ENIG wordt gevormd door electroless nickel-fosfor op een gekatalyseerd koper oppervlak en afgesloten door een dun laagje immersie goud. Volgens de IPC 4522 gespecificeerd als 3-6 µm Ni en 0,05-0,10 µm immersie goud. ENIG is een veelzijdige finish, het is soldeerbaar, bondbaar voor aluminium en het heeft uitstekende elektrische contact eigenschappen. Het kent een lange opslag periode (meer dan 12 maanden voor de soldeerbaarheid) en is makkelijk visueel te inspecteren. Tevens is de dikte eenvoudig te meten zonder destructie. Het markt aandeel van ENIG is nog steeds groeiende, zeker nadat het zogenaamde “black pad” fenomeen onder de knie is verkregen. Deze black pad werd veroorzaakt door oxidatie van het nickel. ENIG vereist een schoon proces. Black pad kan nog wel eens voorkomen maar is dan meestal veroorzaakt door voids in het goud, gebarste koper, of wanneer het soldeermasker is losgekomen. Het ENIG proces is een behoorlijk complex proces, het vereist een zeer schoon koper oppervlak zonder residu van chemicaliën of het soldeermasker en zeker vrij van koper/tin inter-metallische resten. Deze tin wordt gebruikt als ets resist en is gestript voor het ENIG proces. Het soldeermasker dient voor het ENIG proces aangebracht te zijn en geheel uitgehard om de hoge temperaturen van het nikkel en goud bad te kunnen weerstaan.

Electroless Nickel Immersion Gold Electroless Gold (ENIGEG)

ENIG is zeer geschikt voor het wirebonden van aluminium draden maar door het dunne laagje goud 0,05-0,10 µm niet geschikt voor het wirebonden van gouddraden. Voor het wirebonden van gouddraden is een dikte van 0,25 – 0,635 µm zacht goud nodig. Dit kan verkregen worden door het aanbrengen van electroless goud boven op de ENIG finish. Een alternatief hiervoor is het elektrolytisch nikkel met elektrolytisch goud. Het elektrolytisch proces heeft een elektrische verbinding nodig wat zeer lastig is om aan te brengen aan het einde van het produktieproces. Elektrolytisch nikkel/goud word weleens als een ets resist gebruikt eerder in het produktieproces het goud zit dan alleen aan het oppervlak van het nikkel, de zijkanten van het patroon (sporen en pads) zijn dan van koper. Bij het ENIG proces is het gehele koperpatroon ook de zijkanten voorzien van nikkel/goud.

Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold (ENEPIG)

Electroless Nickel Electoless Palladium Immersion Gold (ENEPIG) ENEPIG wordt gevormd door electroless nikkel (3-6 µm) en electroless palladium (0,12-0,38µm) en immersion gold (0,05-0,10µm). ENEPIG is de finish met de meeste toepassingen. Het is goed soldeerbaar, geschikt voor wirebonden van gouddraden bonding, geschikt voor wirebonden van aluminiumdraden maar ook als contact oppervlak. Het ziet er naar uit dat ENEPIG ook zijn intrede gaat doen bij het loodvrij soldeer proces. Het ENEPIG proces heeft nog niet iedere PCB fabrikant in huis waardoor het nog geen “standaard” finish is.

Finishes direct op koper
 
Alle finishes op koper hebben als doel het koper te beschermen tegen oxidatie. Ge-oxideerd koper is slecht tot niet soldeerbaar. Op een aantal uitzonderingen vormen al deze finishes een inter-metallische soldeerverbinding. De metalen goud en zilver afschermingen worden opgenomen in de soldeerverbinding terwijl de organische afschermingen verdampen en een schone koper laag achterlaten.

Organic Solderability Preservative (OSP)

Organic solderability preservatives zijn er in verschillende uitvoeringen voor verschillende toepassingen. Iedere OSP heeft zijn eigen koper samenstelling, ze zijn allen in staat het koper te beschermen tegen invloeden van buitenaf tijdens opslag en assemblage. De dikte van de OSP laag ligt in de angstrom range en zijn eenvoudig op te lossen in minerale zuren en organische oplosmiddellen. Deze eigenschappen beperken de keuze voor geschikte fluxen tijdens het assemblage proces. Hoewel OSP niet zo vaak wordt toegepast als finish, is het evengoed geschikt voor het loodvrije soldeerproces. OSP heeft het nadeel dat het uithard naarmate het wordt blootgesteld hogere temperaturen en UV-licht. Dit betekend letterlijk dat PCB’s met een OSP finish snel verwerkt (ge-assembleerd) dient te worden, een kwestie van dagen. De betrouwbaarheid van de soldeerverbinding is erg hoog (Cu/Sn soldeerverbinding) De standaard OSP is daardoor niet geschikt voor meerdere assemblage stappen. De nieuwere OSP’s zijn geschikt voor meerdere thermische processen maar hebben daardoor ook agressievere fluxen nodig. OSP’s zijn niet geschikt voor het wirebonding proces of als electrisch contact, daarnaast zijn OSP finishes lastig te inspecteren. Na het uitharden van OSP is het tevens moeilijk doordringbaar en daardoor ook lastiger om achteraf middels een functionele test eventuele testvlakken te contacteren.

Immersion Silver (IAg)

Immersion Silver word direct op het koper aangebracht middels een chemisch uitwisseling proces (immersie). Deze chemische reactie gaat relatief snel (1 tot 2 minuten en behoeft geen hoge temperaturen, dit in tegenstelling tot het ENIG proces en maakt het toepasbaar in een geautomatiseerd proces. De dikte van het aangebrachte zilver is afhankelijk van de oppervlakte; kleine pads geven een dikkere plating dan de plating op bijvoorbeeld voedingsvlakken. In eerste instantie is het zilver bedoeld als bescherming van het koper en zal worden opgenomen in de soldeerverbinding. Ook hier ontstaat een Cu/Sn inter-metallische soldeerverbinding. Zilver is een actieve finish en reageert makkelijk met zwavel uit de omgeving. Zilver sulfide kan het oppervlakte aantasten en bemoeilijkt daardoor de inspectie van de soldeerverbindingen. De angst naar dendrieten vorming en electro-migratie is ondertussen achterhaalt en niet langer een probleem. Er zijn voldoende indicaties dat IAg een steeds meer geaccepteerde finish is geschikt voor het loodvrij soldeerproces, mede door het hoge percentage zilver in de SAC-legeringen.

Immersion Tin (ISn)

Immersion Tin word direct op het koper aangebracht middels een chemisch uitwisseling proces. De dikte ligt tussen de 0,8 en 1,5µm. Een hogere dikte word aangeraden om pure tin aan het oppervlak te verkrijgen. Immersion Tin heeft het verschijnsel om wiskers te vormen bij kamertemperatuur. Deze wiskers zijn niet afhankelijk van temperatuur, vocht druk of electrische spanning, maar worden gevormd door zogenaamde migraties-stress. De whisker groei is een normaal proces wat zich uit naarmate de tijd verstrekt. Er zijn verschillende bedrijven die succes hebben geboekt met ISn als finish, toch wordt het maar zelden als finish toegepast in het loodvrij soldeerproces.

Direct Immersion Gold (DIG)

Direct immersion gold heeft het potentiaal een goede soldeerbare finish te worden. Ook DIG wordt direct op het koper aangebracht met een dikte van 0,01-0,02µm. Het proces is een mix van electroless en immersion gold; dit geeft de mogelijkheid een niet-poreuze afzetting van het goud op het oppervlak welke kopermigratie door het goud kan weerstaan. Dit proces neemt tijd in beslag en geschiet met hoge temperaturen. Indien deze finish word voorzien van een extra stroomloos goud laagje is het zelfs geschikt voor het wirebonden va gouddraden. DIG heeft geen nadelige eigenschappen in vergelijking met andere nikkelloze finishes en is een gedegen kandidaat welke zich makkelijk in het loodvrij soldeerproces laat opnemen. Ook deze finish is geen standaard proces bij de meeste PCB fabrikanten.

Gemixte finishes

Selectief OSP/ENIG en DIG/ENIG
Met name de industrie van mobiele telefoons heeft gezocht naar zeer betrouwbare (schokbestendig) en goedkopere finishes. Vaak word er een combinatie van verschillend finishes gebruikt, een voor de soldeerverbinding en de andere als contactoppervlak. De keuze voor het contact oppervlak was duidelijk ENIG en voor een goed soldeeroppervlak was OSP, welke een Cu/Sn inter-metallische vormt. DIG/ENIG zou hier de opvolger van kunnen zijn. De ENIG finish moet wel bestand zijn tegen het “resist-strippen”, zuren en tegen microetching. Dat laatste is nodig als voorbereiding van het koper voor het OSP en DIG proces. Een speciale ENIG is hiervoor beschikbaar en bevat een hogere concentratie fosfor in het nikkel om oxidatie te verminderen maar ook het immersie goud is van een andere samenstelling waardoor een minder poreuze goud laag ontstaat welke het nikkel beter beschermt tijdens de verschillende processen.