ENEPIG vs. ENIG: Memilih Finish Permukaan PCB yang Tepat untuk Aplikasi Anda

Dalam manufaktur PCB, permukaan adalah komponen penting namun sering diabaikan yang berdampak pada soldering, ketahanan korosi, dan keandalan jangka panjang.Dua dari akhir kinerja tinggi yang paling populer adalah ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) dan ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold)Meskipun keduanya menggunakan lapisan nikel dan emas, struktur yang berbeda membuat mereka lebih cocok untuk aplikasi khusus dari elektronik konsumen hingga sistem kedirgantaraan.

Panduan ini merinci perbedaan antara ENEPIG dan ENIG, membandingkan komposisi, proses manufaktur, karakteristik kinerja, dan kasus penggunaan yang ideal.Apakah Anda memprioritaskan biaya, solde, atau ketahanan terhadap lingkungan yang keras, memahami finishing ini akan membantu Anda membuat keputusan yang tepat yang selaras dengan persyaratan PCB Anda.

Apa itu ENIG dan ENEPIG?
Baik ENIG dan ENEPIG adalah permukaan permukaan berbasis perendaman yang dirancang untuk melindungi jejak tembaga dari oksidasi sambil memberikan permukaan yang dapat dilas. Struktur berlapis mereka membedakan mereka:

ENIG (Elektroless Nickel Immersion Gold)
ENIG terdiri dari dua lapisan yang diterapkan pada bantalan tembaga yang terpapar:

a. Nikel tanpa elektro (Ni): Lapisan dengan ketebalan 515μm yang bertindak sebagai penghalang antara tembaga dan emas, mencegah difusi.
b.Emas perendaman (Au): Lapisan tipis 0,05 × 0,2 μm yang melindungi nikel dari oksidasi dan memastikan soldering yang sangat baik.

ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold)
ENEPIG menambahkan lapisan paladium ke struktur, menciptakan finishing tiga lapisan:

a. Nikel tanpa elektro (Ni): tebal 515μm, sama dengan ENIG, berfungsi sebagai penghalang dasar.
b.Palladium tanpa elektro (Pd): Lapisan 0,1 ‰ 0,5 μm antara nikel dan emas yang meningkatkan ketahanan korosi dan mencegah difusi nikel-emas.
c. Emas Immersion (Au): 0,05 ‰ 0,2 μm tebal, mirip dengan ENIG, tetapi dengan perekat yang lebih baik berkat lapisan paladium.

Cara Membuat ENIG dan ENEPIG
Proses produksi untuk finishing ini memiliki kesamaan tetapi berbeda dalam langkah-langkah utama, yang mempengaruhi kinerja mereka:

Proses Manufaktur ENIG
1Pembersihan: Permukaan tembaga dibersihkan untuk menghilangkan minyak, oksida, dan kontaminan.
2.Microetching: Etch asam ringan menciptakan permukaan tembaga kasar untuk meningkatkan adhesi nikel.
3.Deposisi Nikel Tanpa Elektro: Nikel disimpan melalui reaksi kimia (tanpa listrik), membentuk lapisan seragam di atas tembaga.
4.Deposisi Emas Merendam: Emas menggantikan nikel di permukaan melalui reaksi galvanik, menciptakan lapisan pelindung yang tipis.

Proses Produksi ENEPIG
1.Membersihkan dan Microetching: Sama seperti ENIG untuk mempersiapkan permukaan tembaga.
2.Deposisi Nikel Tanpa Elektro: Identik dengan ENIG, membentuk lapisan dasar.
3.Pelapisan Palladium Tanpa Elektro: Palladium secara kimia disimpan di atas nikel, menciptakan penghalang yang mencegah nikel bereaksi dengan emas.
4.Deposisi emas perendaman: Emas menggantikan paladium di permukaan, dengan lapisan paladium memastikan adhesi yang lebih kuat daripada ENIG.

Perbedaan Utama dalam Kinerja
Penambahan paladium dalam ENEPIG menciptakan karakteristik kinerja yang berbeda dibandingkan dengan ENIG:
1. Solderable
ENIG: Solderable awal yang sangat baik, tetapi nikel dapat membentuk senyawa intermetallic rapuh (IMC) dengan solder dari waktu ke waktu, terutama dengan solder bebas timbal (misalnya, SAC305).Hal ini dapat mengurangi kekuatan sendi dalam aplikasi suhu tinggi.
ENEPIG: Lapisan paladium bertindak sebagai buffer, memperlambat pembentukan IMC dan mempertahankan soldering bahkan setelah beberapa siklus reflow (hingga 5 ‰ 10 vs 3 ‰ 5 untuk ENIG).Hal ini membuatnya ideal untuk PCB yang membutuhkan pengolahan ulang atau beberapa langkah perakitan.

2. Tahan korosi
ENIG: Nikel memberikan ketahanan korosi yang baik, tetapi lubang pin di lapisan emas tipis dapat mengekspos nikel ke kelembaban, yang menyebabkan cacat pad hitam nikel korosi yang merusak solder.
ENEPIG: Palladium mengisi lubang pin di lapisan emas dan lebih tahan korosi daripada nikel, mengurangi risiko pad hitam sebesar 70 ∼ 80%.elektronik laut).

3. Kapasitas pengikat kawat
ENIG: Dapat diterima untuk ikatan kawat emas (umum dalam kemasan semikonduktor), tetapi lapisan emas tipis dapat dipakai dengan beberapa ikatan.
ENEPIG: Lapisan paladium meningkatkan perekat emas, membuatnya cocok untuk ikatan emas dan kawat aluminium.

4Biaya
ENIG: Biaya yang lebih rendah karena bahan dan langkah yang lebih sedikit biasanya 10~20% lebih murah daripada ENEPIG untuk volume PCB yang setara.

ENEPIG: Lapisan paladium menambah biaya bahan dan pengolahan, membuatnya lebih mahal tetapi seringkali dibenarkan oleh peningkatan keandalan.

Tabel Perbandingan: ENIG vs ENEPIG

Aplikasi Ideal untuk ENIG
Keseimbangan kinerja dan biaya ENIG membuatnya cocok untuk banyak aplikasi utama:
1. Elektronik Konsumen
Smartphone, Laptop, dan Tablet: ENIG memberikan ketahanan korosi yang memadai untuk penggunaan dalam ruangan dan mendukung komponen pitch halus (0,4 mm BGA) dengan biaya yang lebih rendah.
Wearables: Lapisan emasnya yang tipis berfungsi dengan baik untuk perangkat kecil dan bertenaga rendah di mana pekerjaan ulang jarang terjadi.

2. Kontrol Industri
PLC dan Sensor: ENIG menangani suhu sedang (hingga 125 ° C) dan paparan sesekali debu atau kelembaban, menjadikannya pilihan yang hemat biaya untuk lingkungan pabrik.

3. Low-Volume Prototyping
Biaya ENIG yang lebih rendah dan ketersediaan yang luas membuatnya ideal untuk prototipe dan produksi seri kecil, di mana keandalan jangka panjang kurang penting daripada anggaran.

Aplikasi ideal untuk ENEPIG
Kinerja ENEPIG yang unggul membenarkan biaya yang lebih tinggi dalam lingkungan yang menuntut:
1. Aerospace dan Pertahanan
Sistem Avionik dan Radar:ENEPIG tahan korosi dari kelembaban dan semprotan garam (kritis untuk aplikasi di udara dan laut) dan mempertahankan solderable melalui siklus suhu ekstrim (-55 °C sampai 125 °C).

2. Perangkat medis
Peralatan Implan dan Diagnostik: Lapisan paladium mencegah cacat pad hitam, memastikan biokompatibilitas dan keandalan jangka panjang di lingkungan steril atau cairan tubuh.

3. Elektronik Otomotif Keandalan Tinggi
Modul Daya ADAS dan EV: ENEPIG tahan suhu di bawah kap (hingga 150 °C) dan siklus termal berulang, mengurangi risiko kegagalan sendi solder dalam sistem yang kritis keamanan.

4. Aplikasi pengikat kawat
Kemasan Semikonduktor dan Modul RF: Kompatibilitas ENEPIG dengan ikatan kawat aluminium dan jumlah ikatan yang lebih tinggi membuatnya ideal untuk perangkat frekuensi tinggi (5G, radar).

Pemahaman yang Salah
A.ENEPIG selalu lebih baik daripada ENIG: Tidak benar ENIG cukup untuk banyak aplikasi, dan biayanya yang lebih rendah adalah keuntungan di pasar yang sensitif terhadap harga.
B.  Kesalahan pad hitam ENIG tidak dapat dihindari : Pengendalian proses yang tepat (misalnya, menjaga kimia mandi, membatasi ketebalan emas) mengurangi risiko pad hitam menjadi < 1% dalam manufaktur yang berfokus pada kualitas.
C.Palladium dalam ENEPIG membuatnya terlalu mahal: Untuk aplikasi keandalan tinggi, umur ENEPIG yang lebih lama dan biaya pengolahan ulang yang lebih rendah sering mengimbangi harga awal yang lebih tinggi.

Cara Memilih Antara ENIG dan ENEPIG
Pertimbangkan faktor-faktor berikut untuk memutuskan:

1Persyaratan Keandalan: Jika PCB Anda beroperasi di lingkungan yang keras (kelembaban, garam, suhu ekstrim) atau membutuhkan beberapa aliran kembali, ENEPIG layak investasi.
2Sensitivitas biaya: Untuk elektronik konsumen atau proyek volume kecil di mana keandalan jangka panjang adalah sekunder, ENIG menawarkan nilai yang lebih baik.
3Kebutuhan perakitan: ENEPIG lebih disukai untuk PCB yang membutuhkan pengolahan ulang, ikatan kawat, atau solder bebas timbal (yang lebih menegangkan nikel daripada alternatif bertimbal).
4Standar Industri: Aerospace (AS9100) dan medis (ISO 13485) sering mandat ENEPIG untuk keandalan yang ditingkatkan, sementara elektronik konsumen dapat menerima ENIG.

FAQ
T: Dapatkah ENIG dan ENEPIG digunakan pada PCB yang sama?
A: Ya, meskipun tidak umum. Beberapa desain menggunakan ENIG untuk bantalan non-kritis dan ENEPIG untuk area keandalan tinggi (misalnya, konektor listrik), tetapi ini meningkatkan kompleksitas manufaktur.

T: Berapa lama ENIG dan ENEPIG tahan dalam penyimpanan?
A: ENIG memiliki masa simpan 6-12 bulan dalam kondisi terkontrol (30°C, 60% RH), sedangkan ENEPIG memperpanjangnya menjadi 12-18 bulan karena lapisan paladiumnya.

T: Apakah ENEPIG kompatibel dengan solder bebas timbal?
A: Ya, dan kinerja lebih baik daripada ENIG dengan solder bebas timbal (misalnya, SAC305), karena paladium mengurangi pembentukan intermetallic rapuh.

T: Apa yang menyebabkan pad hitam di ENIG?
A: Jika emas terlalu banyak tergores atau terkontaminasi di bak emas, nikel dapat membentuk pori-pori, yang mengkorosi (menjadi hitam) ketika terkena kelembaban.

T: Dapatkah ENEPIG digunakan untuk komponen dengan pitch halus (pitch ≤0,3mm)?
A: Ya, struktur lapisan seragamnya membuatnya cocok untuk BGA dan QFP dengan nada halus, seringkali mengungguli ENIG dalam mencegah solder bridging.

Kesimpulan
ENIG dan ENEPIG keduanya adalah finishing permukaan berkualitas tinggi, tetapi struktur yang berbeda membuat mereka lebih cocok untuk aplikasi tertentu.,sedangkan lapisan palladium ENEPIG memberikan ketahanan korosi yang unggul, soldering, dan keandalan untuk lingkungan yang keras dan sistem berkinerja tinggi.

Dengan menyelaraskan pilihan Anda dengan kondisi operasi PCB Anda, persyaratan perakitan, dan anggaran, Anda akan memastikan kinerja optimal dan umur panjang.keputusan datang ke keseimbangan biaya dan risiko ENIG menghemat uang di muka, sedangkan ENEPIG mengurangi risiko kegagalan pada aplikasi kritis.