2025-08-07
اكتسبت الذهب الغمر النيكل غير الكهربائي (ENIG) سمعة كنهاية سطحية ممتازة للوحات الورقية ، والتي تقدر لموثوقيتها وقابلية اللحام وتوافقها مع الأجهزة الإلكترونية عالية الأداء.ولكن مع بدائل مثل HASL، والقصدير الغمر، OSP، وفضة الغمر تتنافس في السوق، واختيار التشطيب الصحيح يعتمد على التوازن بين التكلفة والأداء، واحتياجات التطبيق.هذا الدليل يقارن ENIG مع التشطيبات السطحية PCB الشائعة الأخرى، تحليل نقاط القوة والضعف وحالات الاستخدام المثالية لمساعدة المهندسين والمشترين على اتخاذ قرارات مستنيرة لمشاريعهم.
المعلومات الرئيسية
1يوفر.ENIG قابلية اللحام المتفوقة ومقاومة التآكل ومدة الصلاحية (> سنة واحدة) مقارنة مع معظم التشطيبات ، مما يجعله مثاليًا للأجهزة الإلكترونية الطبية والفضاء والإلكترونيات عالية الموثوقية.
2سطحها المسطح (± 2μm التسامح) يدعم مكونات حافة رقيقة (≤ 0.4mm حافة) ، وتفوق على HASL ′s التشطيب غير المتكافئ (± 10μm) في التصاميم الكثيفة.
3في حين أن ENIG يكلف 1.5 إلى 2.5 مرة أكثر من HASL أو OSP ، فإن موثوقيتها على المدى الطويل تقلل من فشل المجال بنسبة 60٪ في التطبيقات الحرجة.
4لا توجد طلاء واحد يناسب جميع الاحتياجات: تتفوق HASL في الإلكترونيات الاستهلاكية منخفضة التكلفة، والقصدير الغمر في الأنظمة الصناعية الخالية من الرصاص، وOSP في الأجهزة قصيرة العمر عالية السرعة.
ما هو ENIG؟
ENIG هو طلاء سطحي من طبقتين يتم تطبيقه على لوحات PCB النحاسية عن طريق الترسب الكيميائي (لا يتطلب الكهرباء):
1طبقة النيكل (36μm): تعمل كحاجز بين النحاس والذهب ، مما يمنع انتشار النحاس في مفاصل اللحام ويزيد من القوة الميكانيكية.
2طبقة الذهب (0.05 ‰ 0.2μm): طبقة ذهبية نقية رقيقة تحمي النيكل من الأكسدة ، مما يضمن قابلية اللحام على المدى الطويل.
التركيب النيكل غير الكهربائي يستخدم حمام كيميائي لتغطية مساحيق بشكل موحد، حتى على المكونات الصغيرة أو المكثفة،في حين أن الذهب الغمر يحل محل الطبقة العليا من النيكل من خلال تفاعل ريدوكس، نهاية متسقة.
كيف تقارن ENIG مع غيرها من تصفيفات سطح PCB
كل تصفية سطحية لها خصائص فريدة مخصصة لتطبيقات محددة. يسلط الجدول أدناه الضوء على الاختلافات الرئيسية:
| السمة | ENIG | HASL (خالية من الرصاص) | القصدير الغوصي | أوسب | فضة الغمر |
|---|---|---|---|---|---|
| الهيكل | الني (36μm) + أو (0.05μm) | صلصال Sn-Cu (5 25μm) | السن النقي (0.8 ∼2.5μm) | فيلم عضوي (0.1 ∼0.5μm) | أكسيد الهيدروجين النقي (0.1 ∼0.5 ميكرومتر) |
| سطح مسطح | ± 2μm (ممتاز) | ±10μm (فقراء) | ±3μm (ممتاز) | ± 1μm (ممتاز) | ±3μm (جيد) |
| مدة الصلاحية (مختومة) | > سنة واحدة | أكثر من 12 شهرا | أكثر من 12 شهرا | 3~6 أشهر | 6-9 أشهر |
| دورات الصلبة | أكثر من 5 | 3 ¢5 | 2 ¢3 | 1 ¢2 | 3 ¢4 |
| مقاومة التآكل | 1،000+ ساعة (بربخ الملح) | 200~300 ساعة | أكثر من 300 ساعة | <100 ساعة | 200-400 ساعة (تختلف) |
| ملاءمة الحفرة الدقيقة | ≤0.4 ملم (مثالية) | ≥0.8 ملم (خطير) | ≤0.5 ملم (مثالية) | ≤0.4 ملم (مثالية) | ≤0.5 ملم (جيد) |
| التكلفة (نسبية) | 1.8 ∙ 2.5x | 1x | 1.2 ∙ 1.5x | 0.9x | 1.3 1.6x |
الغوص العميق: ENIG مقابل البدائل
1. ENIG مقابل HASL (تسوية الحرارة الهوائية)
HASL هي النهاية الأكثر فعالية من حيث التكلفة ، باستخدام اللحام المنصهر (Sn-Cu الخالي من الرصاص أو Sn-Pb التقليدي) المطبقة عن طريق الغمر ، ثم تسوية مع الهواء الساخن.
a.ENIG المزايا:
السطحية: أمر بالغ الأهمية بالنسبة لـ 0.4mm pitch BGAs أو QFNs HASL عدم تساوي السطح (بسبب الحامض) يزيد من خطر الجسر بنسبة 40٪ في التصاميم الدقيقة.
مدة الصلاحية: مقاومة الطبقة الذهبية لـ ENIG للأكسدة إلى أجل غير مسمى ، في حين أن اللحام HASL يتلاشى على مدى 12+ شهرًا ، مما يقلل من قابلية اللحام.
أداء درجة الحرارة العالية: ENIG يقاوم دورات إعادة التدفق 300 ° C + (مثالي للكترونيات تحت غطاء السيارات) ، في حين أن HASL يواجه مخاطر لحام الكرات فوق 260 ° C.
(ب) مزايا (هاسل)
التكلفة: 50 ٪ 60٪ أرخص من ENIG ، مما يجعلها مثالية للأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية ذات الحجم الكبير (على سبيل المثال ، أجهزة التلفزيون ، أجهزة التوجيه) مع مكونات كبيرة (بعد 0.8 ملم).
متانة: طبقة اللحام الأكثر سمكًا (5 25μm) تقاوم الخدوش بشكل أفضل من الذهب الرقيق ENIG ، مفيدة للتعامل اليدوي في التجميع منخفض التكلفة.
ج.أفضل ل:
أجهزة طبية، أجهزة استشعار طيران، محطات قاعدة 5G.
أجهزة كهربائية منخفضة التكلفة، إضاءة LED مع وسائط كبيرة.
2. ENIG مقابل غمر القصدير
يضع القصدير المغمور طبقة رقيقة من القصدير النقي عن طريق التفاعل الكيميائي، مما يوفر النهاية المسطحة الخالية من الرصاص.
a.ENIG المزايا:
مقاومة الشوارب الصينية: لا يحتوي ENIG على خطر وجود الشوارب الصينية الموصلة (الخيوط الدقيقة التي تسبب قصيرات) ، وهو مصدر قلق مع الغمر بالصين في البيئات الرطبة (≥ 60% RH).
مقاومة التآكل: ينجو ENIG أكثر من 1000 ساعة من رش الملح (ASTM B117) ، مقابل 300 ساعة أو أكثر من الغمر للصين الحرج للاستخدام البحري أو الصناعي.
موثوقية المفاصل اللحامية: تشكل طبقة النيكل من ENIG® روابط بين المعادن الأقوى مع اللحام ، مما يقلل من فشل المفاصل في الأجهزة المعرضة للهزات (مثل الطائرات بدون طيار).
ب - مزايا الغمر بالقصدير:
التكلفة: 30٪ إلى 40٪ أرخص من ENIG ، مع مسطحة مماثلة مناسبة لمراقبات صناعية متوسطة النطاق (مدى 0.5 ملم).
الامتثال الخالي من الرصاص: يلبي الصين النقي معايير RoHS الصارمة دون النيكل ، مما ينجذب إلى الأسواق التي تفرض قيودًا على النيكل (على سبيل المثال ، بعض الأجهزة الطبية).
ج.أفضل ل:
الأجهزة الطبية القابلة لزرعها، الـ (بي سي بي) للطيران.
الغمر القصدير: السيارات ADAS، محركات المحرك الصناعية.
3. ENIG مقابل OSP (محافظ للذوبان العضوي)
OSP هو فيلم عضوي رقيق (مشتقات البنزوتريازول) الذي يحمي النحاس من الأكسدة ، ويذوب أثناء اللحام لتعريض النحاس الطازج.
a.ENIG المزايا:
فترة الصلاحية: تستمر ENIG لمدة > سنة واحدة في التخزين ، في حين أن OSP تتدهور في 3 ٪ 6 أشهر ٪ حاسمة للمشاريع ذات الأوقات الطويلة (مثل الأجهزة العسكرية).
تحمل إعادة العمل: ينجو من 5+ دورات إعادة التدفق ، مقابل 1 ٪2 لـ OSP ، مما يسهل إصلاح إخفاقات المجال.
مقاومة البيئة: يذوب OSP في الرطوبة أو المواد الكيميائية ، في حين أن ENIG مقاوم للزيوت ومواد التنظيف والرطوبة.
b.OSP المزايا:
التكلفة: 50٪ إلى 60٪ أرخص من ENIG ، مع تأثير ضئيل على سلامة الإشارة مثالي لـ PCBs عالية السرعة (5G ، روابط بيانات 100Gbps) حيث تسبب الطبقات المعدنية فقدان الإشارة.
السطح المسطح للغاية: تتناسب tolerance ±1μm مع مكونات مسافة 0.4mm ، بدون طبقة معدنية لتعقيد التحكم في المعوقة.
ج.أفضل ل:
ENIG: أجهزة طويلة العمر في بيئة قاسية (أجهزة استشعار منصات النفط، الأقمار الصناعية).
OSP: أجهزة الكترونيات الاستهلاكية قصيرة العمر (الهواتف الذكية، الأجهزة القابلة للارتداء) ، PCBs عالية التردد.
4إنيغ مقابل إميرسيون سيلفر
الغمس الفضة ترسب طبقة رقيقة من الفضة من خلال التفاعل الكيميائي، مما يوفر توازن التكلفة والأداء.
a.ENIG المزايا:
مقاومة التلوث: تتلوث الفضة (تصبح سوداء) في حالات الرطوبة العالية (> 60% RH) أو البيئات الغنية بالكبريت (على سبيل المثال ، المصانع الصناعية) ، مما يقلل من القدرة على اللحام. تتحمل طبقة الذهب ENIG ٪ التلوث بالكامل.
قوة المفاصل اللحامية: يزيد ربط النيكل اللحام من ENIG ٪ من قوة اللحام الفضي ، وهو أمر بالغ الأهمية لتطبيقات الاهتزازات العالية (على سبيل المثال ، أقسام محركات السيارات).
الاتساق: يمكن أن يعاني فضة الغمر من "هجرة الفضة" (نمو الدندريت) في أقراص PCB عالية الجهد ، مما يسبب اختصارًا. تجنب ENIG هذه المشكلة.
b.فوائد الغمر الفضي:
السرعة: معالجة أسرع من ENIG (5-10 دقائق مقابل 30-45 دقيقة) ، مما يقلل من أوقات التنفيذ للمشاريع الحساسة للوقت.
التكلفة: 30٪ إلى 40٪ أرخص من ENIG ، مع توصيل أفضل من القصدير أو OSP مناسبة لمعدات الاتصالات (الموجات ، المحطات الأساسية).
ج.أفضل ل:
ENIG: أنظمة عالية الموثوقية عالية الجهد (عوائق EV ، الفضاء الجوي).
الغمر الفضي: الاتصالات، و PCBs العسكرية مع التعرض للرطوبة المتوسطة.
التحديات الشائعة مع ENIG (وكيفية تخفيفها)
في حين أن ENIG تقدم أداءً متفوقًا ، إلا أن لديها تحديات فريدة تتطلب تصنيعًا دقيقًا:
1عيب السداد الأسود
يحدث الرصيف الأسود عندما يتآكل النيكل أثناء ترسب الذهب، مما يخلق طبقة هشة غير قابلة لللحام في واجهة النيكل والذهب.
a. الحفر الزائد للنيكل أثناء غمر الذهب.
حمامات ملوثة بالذهب
التخفيف:
a.استخدام الشركات المصنعة المعتمدة التي تتوافق مع IPC-4552 (معايير التشطيبات الذهبية النيكلية).
ب.فحص المقاطع العرضية للوحات ENIG للتحقق من سلامة النيكل (بدون إساءة اللون).
2التكلفة
يمكن أن يكون سعر ENIG أعلى (1.8 × 2.5x HASL) محظورًا للمنتجات ذات الهامش المنخفض.
التخفيف:
a.استخدام ENIG بشكل انتقائي: فقط على الأجزاء الحرجة (على سبيل المثال، BGA) و HASL على المناطق غير الحرجة (أدوات الثقب).
ب.بالنسبة للإنتاج الكبير، التفاوض مع الشركات المصنعة على أسعار السلع الكبيرة.
3مراقبة سمك الذهب
يسبب الزائد من الذهب (> 0.2μm) هشاشة اللحام (المفاصل الضعيفة) ، في حين يترك الذهب غير الكافي (< 0.05μm) النيكل مكشوفًا.
التخفيف:
a. تحديد سمك الذهب 0.05 ‰ 0.1μm لمعظم التطبيقات.
b.استخدام الأشعة السينية (XRF) للتحقق من سمك أثناء QC.
كيفية اختيار الطلاء المناسب
اختيار التشطيب السطحي يعتمد على خمسة عوامل رئيسية:
1المكونات الطولية
a.≤0.4mm pitch: ENIG، OSP، أو القصدير الغمر (التشطيبات المسطحة).
b.≥0.8mm pitch: HASL (فعالة من حيث التكلفة) أو فضة الغمر.
2مدة الصلاحية
a.1 سنة: ENIG (المثالي) أو القصدير الغمر.
b.3~6 أشهر: أوسب أو فضة الغمر.
3التعرض البيئي
الرطوبة العالية/الملح: ENIG (1000 ساعة + رش الملح).
b.رطوبة منخفضة: القصدير الغمر، الفضة، أو HASL.
c. الكبريت/المواد الكيميائية: ENIG (مقاوم للتآكل).
4حساسية التكلفة
أ.تتركز على الميزانية: HASL أو OSP.
b.المتوسطة: القصدير الغمر أو الفضة.
ج.موثوقية عالية: ENIG (مبررة بمعدلات فشل أقل).
5المعايير الصناعية
a.طبية (ISO 13485): ENIG (التوافق الحيوي ، عمر الاحتفاظ الطويل).
ب.السيارات (IATF 16949): ENIG أو القصدير الغمر (مقاومة الاهتزاز).
c.الفضاء الجوي (AS9100): ENIG (أداء درجة حرارة متطرفة).
أمثلة تطبيقات واقعية
1الأجهزة الطبية القابلة للزرع
الحاجة: التوافق البيولوجي، عمر الاحتفاظ أكثر من 5 سنوات، مقاومة للتآكل.
التشطيب: ENIG (النيكل الذهبي عديم الفعالية ، يقاوم السوائل الجسدية).
النتيجة: موثوقية 99.9٪ في أجهزة تنظيم ضربات القلب ومحفزات الأعصاب.
2محطات قاعدة 5G
الحاجة: 0.4 ملم BGA التوافق، وحدة إشارة عالية التردد.
التشطيب: ENIG (السطح المسطح يقلل من فقدان الإشارة ؛ الذهب يقاوم التآكل الخارجي).
النتيجة: 30% أقل من فشل الإشارة مقابل HASL في التجارب الميدانية.
3الهواتف الذكية
الحاجة: تكلفة منخفضة، مكونات 0.4 مليمتر، مدة صلاحية قصيرة (6 أشهر).
النهاية: OSP (أرخص النهاية المسطحة ؛ كافية لفترة حياة الجهاز).
النتيجة: تكلفة أقل بنسبة 50٪ لكل وحدة مقابل ENIG ، مع موثوقية مقبولة.
4أنظمة إدارة بطارية السيارات
الحاجة: مقاومة ارتعاش عالية، درجة حرارة تشغيل 125 درجة مئوية، 0.5 ملم.
النهاية: ENIG (مفاصل اللحام القوية ؛ النيكل يقاوم درجات الحرارة العالية).
النتيجة: 70٪ تخفيض في فشل الميدان مقابل الغمر الفضة.
الأسئلة الشائعة
س: هل ENIG متوافق مع اللحام الخالي من الرصاص؟
ج: نعم. تعمل ENIG مع Sn-Ag-Cu (SAC) اللحام الخالي من الرصاص ، لتشكيل روابط بين المعادن القوية (Cu6Sn5 و Ni3Sn4) التي تلبي متطلبات RoHS.
س: هل يمكن استخدام ENIG على PCBs المرنة؟
الجواب: نعم. ENIG يلتصق بشكل جيد بالنحاس المضغوط (المستخدم في PCBs المرنة) ، مع توفير النيكل مرونة لمواجهة الانحناء (10,000 + دورات).
س: كيف يؤثر ENIG على إشارات الترددات العالية؟
ج: الطبقة الذهبية الرقيقة من ENIG (0.05 ‰ 0.2μm) لها تأثير ضئيل على العائق ، مما يجعلها مناسبة لـ 5G (28GHz +) وRadar (60GHz +) PCBs
س: ما هو الحد الأدنى لحجم المربع لـ ENIG؟
A: ENIG تغطي بطرق موثوقة وسائط صغيرة بحجم 0.2mm × 0.2mm ، مما يجعلها مثالية لـ 01005 السلبية و micro BGA.
س: هل ENIG أكثر صديقة للبيئة من التشطيبات الأخرى؟
الجواب: تستخدم ENIG ذهبًا أقل من التصفيح بالذهب الكهربائي ، مما يقلل من التأثير البيئي. إنها خالية من الرصاص وموافقة على RoHS ، على الرغم من أن التخلص من النيكل يتطلب التعامل السليم.
الاستنتاج
يبرز ENIG كنهاية سطحية متميزة لـ PCBs عالية الموثوقية عالية الأداء ، وتقدم قابلية اللحام غير الموازية ، ومقاومة التآكل ، وتوافقًا مع النقطة الدقيقة.بينما البدائل مثل HASLيبرز ENIG في حالات الاستخدام المحددة، التكلفة، وقت التنفيذ، أو التطبيقات قصيرة الأجل.و صناعات السيارات.
من خلال مواءمة اختيار النهاية مع الاحتياجات التطبيقية √ مساحة المكونات ، عمر الصلاحية ، البيئة ، والميزانية √ يمكن للمهندسين تحقيق التوازن بين الأداء والتكلفة بفعالية.للمشاريع التي لا يكون فيها الفشل خياراً، تكاليف ENIG العالية في المقدمة تبلى بالمقارنة مع التوفيرات على المدى الطويل من انخفاض حالات الفشل في الميدان ومطالبات الضمان.
أرسل استفسارك مباشرة إلينا
