El acabado de la superficie de una placa de circuito impreso es crucial, ya que evita la oxidación del cobre (trazas expuestas, almohadillas, agujeros y planos de tierra), un ingrediente crítico para el rendimiento de las aplicaciones de alto nivel.
El acabado de la superficie es esencial para realizar una conexión fiable entre la placa de circuito impreso y el componente electrónico. Un acabado superficial tiene dos funciones principales, proporcionar una superficie soldable para soldar suficientemente los componentes a la placa de circuito impreso, y proteger cualquier cobre expuesto de la oxidación.
Cuando se trata de elegir el tipo correcto de acabado superficial final, es tan importante como seleccionar el material adecuado para su placa desnuda. Seleccionar el acabado superficial correcto para su aplicación es fundamental para el rendimiento. Si necesita ayuda para seleccionar un acabado superficial, envíe un correo electrónico o llame a nuestros ingenieros de confianza.
Con las crecientes demandas de aplicaciones finas, de alta densidad, rápidas y ligeras, el acabado de la soldadura marcará la diferencia.
Los modernos acabados superficiales no contienen plomo, de acuerdo con las directivas de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS) y de Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (WEEE), e incluyen:
- ENIG (Níquel químico por inmersión en oro)
- ENEPIG (Níquel Químico de Inmersión en Paladio)
- Níquel/Oro electrolítico – Ni/Au (Oro duro/suave)
- Plata de inmersión
- Estaño blanco o estaño de inmersión
- OSP (Conservantes orgánicos de soldabilidad)
- HASL (Nivelación de soldadura por aire caliente) sin plomo
La elección del acabado superficial de las placas de circuito impreso adecuado para su aplicación requiere tener en cuenta factores como el coste, el entorno de la aplicación final (por ejemplo, alto calor/térmico, vibración/estabilidad, RF), la densidad/selección de componentes, los requisitos de plomo/libre de plomo, la vida útil, la resistencia a los golpes/caídas, el volumen de producción y el rendimiento.
Debido a la mayor demanda de mejora del rendimiento de las aplicaciones electrónicas, los acabados de las superficies también se han ido actualizando. Debido a la topografía más ajustada de las placas de circuito impreso, el acabado superficial HASL está siendo rápidamente sustituido por acabados superficiales basados en oro, como ENIG, ENEPIG y oro blando/duro. Los acabados superficiales con base de oro tienen mucho que ofrecer en términos de características y beneficios cuando se utilizan en aplicaciones.
HASL / HASL sin plomo
El HASL es el acabado superficial predominante en la industria. El proceso consiste en sumergir las placas de circuito en un recipiente fundido de una aleación de estaño y plomo y, a continuación, eliminar el exceso de soldadura mediante el uso de “cuchillas de aire”, que soplan aire caliente por la superficie de la placa.
Una de las ventajas no previstas del proceso HASL es que expone la placa de circuito impreso a temperaturas de hasta 265°C, lo que permite identificar cualquier problema potencial de delaminación mucho antes de que se fije cualquier componente caro en la placa.
Ventajas:
- Bajo coste
- Ampliamente disponible
- Reelaborable
- Excelente vida útil
Desventajas:
- Superficies irregulares
- No es bueno para el paso fino
- Contiene plomo (HASL)
- Choque térmico
- Puentes de soldadura
- PTH tapados o reducidos (agujeros pasantes chapados)
Estaño de inmersión
Según el IPC, la Asociación de Conexión de la Industria Electrónica, el Estañado por Inmersión (ISn) es un finish metálico depositado por una reacción química de desplazamiento que se aplica directamente sobre el metal base de la placa de circuito, es decir, el cobre. El ISn protege el cobre subyacente de la oxidación durante su vida útil prevista.
Sin embargo, el cobre y el estaño tienen una fuerte afinidad entre sí. La difusión de un metal en el otro se producirá inevitablemente, afectando directamente a la vida útil del depósito y al rendimiento del finish. Los efectos negativos del crecimiento de los bigotes de estaño están bien descritos en la literatura relacionada con la industria y son tema de varios artículos publicados.
Ventajas:
- Superficie plana
- Sin Pb
- Reelaborable
- La mejor opción para la inserción de pasadores a presión
Desventajas:
- Fácil de causar daños por manipulación
- El proceso utiliza un carcinógeno (tiourea)
- El estaño expuesto en el montaje final puede corroerse
- Bigotes de estaño
- No es bueno para procesos de reflujo/ensamblajes múltiples
- Difícil de medir el espesor
Plata de inmersión
La plata por inmersión es un acabado químico no electrolítico que se aplica sumergiendo la placa de circuito impreso de cobre en un tanque de iones de plata. Es un acabado de buena elección para las placas de circuito impreso con blindaje EMI y también se utiliza para los contactos de cúpula y la unión de cables. El grosor medio de la superficie de la plata es de 5-18 micro pulgadas.
Con las modernas preocupaciones medioambientales, como la RoHS y la WEE, la plata por inmersión es ambientalmente mejor que la HASL y la ENIG. Es popular también por su menor coste que la ENIG.
Ventajas:
- Se aplica de forma más uniforme que el HASL
- Ambientalmente mejor que el ENIG y el HASL
- Vida útil igual a la de HASL
- Más rentable que el ENIG
Desventajas:
- Debe soldarse en el mismo día en que se saca la placa de circuito impreso del almacén
- Puede empañarse fácilmente con una manipulación inadecuada
- Menos duradero que el ENIG, debido a que no hay una capa de níquel por debajo
OSP / Entek
El OSP (Organic Solderability Preservative) o antideslustre preserva la superficie de cobre de la oxidación aplicando una capa protectora muy fina de material sobre el cobre expuesto, normalmente mediante un proceso de transporte.
Utiliza un compuesto orgánico de base acuosa que se une selectivamente al cobre y proporciona una capa organometálica que protege el cobre antes de la soldadura. También es extremadamente ecológico en comparación con los otros acabados sin plomo habituales, que adolecen de ser más tóxicos o de un consumo de energía sustancialmente mayor.
Ventajas:
- Superficie plana
- Sin Pb
- Proceso sencillo
- Reutilizable
- Rentable
Desventajas:
- No hay forma de medir el espesor
- No es bueno para el PTH (chapado a través de agujeros)
- Corta vida útil
- Puede causar problemas de TIC
- Cu expuesto en el montaje final
- Sensible a la manipulación
Oro por inmersión en níquel químico (ENIG)
El ENIG es un revestimiento metálico de dos capas de 2-8 μin de Au sobre 120-240 μin de Ni. El níquel es la barrera para el cobre y es la superficie a la que se sueldan realmente los componentes. El oro protege al níquel durante el almacenamiento y también proporciona la baja resistencia de contacto necesaria para los finos depósitos de oro. El ENIG es ahora posiblemente el acabado más utilizado en la industria de las placas de circuito impreso debido al crecimiento y la aplicación de la normativa RoHs.
Ventajas:
- Superficie plana
- Sin Pb
- Bueno para el PTH (chapado a través de agujeros)
- Larga vida útil
Desventajas:
- Caro
- No es reelaborable
- Almohadilla negra / Níquel negro
- Daños por ET
- Pérdida de señal (RF)
- Proceso complicado
Níquel químico Oro de inmersión en paladio (ENEPIG)
El ENEPIG, un recién llegado al mundo de los acabados de las placas de circuito impreso, apareció por primera vez en el mercado a finales de los años 90. Este revestimiento metálico de tres capas de níquel, paladio y oro ofrece una opción como ninguna otra: es adherible. El primer intento de ENEPIG de realizar un tratamiento superficial para placas de circuito impreso fracasó en su fabricación debido al coste extremadamente elevado de la capa de paladio y a la escasa demanda de uso.
La necesidad de una línea de fabricación independiente no fue receptiva por estas mismas razones. Recientemente, el ENEPIG ha vuelto a resurgir, ya que el potencial de cumplir con la fiabilidad, las necesidades de embalaje y las normas RoHS son una ventaja con este acabado. Es perfecto para aplicaciones de alta frecuencia en las que el espacio es limitado.
Cuando se compara con los otros cuatro acabados principales, ENIG, sin plomo-HASL, plata de inmersión y OSP, el ENEPIG supera a todos en el nivel de corrosión después del montaje.
Ventajas:
- Superficie extremadamente plana
- Sin contenido de plomo
- Montaje en varios ciclos
- Excelentes juntas de soldadura
- Adhesivo de alambre
- Sin riesgos de corrosión
- Vida útil de 12 meses o más
- No hay riesgo de almohadilla negra
Desventajas:
- Sigue siendo algo más caro
- Es reutilizable con algunas limitaciones
- Límites de procesamiento
Oro u Oro duro
El oro duro electrolítico consiste en una capa de oro chapada sobre una capa de barrera de níquel. El oro duro es extremadamente duradero y se aplica con mayor frecuencia en zonas de alto desgaste, como los dedos de los conectores de los bordes y los teclados.
A diferencia de la ENIG, su grosor puede variar controlando la duración del ciclo de chapado, aunque los valores mínimos típicos para los dedos son 30 μin de oro sobre 100 μin de níquel para la Clase 1 y la Clase 2, 50 μin de oro sobre 100 μin de níquel para la Clase 3.
El oro duro no suele aplicarse en las zonas soldables, debido a su elevado coste y a su relativamente escasa soldabilidad. El grosor máximo que el IPC considera soldable es de 17,8 μin, por lo que, si se debe utilizar este tipo de oro en las superficies a soldar, el grosor nominal recomendado debería ser de unas 5-10 μin.
Ventajas:
- Superficie dura y duradera
- Sin Pb
- Larga vida útil
Desventajas:
- Muy caro
- Procesamiento adicional / Trabajo intensivo
- Utilización de resina / cinta adhesiva
- Se requiere chapado / barras conductoras
- Demarcación
- Dificultad con otros acabados superficiales
- El grabado por debajo de la línea puede provocar desprendimiento / descamación
- No se puede soldar por encima de 17 μin
- El acabado no encapsula completamente las paredes laterales del trazado, excepto en las zonas de los dedos
Podemos ayudarle a elegir el acabado superficial adecuado para sus aplicaciones
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