HASL x ENIG: Qual acabamento de superfície você deve escolher?

Ao selecionar um acabamento de superfície de placa de circuito impresso, duas opções principais são HASL e ENIG. Ambos fornecem revestimentos protetores sobre os vestígios de cobre, mas temos compensações a pesar. Compreender as diferenças entre HASL e ENIG é de imensa importância na seleção do método ideal para um projeto específico. Este artigo explorará minuciosamente as principais distinções entre essas abordagens, pesando suas vantagens e desvantagens. Em última análise, você obterá os insights necessários para tomar uma decisão informada sobre o método de acabamento de superfície mais adequado para seus projetos de PCB.

1. Compreendendo o HASL (Nivelamento de solda com ar quente)

HASL stands for “hot air solder leveling”, que é um processo de acabamento de superfície de PCB amplamente utilizado. Ele funciona revestindo os traços e almofadas de cobre nu em uma placa de circuito impresso com uma camada de solda líquida. Facas de ar quente são então usadas para suavizar a solda e remover qualquer excesso de material. Isso deixa um acabamento de solda com revestimento uniforme que protege o cobre da oxidação e proporciona boa soldabilidade.

Dois tipos principais de acabamentos HASL:

HASL baseado em chumbo: Este tipo usa uma liga de solda de estanho-chumbo contendo estanho e chumbo. Oferece boa vida útil e soldabilidade. Contudo, o conteúdo de chumbo levanta preocupações ambientais e de saúde.

HASL sem chumbo: Este tipo utiliza ligas de solda sem chumbo feitas de estanho combinadas com prata, cobre ou bismuto em vez de chumbo. Ele atende Padrões RoHS mas pode ser mais propenso à oxidação e exigir temperaturas de processamento mais altas.

1.1 Vantagens do HASL

• 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.
• Adequação para AtravésComponentes do furo – It’s particularly well-matched for through-hole component assembly due to its robust coating that withstands the soldering process.

1.2 Desvantagens do HASL

• Surface smoothness – The solder layer can have unevenness, problemático para SMT e componentes de passo fino.
• 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 Formulários

Alguns exemplos onde HASL pode ser preferido incluem:

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 oferece vida útil suficiente sem custos adicionais.

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

2. Compreendendo o ACORDO (Ouro de imersão em níquel eletrolítico)

ENIG significa Electroless Nickel Immersion Gold, um acabamento de superfície de PCB predominante, ideal para placas de circuito robustas e duradouras. Envolve uma fina camada de ouro banhada sobre uma camada sem eletrólito de níquel para proteger contra a oxidação.

2.1 Vantagens do ENIG

• Lead-free – Unlike some finishes, ENIG não contém nenhuma pista. Isso faz com que ele atenda aos padrões RoHS.
• 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, permitindo montagem precisa.
• 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, mantendo sua soldabilidade por um período prolongado.

2.2 Desvantagens do ENIG

• Expensive – The cost of materials and processing for ENIG is higher than HSAL
• Difficult rework – Unlike hot air solder leveling, remover e substituir componentes é mais difícil com o acabamento ENIG
• 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 Formulários

ENIG é frequentemente o acabamento de superfície de PCB preferido em aplicações que possuem essas características:

Fine-pitch components – The smooth ENIG finish accommodates placement of tiny, peças delicadas com espaçamento apertado.

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 oferece durabilidade.

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

Leitura adicional: 8 Tipos comuns de acabamentos de superfície de PCB

3. Diferenças entre HSAL e ENIG

Parâmetro	HSAL	CONCORDA
Revestimento metálico	Estanho-chumbo ou estanho-prata-cobre	Níquel e ouro
Espessura do Chapeamento	Camada de solda mais espessa	Camada de ouro mais fina
Adesão ao Cobre	Bom devido à ligação metalúrgica	Bom devido à camada de barreira de níquel
Estresse por calor	Alto risco de danos	Baixo risco de empenamento
Habilidades Elétricas	Mais baixo	Maior devido ao ouro
Planicidade	Pode ser desigual	Acabamento suave
De solda	Bom para soldagem manual	Compatível com técnicas avançadas
Compatibilidade de Componentes	Adequado para furo passante e SMT, não é adequado para pitch fino	Permite todos os tipos de componentes, incluindo passo fino
Condições de uso	Não recomendado para ambientes agressivos	Suporta ambientes agressivos
Custo	Custo-beneficio, processo simples	Mais caro devido ao processo de imersão em ouro
Validade	Mais baixo, propenso à oxidação	Mais tempo devido ao ouro evitando a oxidação
Ecológico	Variante principal não ecológica	Ambientalmente seguro

4. HASL versus. CONCORDA: Selecionando o acabamento de superfície correto

Ao escolher entre acabamentos de superfície HASL e ENIG, há prós e contras de cada tecnologia a serem consideradas para sua aplicação específica. HASL fornece uma solução econômica de acabamento superficial com uma vida útil decente. O processo é simples e amplamente acessível. Pode ser uma boa escolha quando a economia de custos e a disponibilidade são as principais prioridades. Por outro lado, ENIG oferece uma solução suave, fino revestimento de ouro sobre níquel que oferece excelente resistência à oxidação e longa vida útil. ENIG é preferível quando as principais prioridades incluem componentes de pitch fino, ligação de fio, excelente soldabilidade, e confiabilidade em condições adversas. Antes de fazer a escolha, você deve considerar vários fatores, como o prazo de validade, soldabilidade, compatibilidade de componentes, resiliência ambiental, e necessidades de orçamento para o seu PCB.