Przy wyborze wykończenia powierzchni płytki drukowanej, dwie wiodące opcje to HASL i ENIG. Obydwa zapewniają powłoki ochronne na ścieżkach miedzianych, ale trzeba rozważyć kompromisy. Zrozumienie różnic pomiędzy HASL i ENIG ma ogromne znaczenie przy wyborze idealnej metody dla konkretnego projektu. W tym artykule szczegółowo omówimy kluczowe różnice między tymi podejściami, ważąc ich zalety i wady. Ostatecznie, zyskasz wiedzę potrzebną do podjęcia świadomej decyzji dotyczącej najodpowiedniejszej metody wykończenia powierzchni dla Twoich projektów PCB.
1. Zrozumienie HASL-a (Poziomowanie lutu na gorące powietrze)
HASL oznacza “poziomowanie lutu na gorące powietrze”, który jest szeroko stosowanym procesem wykańczania powierzchni PCB. Działa poprzez pokrycie gołych miedzianych ścieżek i pól na płytce drukowanej warstwą płynnego lutowia. Następnie za pomocą noży na gorące powietrze wygładza się lut i usuwa nadmiar materiału. Pozostawia to równomiernie pokrytą powłoką lutowniczą, która chroni miedź przed utlenianiem i zapewnia dobrą lutowność.
Dwa podstawowe typy wykończeń HASL:
HASL na bazie ołowiu: W tym typie stosuje się stop lutowniczy cyny i ołowiu zawierający zarówno cynę, jak i ołów. Zapewnia dobrą trwałość i lutowność. jednak, zawartość ołowiu budzi obawy dotyczące środowiska i zdrowia.
Bezołowiowy HASL: W tym typie stosuje się bezołowiowe stopy lutownicze wykonane z cyny połączonej ze srebrem, miedź lub bizmut zamiast ołowiu. To spotyka Normy RoHS ale może być bardziej podatny na utlenianie i wymagać wyższych temperatur przetwarzania.
1.1 Zalety HASL-a
- Prosty proces – HASL jest prosty w obsłudze w porównaniu do innych metod wykańczania.
- Niska cena – HASL zapewnia niedrogie rozwiązanie w zakresie wykończenia powierzchni.
- Dostępność – HASL jest powszechnie dostępną i powszechną opcją wykończenia.
- Wizualna kontrola – Wykończenie HASL można łatwo sprawdzić wizualnie.
- Przydatność dla PoprzezKomponenty otworów – Szczególnie dobrze nadaje się do montażu elementów z otworami przelotowymi ze względu na solidną powłokę wytrzymującą proces lutowania.
1.2 Wady HASL
- Gładkość powierzchni – Warstwa lutu może wykazywać nierówności, problematyczne dla SMT i elementy o drobnej podziałce.
- Tolerancje wymiarowe – HASL ma ograniczenia w przypadku bardzo cienkich lub grubych płyt.
- Naprężenia termiczne – Wysoka temperatura podczas obróbki może potencjalnie uszkodzić płyty.
- Tolerancja otworu – HASL może nie wytrzymać wąskich tolerancji w przypadku otworów platerowanych.
- Klejenie drutu – Wykończenie powierzchni nie nadaje się do zastosowań związanych z łączeniem drutowym.
1.3 Aplikacje
Oto kilka przykładów, w których preferowany może być HASL:
Elektronika niskobudżetowa – Niedrogi proces HASL dobrze komponuje się z masową produkcją budżetowych urządzeń konsumenckich.
Potrzeby prototypowania – Szybka realizacja i przyzwoita trwałość HASL sprawiają, że jest to dobry wybór do prototypowania płytek PCB.
Niekrytyczna trwałość – Dla produktów o krótszej żywotności, HASL zapewnia wystarczającą żywotność bez dodatkowych kosztów.
Edukacja i hobbyści – Dostępność i łatwość użycia HASL jest dostosowana do produkcji płytek PCB w celach edukacyjnych i hobbystycznych.
2. Zrozumienie ZGADZAM SIĘ (Bezprądowe złoto zanurzeniowe w niklu)
ENIG oznacza bezprądowe złoto zanurzeniowe w niklu, popularne wykończenie powierzchni PCB, idealne do solidnych i trwałych płytek drukowanych. Polega na cienkiej warstwie złota nałożonej na bezprądową warstwę niklu w celu ochrony przed utlenianiem.
2.1 Zalety ENIG
- Bezołowiowe – W przeciwieństwie do niektórych wykończeń, ENIG nie zawiera ołowiu. Dzięki temu spełnia standardy RoHS.
- Wysoka przewodność – Warstwa złota zapewnia doskonałą przewodność elektryczną, co poprawia wydajność.
- Płaska powierzchnia – ENIG zapewnia płaską powierzchnię sprzyjającą montażu komponentów o drobnym rozstawie i technologii montażu powierzchniowego, umożliwiające precyzyjny montaż.
- Trwałość – ENIG dobrze wytrzymuje obciążenia środowiskowe i zużycie fizyczne w miarę upływu czasu.
- Dobra trwałość – Płyty z powłoką ENIG mają dłuższy okres trwałości w porównaniu do innych wykończeń, zachowując swoją lutowność przez dłuższy czas.
2.2 Wady ENIG
- Drogi – Koszt materiałów i obróbki dla ENIG jest wyższy niż dla HSAL
- Trudna przeróbka – W przeciwieństwie do poziomowania lutowanego gorącym powietrzem, demontaż i wymiana komponentów jest trudniejsza w przypadku wykończenia ENIG
- Utrata sygnału – Cienka warstwa złota może powodować niewielką utratę sygnału przy wysokich częstotliwościach.
- Złożony proces – Metoda osadzania ENIG jest bardziej skomplikowana niż HASL.
- Ryzyko czarnej podkładki – Słabe wiązanie złota i niklu może potencjalnie prowadzić do “czarna podkładka” wady.
2.3 Aplikacje
ENIG jest często preferowanym wykończeniem powierzchni PCB w zastosowaniach, które mają takie cechy:
Komponenty o drobnej podziałce – Gładkie wykończenie ENIG umożliwia umieszczenie drobnych, delikatne części w małych odstępach.
Zaawansowane lutowanie – Technologie takie jak lutowanie bezołowiowe korzystają z lutowalności i płaskości ENIG.
Długoterminowa niezawodność – Gdy płytki PCB muszą działać nieprzerwanie przez dłuższy czas, ENIG zapewnia trwałość.
Surowe środowiska – Ochrona antykorozyjna ENIG sprawia, że nadaje się on do stosowania w wymagających warunkach mechanicznych i termicznych.
Dalsza lektura: 8 Typowe rodzaje wykończeń powierzchni PCB
3. Różnice pomiędzy HSAL i ENIG
| Parametr | HSAL | ZGODZIĆ SIĘ |
| Powłoka metalu | Cyna-ołów lub cyna-srebro-miedź | Nikiel i złoto |
| Grubość poszycia | Grubsza warstwa lutu | Cieńsza warstwa złota |
| Przyczepność do miedzi | Dobre ze względu na wiązanie metalurgiczne | Dobre dzięki niklowej warstwie barierowej |
| Stres cieplny | Wysokie ryzyko uszkodzenia | Niskie ryzyko wypaczenia |
| Zdolności elektryczne | Niżej | Wyższa ze względu na złoto |
| Płaskość | Może być nierówny | Gładki koniec |
| Lutowanie | Dobry do lutowania ręcznego | Kompatybilny z zaawansowanymi technikami |
| Kompatybilność komponentów | Pasuje do otworów przelotowych i SMT, nie nadaje się do drobnego skoku | Umożliwia obróbkę wszystkich typów komponentów, łącznie z drobnymi podziałkami |
| Warunki korzystania | Niezalecany do stosowania w trudnych warunkach | Wytrzymuje trudne warunki |
| Koszt | Opłacalne, prosty proces | Droższy ze względu na proces zanurzenia w złocie |
| Okres przydatności do spożycia | Niżej, skłonny do utleniania | Dłużej ze względu na złoto zapobiegające utlenianiu |
| Ekologiczny | Wariant ołowiany nieekologiczny | Bezpieczne dla środowiska |
4. HASL vs. ZGODZIĆ SIĘ: Wybór odpowiedniego wykończenia powierzchni
Przy wyborze pomiędzy wykończeniami powierzchni HASL i ENIG, istnieją zalety i wady każdej technologii, które należy wziąć pod uwagę w przypadku konkretnego zastosowania. HASL zapewnia ekonomiczne rozwiązanie w zakresie wykończenia powierzchni o przyzwoitym okresie trwałości. Proces jest prosty i powszechnie dostępny. Może to być dobry wybór, gdy głównymi priorytetami są oszczędność kosztów i dostępność. Z drugiej strony, ENIG oferuje gładką, cienka powłoka złota na niklu, która zapewnia doskonałą odporność na utlenianie i długi okres trwałości. ENIG jest preferowany, gdy głównymi priorytetami są komponenty o drobnej podziałce, klejenie drutu, doskonała lutowność, i niezawodność w trudnych warunkach. Przed dokonaniem wyboru, należy wziąć pod uwagę różne czynniki, takie jak okres przydatności do spożycia, lutowalność, kompatybilność komponentów, odporność środowiskowa, i potrzeby budżetowe dla Twojej płytki drukowanej.
