Surfaces à souder pour cartes de circuits imprimés, Partie 2 : Nickel chimique - Or

Surface du circuit imprimé Nickel chimique Or

Le site Surface à souder le nickel/or chimique (NiAu chimique) est également appelé ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold). Dans un processus chimique humide, une fine couche de nickel (dopée au phosphore) de 3 à 6 µm est d'abord déposée sur les surfaces en cuivre des raccords des composants. La couche de nickel forme une barrière pour la couche d'or de 0,05 à 0,12 µm d'épaisseur, qui est ensuite également appliquée chimiquement. Lors du processus de brasage, la couche de nickel/or se mouille rapidement et uniformément avec la brasure. Entre l'étain de l'alliage de brasage et le nickel de la surface de brasage, il se forme une succession de phases intermétalliques nickel/étain de composition différente. L'or est entièrement dissous lors du processus de brasage. Dans le cas idéal, après la solidification de la soudure, on obtient une zone métallique uniforme de quelques micromètres d'épaisseur qui adhère fermement au support et permet des connexions de soudure CMS fiables.

Surface de soudure chimique Nickel Or
Coupe de l'entrée du trou avec surface en nickel/or chimique

Surface plane et durée de conservation de 12 mois

Le NiAu chimique offre non seulement une surface de brasage plane, mais aussi une longue durée de conservation. Lorsqu'il est utilisé correctement Stockage le fabricant de circuits imprimés offre une garantie de 12 mois sur la brasabilité. Le mouillage des pastilles de soudure est évalué selon la norme J-STD-003. L'alliage nickel/étain qui en résulte est plus fragile qu'un assemblage cuivre/étain. Cette surface de brasage n'est donc pas recommandée pour les modules électroniques soumis à de fortes flexions ou vibrations. Le NiAu chimique est conforme à la directive RoHS et décrit dans la norme IPC-4552. Les épaisseurs de couche sont mesurées de manière non destructive à l'aide d'un contrôle par fluorescence X ou lors d'un contrôle destructif avec une analyse de polissage. Toutefois, seule la couche de nickel est visible sur l'image de coupe. La couche d'or est trop fine pour être détectée et mesurée sur l'image de coupe.

La surface nickel/or est également adaptée aux contacts de commutation et au bonding par fil. L'ENIG est prédestiné au bonding de fils d'aluminium selon la norme MIL-STD 883. Pour le bonding de fils d'or, la couche d'or est à notre avis trop fine. Toutefois, nous avons des clients qui ont validé le processus de bonding pour eux-mêmes et pour les applications desquels le fond de fil d'or fonctionne. Pour la technique de pressage, le NiAu chimique ne convient que partiellement, car le nickel est fragile et dur. Toutefois, nos clients ont également validé le processus pour eux-mêmes.

Il est possible de combiner le nickel/or déposé par électrolyse sur les contacts des connecteurs sur le bord du circuit imprimé. La surface en or déposée par électrolyse pour les connecteurs de circuits imprimés (or dur ou or pour connecteurs) est nettement plus épaisse et plus robuste que l'ENIG.

La surface de brasage la plus utilisée

Le NiAu chimique est la surface de soudure la plus utilisée en Europe. On estime que 50 % de tous les circuits imprimés fabriqués en Europe ont cette finition ; la tendance est à la hausse (source : ZVEI). Chez KSG aussi, ENIG est de loin la finition de circuits imprimés la plus utilisée par les clients. Nous estimons qu'avec l'augmentation des technologies de conducteurs fins ou ultrafins, la part de fabrication de cette surface continuera d'augmenter.

Nickel chimique Or Surface de soudure
Image MEB d'une surface présentant la structure typique en "chou-fleur" du dépôt de nickel (source : IPC-4552)