8 Acabados de superficie de PCB comunes: Cómo elegir el correcto?

El acabado de la superficie de PCB es un recubrimiento o tratamiento aplicado a las pistas y almohadillas de cobre expuestas de una placa de circuito.. Desempeña un papel fundamental en la funcionalidad y vida útil de la PCB.. Esta guía le brindará una descripción general 8 Principales acabados de superficies de PCB, incluidas sus ventajas., limitaciones y aplicaciones. Adicionalmente, enumeramos consideraciones clave para seleccionar el tratamiento de superficie de PCB adecuado para sus placas. Sigamos leyendo.

Por qué es necesario el acabado de la superficie de PCB?

Aplicación de acabados superficiales de PCB en Fabricación de PCB Es crucial para proteger los rastros de cobre de la oxidación y los contaminantes ambientales que degradan el rendimiento.. Estos acabados de superficie de PCB protegen contra la humedad, polvo, quimicos, y temperaturas extremas, evitando la penetración y corrosión del material de placa de circuito impreso. También ayudan a realizar una soldadura y adhesión efectivas durante el ensamblaje., Mejora de la conductividad térmica y eléctrica para una mejor eficiencia del circuito.. El acabado correcto prolonga la vida útil de una PCB al reducir la abrasión, evitando la acumulación de deslustre, y resistir el desarrollo de dendritas que podrían causar cortocircuitos.. En general, Los acabados superficiales son esenciales tanto en la fabricación como en la funcionalidad., preservando la soldabilidad, limitar el daño ambiental, y garantizar una fabricación fluida para aplicaciones específicas.

8 Tipos de acabados de superficie de PCB

1. HASL

Nivelación de soldadura por aire caliente (HASL) Es uno de los acabados de superficie de PCB más comunes debido a su bajo costo y su capacidad para soldarse.. El proceso HASL implica sumergir la PCB en soldadura líquida., luego use cuchillos de aire caliente para nivelar la superficie. Si bien es económico y accesible, HASL tiene algunas limitaciones. La topografía desigual puede causar problemas con las pequeñas componentes de montaje en superficie bajo 0805 tamaño de paquete o BGA de paso fino(matrices de rejilla de bolas). Los puentes entre pads también son un riesgo en placas de interconexión de alta densidad. además, HASL estándar de estaño y plomo contiene plomo, por lo que no cumple con la normativa RoHS. HASL sin plomo es una opción pero tiene un costo mayor.

Para tableros con piezas principalmente con orificios pasantes o soportes de superficie grande, HASL sigue siendo una buena opción económica. Sin embargo, para placas con componentes de paso ultrafino, enrutamiento denso, y requisitos sin plomo, otros acabados pueden ser preferibles.

2. HASL sin plomo

Nivelación de soldadura por aire caliente sin plomo (HASL) utiliza estaño-cobre, estaño-níquel, o aleaciones de estaño, cobre y níquel en lugar de soldadura estándar de estaño y plomo. Esto lo convierte en una opción económica que cumple con RoHS.. sin embargo, como HASL tradicional, todavía sufre de una topografía desigual que puede causar problemas con montajes de superficie pequeños.

Para tableros con componentes de paso más fino de alta densidad, Los recubrimientos por inmersión pueden ser una mejor opción a pesar de su costo ligeramente mayor.. La deposición uniforme proporcionada por los acabados de inmersión ayuda a prevenir puentes y otros defectos en placas con componentes de chips diminutos o conjuntos de rejillas de bolas..

En general, HASL sin plomo ofrece soldabilidad rentable combinada con cumplimiento normativo. Sin embargo, ciertas aplicaciones con tamaños de paquete pequeños o tamaños de características finas pueden beneficiarse de la uniformidad superficial mejorada de los acabados de inmersión..

3. DE ACUERDO

Oro no electrolítico sobre níquel (DE ACUERDO) es un tratamiento de superficie de PCB que consiste en una capa de niquelado cubierta por una fina capa de oro. Esta combinación proporciona una durabilidad, Acabado resistente a la corrosión con una vida útil prolongada que abarca años..

El proceso de deposición por inmersión crea una superficie plana uniforme adecuada para tableros con buen tiro componentes, BGA, y pequeños paquetes de chips. ENIG también permite la unión de cables. sin embargo, Tiene un costo superior en comparación con otros acabados..

Los posibles problemas a tener en cuenta con ENIG son la formación de almohadillas negras debajo de los paquetes BGA y el grabado agresivo de la máscara de soldadura., lo que puede requerir represas de máscara más grandes. Los BGA completamente definidos con máscara de soldadura también deben evitarse con este acabado..

4. ENEPIG

Níquel no electrolítico paladio no electrolítico oro por inmersión (ENEPIG) Es un acabado de superficie de PCB multicapa que se introdujo por primera vez en la década de 1990.. Consta de sucesivos revestimientos de níquel., paladio, y oro. Aunque inicialmente no se adoptó ampliamente debido al alto costo del paladio, ENEPIG ha visto un renovado interés en los últimos años.

Este acabado ofrece soldabilidad comparable a acabados como ENIG y plata de inmersión., junto con una excelente resistencia a la corrosión y una vida útil prolongada que excede 12 meses. La deposición uniforme del metal proporciona un acabado superficial plano ideal para tableros con componentes de alta densidad y tamaños finos.. ENEPIG también se puede unir con cables.

Los posibles inconvenientes siguen siendo un costo más alto que otros acabados comunes y algunas limitaciones en la reelaboración.. La compatibilidad con los procesos de fabricación también requiere consideración. sin embargo, para tableros que requieren vida útil, vinculabilidad, y soldabilidad, ENEPIG puede merecer consideración a pesar de su prima de costos.

5. Oro duro

El baño de oro duro es uno de los acabados de PCB más duraderos, con espesores típicos de 30-50 micropulgadas de oro depositadas sobre 100 micropulgadas de níquel. Proporciona una excelente resistencia al desgaste para componentes con ciclos de acoplamiento frecuentes, como conectores.. sin embargo, El oro duro es también uno de los acabados más costosos..

Debido a su limitada capacidad de soldadura, El oro duro encuentra una aplicación poco frecuente en uniones de soldadura.. Las aplicaciones típicas incluyen conectores de borde, contactos de bateria, y puntos de prueba en placas prototipo. La dureza y la longevidad lo hacen muy adecuado para estos casos de uso a pesar del alto costo..

Las ventajas del baño de oro duro son una larga vida útil, compatibilidad sin plomo, y resistencia a la corrosión. Las desventajas incluyen el precio superior y los pasos de procesamiento adicionales que a menudo se requieren, como el revestimiento de autobuses..

6. Plata de inmersión

La plata por inmersión es un acabado de PCB sin plomo que no oxida el cobre como los acabados a base de estaño.. Todavía, la exposición al aire a menudo conduce a su deslustre. Para preservar la soldabilidad, Los PCB de plata de inmersión requieren un embalaje protector y tienen una vida útil corta. 6-12 meses. Una vez retirado del embalaje, Las placas deben soldarse dentro de un día antes de que el acabado se degrade..

El proceso de deposición por inmersión crea una excelente planitud superficial para tableros con componentes de paso fino o conjuntos de rejillas de bolas.. La plata por inmersión también es rentable en comparación con los acabados a base de oro.. sin embargo, Los riesgos de manipulación y exposición significan que los ensambladores deben trabajar rápidamente una vez que se desempacan las placas.. Se deben evitar las máscaras pelables para evitar daños en el acabado..

7. Estaño de inmersión

estaño de inmersión, un acabado superficial sin plomo para PCB, se implementa utilizando una técnica de deposición química. Proporciona una fina capa uniforme de estaño sobre las trazas de cobre.. La topografía plana del estaño por inmersión lo hace muy adecuado para tableros con componentes de paso fino., matrices de rejilla de bolas, y otros soportes de superficie pequeños. Como recubrimiento de inmersión económico, el estaño tiene desventajas. Puede oxidarse con el tiempo., reduciendo la soldabilidad. Para garantizar uniones de soldadura de calidad, El montaje debe realizarse dentro de 30 dias de emplatado. La producción de alto volumen puede mitigar esto., pero los volúmenes más bajos pueden justificar un acabado más estable en almacenamiento, como la plata de inmersión..

Se requiere un manejo cuidadoso ya que el estaño de inmersión es sensible a la contaminación y al riesgo de crecimiento de bigotes.. También graba la máscara de soldadura y limita el uso de máscaras pelables.. sin embargo, para placas con o sin plomo, sensibles a los costes, con montaje rápido, El estaño de inmersión puede proporcionar una soldabilidad confiable..

8. OSP

Conservantes de soldabilidad orgánicos. (OSP) Proteger las superficies de cobre en placas de circuito impreso depositando una fina capa orgánica.. Esta capa de OSP se aplica mediante un proceso automatizado como inmersión o pulverización.. Previene la oxidación del cobre antes de soldar..

Las películas OSP son muy delgadas., en el rango de 0.05 a 0.2 micrones, por lo que el espesor no se puede medir directamente. Proporcionan protección temporal con una vida útil típica de 3-6 meses. Comparado con acabados metálicos, Los OSP tienen un impacto ambiental mínimo. sin embargo, Requieren un manejo cuidadoso para evitar daños al recubrimiento..

Las ventajas de los OSP incluyen el bajo costo., suma de proceso simple, reelaboración, y compatibilidad sin plomo. Los inconvenientes son la corta vida útil., incapacidad para proteger los orificios pasantes chapados, y posibles problemas con la inspección óptica automatizada.

Cómo elegir el acabado superficial adecuado para su PCB?

A continuación enumeramos varias consideraciones clave al seleccionar el acabado de la superficie de la placa de circuito impreso para su proyecto de PCB.:

Solderability – The ability of the finish to be wetted by solder during assembly, Es importante para garantizar una buena confiabilidad de la unión de soldadura..

Shelf Life – It refers to how long the finish can maintain solderability before oxidation occurs., Lo cual es crucial para preservar los PCB durante períodos prolongados..

Rendimiento de ciclos térmicos: el acabado de la superficie debe poder soportar ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento durante la operación sin agrietarse ni degradarse.. Esto es importante para productos que sufrirán fluctuaciones de temperatura y tensiones térmicas en el entorno previsto..

Wear Resistance – The ideal surface finish will resist wearing off or degrading during handling, montaje, acoplamiento de conectores, u otros procesos mecánicos.

Cost – The material and processing costs can vary substantially for different surface finishes, por lo que el presupuesto debe estar equilibrado con los requisitos de desempeño.

Lead-free Compatibility – If lead-free solder alloys will be used, El acabado de la superficie debe ser compatible y humectable con soldaduras sin plomo..

Environmental Regulations – The surface finish must comply with any legislative restrictions on use of hazardous substances, como la directiva RoHS en Europa.

Ultimas palabras

Seleccionar el mejor acabado de superficie de PCB para su producto implica evaluar múltiples factores. Si todavía está pensando en el acabado superficial de PCB ideal para su próximo proyecto, comuníquese con nosotros. Le ayudaremos a tomar la decisión correcta.. Con casi dos décadas de experiencia en la fabricación de PCB para marcas de tecnología líderes en diversas industrias en todo el mundo., Nuestra empresa ha desarrollado una competencia sustancial en la fabricación y montaje de PCB., utilizando una amplia gama de técnicas de acabado de superficies.