมิสูงจึงค่อนข้างช้า ทำให้มีเวลาเพียงพอสำหรับการเกิดชั้นความต้านทานเพื่อปกป้องชั้นนิกเกิล
c. พัลลาเดียมมีความแข็งสูงกว่าทอง ส่งผลให้ความเชื่อถือได้ของการบัดกรี ความสามารถในการเชื่อมต่อด้วยลวด และคุณสมบัติต้านการเสียดสีดีขึ้น
d. โลหะผสมดีบุก-พัลลาเดียมมีความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนสูงที่สุด สามารถหยุดการคืบของการกัดกร่อนที่เกิดจากการกัดกร่อนแบบเซลล์ปฐมภูมิได้ ทำให้อายุการใช้งานยาวนานขึ้น
e. การใช้พัลลาเดียมสามารถลดความหนาของชั้นทองได้ ซึ่งช่วยลดต้นทุนลงได้ 60% เมื่อเทียบกับ ENIG

เหรียญทุกเหรียญมีสองด้าน นอกจากข้อดีแล้ว ENIG และ ENEPIG ยังมีข้อเสียบางประการเช่นกัน

มาตรการเพื่อให้ได้ผิวสำเร็จที่คุ้มค่า

ตามข้อดีและข้อเสียของ ENIG และ ENEPIG การเลือกใช้ ENEPIG ถือเป็นทางเลือกที่ดีกว่าเมื่อให้ความสำคัญกับความน่าเชื่อถือเป็นอันดับแรก อย่างไรก็ตาม ต้นทุนที่สูงกว่าทำให้บางบริษัทไม่ยอมสละรายได้บางส่วน แต่คุณสามารถสร้างสมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างคุณภาพและต้นทุนได้ในPCBCartเนื่องจากเรามีมาตรการในการแก้ไขปัญหาแบล็กแพดเมื่อใช้กระบวนการ ENIG แล้ว

แผ่นดำ (Black pad) เกิดขึ้นมาพร้อมกับการถือกำเนิดของกระบวนการ ENIG ระหว่างกระบวนการชุบทองแบบจุ่ม (immersion gold) ใน ENIG มักเกิดแผ่นดำขึ้นเนื่องจากการกัดกร่อนของนิกเกิลภายใต้สภาวะการปฏิบัติงานที่ไม่เหมาะสม การกัดกร่อนของนิกเกิลที่มากเกินไปจะทำให้ความเปียกติด (wettability) และสมรรถนะการยึดเกาะของการบัดกรีลดลงอย่างมาก และบัดกรีจะต้องทนต่อความเค้นที่สูงขึ้นเมื่อยึดติดกับผิวนิกเกิลที่ถูกกัดกร่อน ในที่สุดชั้นสัมผัสระหว่างบัดกรีกับนิกเกิลจะเกิดการแตกตัว พร้อมกับเกิดผิวนิกเกิลสีดำ ซึ่งเรียกว่าแผ่นดำ (black pad)

เนื่องจาก ENIG มีชั้นทองเคลือบแบบไม่ใช้กระแสไฟฟ้า จึงค่อนข้างยากที่จะสรุปได้ว่ามี black pad อยู่หรือไม่ ชั้นนิกเกิลจะไม่ถูกเปิดเผยจนกว่าทองจะถูกลอกออกจากผิวหน้าด้วยวิธีทางเคมี นอกจากนี้ ชั้นนิกเกิลที่มีฟอสฟอรัสสูงจะก่อตัวขึ้นที่บริเวณสัมผัสระหว่างนิกเกิลกับทอง (ก่อนการบัดกรี) และบริเวณสัมผัสระหว่างตะกั่วบัดกรีกับนิกเกิล (หลังการบัดกรี) ซึ่งแท้จริงแล้วเป็นปรากฏการณ์ตามธรรมชาติและไม่ได้มีความสัมพันธ์ใด ๆ กับ black pad

สาเหตุหลักของปรากฏการณ์ Black Pad มีอยู่สองประการ ประการแรก การนำเทคโนโลยีไปใช้มีการควบคุมที่ไม่ดี ทำให้อนุภาคผลึกเติบโตอย่างไม่สม่ำเสมอและเกิดรอยร้าวจำนวนมากระหว่างอนุภาคผลึก ส่งผลให้ฟิล์มนิกเกิลที่ได้มีคุณภาพต่ำ ประการที่สอง ระยะเวลาในการทำกระบวนการชุบทองมีความยาวนานเกินไป ทำให้เกิดการกัดกร่อนบนผิวนิกเกิลและเกิดรอยร้าวขึ้น

ท่ามกลางปัจจัยทั้งหมดที่มีผลต่อการชุบนิกเกิลแบบไม่ใช้กระแสไฟฟ้าหน้ากากบัดกรีโดดเด่นด้วยเหตุผลต่อไปนี้:
เหตุผลข้อที่ 1หน้ากากบัดกรีมีการเชื่อมขวางและความแข็งแรงไม่เพียงพอ ทำให้สิ่งปนเปื้อนมีแนวโน้มค้างอยู่บนผิวทองแดง ขัดขวางไม่ให้เกิดปฏิกิริยาการกระตุ้น ในสารละลายนิกเกิลไม่ใช้ไฟฟ้าแบบร้อน โมโนเมอร์ของหน้ากากบัดกรีจะถูกปลดปล่อยออกมาเมื่อมีการเกิดไฮโดรเจน จากนั้นมันจะยับยั้งไม่ให้นิกเกิลไม่ใช้ไฟฟ้าเกิดปฏิกิริยาและทำลายสมดุลทางเคมี
เหตุผล#2: พื้นผิวที่มีมาสก์บัดกรีไม่ดีทำให้พื้นผิวแผ่นรองเสื่อมคุณภาพ
เหตุผลข้อที่ 3: การเติมมาสก์บัดกรีลงในไมโครเวียมักทำให้เกิดปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี ส่งผลให้ไม่สามารถสร้างพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาที่สม่ำเสมอได้

เพื่อแก้ปัญหาแผ่นดำให้สำเร็จ สามารถดำเนินการได้สามมาตรการดังนี้:
มาตรการ#1: ควรควบคุมค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH) ของสารละลายนิกเกิลไม่ใช้ไฟฟ้า
Meaaure#2ต้องวิเคราะห์ปริมาณสารทำให้คงตัวในสารละลายนิกเกิลไม่ใช้กระแสไฟฟ้า
มาตรการ#3ควรหยุดการกัดกร่อนผิวเคลือบนิกเกิลระหว่างกระบวนการชุบทองด้วยการจุ่ม

จนถึงปัจจุบัน การปรับปรุงในด้านเทคโนโลยีการชุบทองแบบจุ่มได้ให้ผลลัพธ์ที่ดี เทคโนโลยีการชุบทองแบบจุ่มที่พัฒนาขึ้นใหม่ไม่เพียงช่วยลดการกัดกร่อนบนผิวหน้าของนิกเกิล แต่ยังช่วยลดต้นทุนได้อีกด้วย เมื่อเปรียบเทียบกับน้ำยาชุบทองแบบจุ่มรุ่นก่อนหน้า (ค่า pH = 4.5–5.5) น้ำยาชุบทองแบบจุ่มรุ่นใหม่มีความเป็นกลางมากกว่า โดยมีค่า pH อยู่ในช่วง 7.0 ถึง 7.2 ของเหลวที่มีสภาพเป็นกลางให้ประสิทธิภาพดีที่สุดในการยับยั้งไฮโดรเจนไอออนไม่ให้กัดกร่อนผิวหน้านิกเกิล นอกจากนี้ เทคโนโลยีการชุบทองแบบจุ่มรุ่นใหม่ยังสามารถใช้งานได้กับน้ำยาทองที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า ซึ่งทำให้ต้นทุนวัตถุดิบเริ่มต้นลดลงได้ 50% ถึง 80% และส่งผลกระทบต่อนิกเกิลในชั้นล่างน้อยมาก

เมื่อพูดถึงการตกแต่งผิวสำหรับแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นหากใช้กระบวนการ ENIG แบบเดิมกับแผงวงจรยืดหยุ่นโดยตรง ฟิล์มนิกเกิลแบบเป็นชั้นจะเกิดรอยร้าวเมื่อแผ่นฐานถูกดัดงอ ซึ่งจะทำให้ชั้นทองแดงด้านล่างเกิดรอยร้าวตามไปด้วย เพื่อให้สอดคล้องกับความต้องการด้านการเคลือบผิวของแผงวงจรยืดหยุ่น เทคโนโลยีนิกเกิลไม่ใช้ไฟฟ้าที่พัฒนาขึ้นใหม่สามารถสร้างฟิล์มนิกเกิลที่มีโครงสร้างแบบเสาได้ เมื่อแผ่นฐานถูกดัดงอจะเกิดเพียงไมโครแคร็กบนผิวหน้า และรอยร้าวจะไม่ลุกลามลงไปถึงชั้นทองแดงด้านล่าง

การวิเคราะห์และมาตรการทั้งหมดที่ระบุไว้ข้างต้นใช้ได้เฉพาะกับ ENIG เท่านั้น ในขณะที่ ENEPIG ในฐานะเวอร์ชันอัปเกรดของ ENIG ไม่จำเป็นต้องใช้มาตรการเหล่านี้

ตามความเป็นจริงแล้ว มาตรการข้างต้นล้วนถูกรวบรวมและทดสอบโดย PCBCart เพื่อให้สอดคล้องกับความต้องการของลูกค้าในด้านความน่าเชื่อถือสูงและต้นทุนต่ำ เมื่อมีการเลือกใช้ ENIG แล้ว การรับประกันคุณภาพของมันถือเป็นความรับผิดชอบของเรา แม้ว่ามันจะมีข้อบกพร่องที่ถือได้ว่า “ร้ายแรงถึงตาย” อยู่ก็ตาม ทั้งนี้ก็เพื่อยึดมั่นในหลักการมุ่งเน้นลูกค้าเป็นศูนย์กลางของเรา

การเปรียบเทียบการใช้งานระหว่าง ENIG และ ENEPIG

สาขาการประยุกต์ใช้ ENIG และ ENEPIG นั้นแตกต่างกันตามข้อดีเฉพาะตัวของแต่ละแบบ ENIG เหมาะสำหรับการบัดกรีปลอดสารตะกั่ว, SMT (เทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว)แพ็กเกจ BGA (ball grid array)ฯลฯ อุตสาหกรรมและผลิตภัณฑ์ที่สามารถใช้กระบวนการ ENIG ได้ ได้แก่ ดาต้า/โทรคมนาคม สินค้าบริโภคระดับไฮเอนด์ อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การทหาร และอุปกรณ์ประสิทธิภาพสูง รวมถึงอุตสาหกรรมการแพทย์ นอกจากนี้ ENIG ยังถูกนำมาใช้เป็นพิเศษในตลาดเฟล็กซ์เนื่องจากมีความน่าเชื่อถือสูง

ENEPIG สามารถตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดมากขึ้นของแพ็กเกจหลายประเภทได้ รวมถึง THT (through-hole technology), SMT, BGA, การบอนด์ลวด, การกดเสียบ (press fit) เป็นต้น นอกจากนี้ ENEPIG ยังเหมาะสำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่ใช้เทคโนโลยีการบรรจุหีบห่อต่างชนิดกันอีกด้วย ดังนั้น สาขาการประยุกต์ใช้งานที่ ENEPIG สามารถรองรับได้จึงรวมถึงอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การทหาร อุปกรณ์ประสิทธิภาพสูง และอุตสาหกรรมการแพทย์ที่มีข้อกำหนดด้านความหนาแน่นและความเชื่อถือได้ในระดับสูง

ที่จริงแล้ว มันคือผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB)เป็นหน้าที่ของบริษัทในการจัดหาผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงสุดให้กับลูกค้า ในฐานะที่เป็นขั้นตอนสำคัญระหว่างการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) คุณภาพที่ดีของการเคลือบผิวหน้ามีส่วนตัดสินคุณภาพที่ดีของแผ่นวงจรอย่างแน่นอน ดังนั้น ผู้ผลิต PCB จึงต้องมั่นใจว่าการเคลือบผิวหน้าสามารถตอบสนองความต้องการที่กำหนดโดยแผ่นวงจรและผลิตภัณฑ์ปลายทางที่แผ่นวงจรจะถูกนำไปใช้งาน

เทคโนโลยีและกระบวนการผลิต

การทำความเข้าใจเทคโนโลยีและกระบวนการผลิตของ ENIG และ ENEPIG อาจดูน่าเบื่อเล็กน้อย แต่จะช่วยให้คุณทราบได้อย่างชัดเจนว่ามีอะไรเกิดขึ้นในกระบวนการชุบผิวทั้งสองแบบนี้

1) เทคโนโลยีและกระบวนการผลิตของ ENIG

โครงสร้างโลหะสามชั้นที่เกี่ยวข้องในกระบวนการ ENIG ประกอบด้วยทองแดง นิกเกิล และทองคำ กระบวนการหลักได้แก่: การกระตุ้นทองแดง การชุบนิกเกิลไม่ใช้ไฟฟ้า (ENP) และการชุบทองแบบจุ่ม

• การกระตุ้นทองแดง

การกระตุ้นด้วยทองแดงเป็นกระบวนการพิเศษของการตกตะกอนแบบเลือกเฉพาะที่เกิดขึ้นใน ENP ปฏิกิริยาการแทนที่มีความจำเป็นเพื่อให้สามารถสร้างชั้นบางของพัลลาเดียมบนชั้นทองแดงซึ่งทำหน้าที่เป็นผิวหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา ระหว่างกระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) PdSO₄และ PdCl₂มักถูกใช้เป็นตัวกระตุ้นด้วยสูตรปฏิกิริยาดังต่อไปนี้:

Cu + Pd²⁺→ ทองแดง²⁺+ Pd

• ENP

ในเทคโนโลยี ENIG ชั้นนิกเกิลมีสองหน้าที่ โดยทำหน้าที่เป็นชั้นกั้น สามารถหยุดการแพร่ซึมซึ่งกันและกันระหว่างทองแดงและทองคำ อีกด้านหนึ่ง ชั้นนิกเกิลจะทำปฏิกิริยากับดีบุก ทำให้เกิดสารประกอบระหว่างโลหะ (IMC – intermetallic compound) Ni ที่มีคุณสมบัติยอดเยี่ยม₃สน₄เพื่อให้มั่นใจได้ว่าสามารถบัดกรีประกอบได้อย่างดี ภายใต้การออกฤทธิ์ของพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยา ENP ทำให้เกิดการตกตะกอนของชั้นนิกเกิลผ่านปฏิกิริยารีดอกซ์กับ NaH₂ใบสั่งซื้อ₂ในฐานะตัวรีดิวซ์ เมื่อชั้นนิกเกิลถูกปกคลุมด้วยผิวเร่งปฏิกิริยาพัลลาเดียมอย่างสมบูรณ์แล้ว ธาตุนิกเกิลจะทำให้การตกตะกอนของนิกเกิลดำเนินต่อไปในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยาของ ENP

สิ่งสำคัญที่ต้องชี้ให้เห็นคือไฮโดรเจนอะตอมมิกในสถานะกัมมันต์ที่ถูกปล่อยออกมาโดยปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของตัวรีดิวซ์ NaH₂PO₂ทำให้ Ni²⁺ถูกทำให้ลดรูปเหลือเป็นสารพื้นฐานนิกเกิล ในขณะที่ H₂ใบสั่งซื้อ₂^-ไปยังสารธาตุฟอสฟอรัสพื้นฐาน ดังนั้น ชั้น ENP ในเทคโนโลยี ENIG แท้จริงแล้วคือชั้นโลหะผสมนิกเกิล-ฟอสฟอรัส สมการปฏิกิริยาของขั้นตอนนี้แสดงดังต่อไปนี้:

H₂PO₂^-+ H₂O → H⁺+ HPO₃^2-+ 2H

นี่²⁺+ 2H → Ni↓ + 2H⁺

H₂PO₂^-+ H → P↓ + OH^-+ H₂O

H₂PO₂^-+ H₂O → H₂↑ + H⁺+ HPO₃^2-

• ทองชุบแบบจุ่ม

ในเทคโนโลยี ENIG ชั้นทองมีข้อดีคือมีความต้านทานการสัมผัสต่ำ โอกาสเกิดการออกซิเดชันน้อย มีความแข็งแรงสูงและทนการเสียดสี ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการด้านการนำไฟฟ้าของวงจรและปกป้องชั้นทองแดงและชั้นนิกเกิลจากการออกซิเดชัน เพื่อให้มั่นใจได้ถึงความสามารถในการบัดกรีของชั้นนิกเกิล การชุบทองแบบจุ่มหมายถึงการสร้างชั้นทองบนผิวชั้นนิกเกิลผ่านปฏิกิริยาแทนที่ ซึ่งจะไม่หยุดจนกว่าชั้นทองที่เกิดขึ้นจะปกคลุมชั้นนิกเกิลทั้งหมด นั่นคือเหตุผลที่ชั้นทองค่อนข้างบาง สูตรปฏิกิริยาที่แสดงขั้นตอนนี้มีดังต่อไปนี้:

2Au(CN)₂^-+ Ni → 2Au + Ni²⁺+ 4CN^-

2) เทคโนโลยี ENEPIG และกระบวนการผลิต

แตกต่างจาก ENIG, ENEPIG มีโครงสร้างโลหะสี่ชั้นประกอบด้วยทองแดง นิกเกิล พัลลาเดียม และทอง กระบวนการของ ENEPIG เหมือนกับของ ENIG ยกเว้นว่าจะมีการเพิ่มการชุบนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าระหว่าง ENP และการชุบทองแบบจุ่ม

ชั้นแพลเลเดียมถูกเพิ่มเข้าไปในเทคโนโลยี ENEPIG ในฐานะชั้นกั้น เพื่อหยุดการกัดกร่อนของชั้นนิกเกิลที่เกิดจากสารละลายในกระบวนการตกตะกอนทองและการแพร่จากชั้นนิกเกิลไปยังชั้นทอง ในขณะเดียวกัน ชั้นแพลเลเดียมยังสามารถทำหน้าที่เป็นชั้นป้องกันการเกิดออกซิเดชันและชั้นป้องกันการกัดกร่อนเนื่องจากคุณสมบัติความหนาแน่นที่ช่วยเพิ่มความสามารถในการเชื่อมประสานได้ คล้ายกับการชุบนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า การชุบแพลเลเดียมแบบไม่ใช้ไฟฟ้าทำให้เกิดการตกตะกอนของชั้นแพลเลเดียมผ่านปฏิกิริยารีดอกซ์กับ NaH₂PO₂เป็นตัวรีดิวซ์ ปฏิกิริยาเคมีที่แสดงขั้นตอนนี้มีดังต่อไปนี้:

H₂PO₂^-+ H₂O → H⁺+ HPO₃^2-+ 2H

Pd²⁺+ 2H → Pd↓ + 2H⁺

H₂ใบสั่งซื้อ₂^-+ H → P↓ + OH^-+ H₂O

H₂PO₂^-+ H₂O → H₂↑ + H⁺+ HPO₃^2-

PCBCart มีความสามารถในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ที่มีตัวเลือกการชุบผิวหน้าหลายแบบ รวมถึง ENIG และ ENEPIGเรารับประกันคุณภาพแผงวงจรพิมพ์ของเรา 100% แต่ราคาของเรายังคงประหยัด คุณสามารถคลิกปุ่มต่อไปนี้เพื่อรับราคาแบบทันทีสำหรับผิวหน้าวงจรตามความต้องการของคุณ

ขอรับใบเสนอราคาทันทีสำหรับแผ่นวงจรพิมพ์ FR4 พร้อมตัวเลือกการเคลือบผิวทุกแบบ

แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
•การแนะนำรายละเอียดเกี่ยวกับการเคลือบผิวหน้า PCB และการประยุกต์ใช้งาน
•บริการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบกำหนดเองครบวงจร จากโรงงานผลิตที่มีประสบการณ์มากที่สุดในจีน
•คู่มือการรับราคาการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ภายในไม่กี่วินาที
•ข้อกำหนดของไฟล์สำหรับการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ