HASL vs ENIG: どの表面仕上げを選択すべきか?

プリント基板の表面仕上げを選択する場合, 2 つの主要なオプションは HASL と ENIG. どちらも銅配線上に保護コーティングを提供します, しかし、トレードオフを考慮する必要があります. HASL と ENIG の違いを理解することは、特定のプロジェクトに最適な方法を選択する上で非常に重要です。. この記事では、これらのアプローチの主な違いを徹底的に調査します。, それらの長所と短所を比較検討する. 最終的に, PCB 設計に最適な表面仕上げ方法に関して情報に基づいた決定を下すために必要な洞察が得られます。.

1. HASL を理解する (熱風はんだレベリング)

HASL stands for “hot air solder leveling”, 広く使用されているPCB表面仕上げプロセスです. プリント基板上の裸の銅トレースとパッドを液体はんだの層でコーティングすることで機能します。. 次に、熱風ナイフを使用してはんだを滑らかにし、余分な材料を除去します。. これにより、均一にコーティングされたはんだ仕上げが残り、銅を酸化から保護し、良好なはんだ付け性を実現します。.

HASL 仕上げの 2 つの主要なタイプ:

鉛ベースのHASL: 錫と鉛を含む錫鉛はんだ合金を使用したタイプです。. 優れた保存寿命とはんだ付け性を提供します. しかしながら, 鉛の含有量は環境と健康への懸念を引き起こす.

鉛フリーHASL: 錫に銀を配合した鉛フリーはんだ合金を使用したタイプです。, 鉛の代わりに銅またはビスマス. それは満たします RoHS規格 ただし、酸化しやすくなり、より高い処理温度が必要になる場合があります。.

1.1 HASLの利点

• Simple process – HASL is straightforward to operate compared to other finish methods.
• Low cost – HASL provides an affordable surface finish solution.
• Availability – HASL is a widely accessible and common finish option.
• Visual inspectability – The HASL finish can be easily inspected visually.
• 適合性 を通して穴コンポーネント – It’s particularly well-matched for through-hole component assembly due to its robust coating that withstands the soldering process.

1.2 HASL の欠点

• Surface smoothness – The solder layer can have unevenness, にとって問題となる SMT ファインピッチコンポーネント.
• Dimensional tolerances – HASL has limitations with very thin or thick boards.
• Thermal stress – High heat during processing can potentially damage boards.
• Hole tolerance – HASL may not withstand tight tolerances on plated holes.
• Wire bonding – The surface finish is unsuitable for wire bonding applications.

1.3 アプリケーション

HASL が優先される例としては、次のようなものがあります。:

Low-budget electronics – The affordable HASL process fits well with mass production of budget consumer devices.

Prototyping needs – The fast turnaround and decent durability of HASL make it a good choice for prototyping PCBs.

Non-critical longevity – For products with shorter lifespans, HASL は追加コストをかけずに十分な寿命を実現します.

Education and hobbyists – The accessibility and ease-of-use of HASL suit educational or hobbyist PCB fabrication.

2. 理解する 同意する (無電解ニッケル浸漬金)

ENIG は無電解ニッケル浸漬金の略です, 堅牢で長持ちする回路基板に最適な、一般的な PCB 表面仕上げ. 酸化を防ぐために無電解ニッケル層の上に薄い金層をメッキします。.

2.1 ENIGの利点

• Lead-free – Unlike some finishes, ENIGには鉛は含まれていません. これにより、RoHS 規格に適合します。.
• High conductivity – The gold layer provides excellent electrical conductivity for improved performance.
• Flat Surface – ENIG provides a flat surface conducive to fine pitch components and surface mount technology, 正確な組み立てを可能にする.
• Durability – ENIG stands up well to environmental stresses and physical wear over time.
• Good Shelf Life – ENIG-coated boards have a longer shelf life compared to some other finishes, はんだ付け性を長期間維持.

2.2 ENIGの欠点

• Expensive – The cost of materials and processing for ENIG is higher than HSAL
• Difficult rework – Unlike hot air solder leveling, ENIG 仕上げではコンポーネントの取り外しと交換が難しくなります
• Signal loss – The thin gold layer can cause slight signal loss at high frequencies.
• Complex process – The ENIG deposition method is more complicated than HASL.
• Black pad risk – Weak gold-nickel bonding can potentially lead to “black pad” defects.

2.3 アプリケーション

これらの特性を持つアプリケーションでは、ENIG が PCB 表面仕上げとしてよく選ばれます。:

Fine-pitch components – The smooth ENIG finish accommodates placement of tiny, 狭い間隔で繊細なパーツ.

Advanced soldering – Technologies like lead-free soldering benefit from ENIG’s solderability and flatness.

Long-term reliability – When PCBs must function consistently over extended periods, ENIG は耐久性を提供します.

Harsh environments – The corrosion protection of ENIG makes it suitable for mechanically and thermally demanding conditions.

参考文献: 8 一般的なタイプの PCB 表面仕上げ

3. HSAL と ENIG の違い

パラメータ	HSAL	同意する
金属コーティング	錫-鉛または錫-銀-銅	ニッケルと金
めっきの厚さ	はんだ層が厚い	より薄い金層
銅との密着性	金属結合により良好	ニッケルバリア層により良好
熱応力	損傷の危険性が高い	反りのリスクが低い
電気的能力	より低い	ゴールドのせいで高い
平坦度	不均一になる可能性があります	滑らかな仕上がり
はんだ付け	手はんだ付けに最適	高度な技術にも対応
コンポーネントの互換性	スルーホール、SMTに対応, ファインピッチには不向き	ファインピッチを含むすべてのコンポーネントタイプを使用可能
使用条件	過酷な環境には推奨されません	過酷な環境に耐える
料金	費用対効果の高い, 簡単なプロセス	金浸漬プロセスにより高価になる
貯蔵寿命	より低い, 酸化しやすい	金が酸化を防ぐため長持ちします
環境に優しい	環境に優しくない鉛の変種	環境に安全

4. HASL vs. 同意する: 適切な表面仕上げの選択

HASL と ENIG の表面仕上げを選択する場合, 各テクノロジーには長所と短所があり、特定のアプリケーションで考慮する必要があります. HASL は、十分な保存期間を備えた、コスト効率の高い表面仕上げソリューションを提供します. プロセスはシンプルで広く利用可能です. コスト削減と可用性が最優先事項である場合には、良い選択となる可能性があります。. 一方, ENIG はスムーズな, 優れた耐酸化性と長​​い保存寿命を実現するニッケル上の薄い金コーティング. 最優先事項にファインピッチコンポーネントが含まれる場合は、ENIG が推奨されます。, ワイヤーボンディング, 優れたはんだ付け性, 過酷な条件下での信頼性. 選択する前に, 保存期間などのさまざまな要素を考慮する必要があります, はんだ付け性, コンポーネントの互換性, 環境回復力, PCB の予算ニーズ.