Acabado de la superficie de PCB
| Acabado de la superficie | Valor típico | Proveedor |
| Departamento de bomberos voluntarios | 0,3~0,55 um, 0,25~0,35 um | Entonar |
| Química Shikoku | ||
| ACEPTAR | O: 0,03~0,12 um, Ni: 2,5~5 um | Tecnología ATO/Chuang Zhi |
| ENIG selectivo | O: 0,03~0,12 um, Ni: 2,5~5 um | Tecnología ATO/Chuang Zhi |
| ENÉPICO | Au: 0,05~0,125um, Pd: 0,05~0,3um, | Chuang Zhi |
| Entrada: 3~10um | ||
| Oro duro | Au: 0,127 ~ 1,5 um, Ni: mínimo 2,5 um | Pagador/EEJA |
| Oro suave | Au: 0,127 ~ 0,5 um, Ni: mínimo 2,5 um | PEZ |
| Lata de inmersión | Mínimo: 1 um | Tecnología Enthone / ATO |
| Plata de inmersión | 0,127~0,45 um | Macdermid |
| HASL sin plomo | 1~25 um | Nihon Superior |
Debido a que el cobre se encuentra en forma de óxido en el aire, afecta gravemente la soldabilidad y el rendimiento eléctrico de las PCB. Por lo tanto, es necesario realizar un acabado superficial. Si la superficie de las PCB no está acabada, es fácil que se produzcan problemas de soldadura y, en casos graves, las almohadillas de soldadura y los componentes no se puedan soldar. El acabado superficial de una PCB se refiere al proceso de formación artificial de una capa superficial sobre una PCB. El objetivo del acabado de una PCB es garantizar una buena soldabilidad y un buen rendimiento eléctrico. Existen muchos tipos de acabado superficial para PCB.
Nivelación de soldadura con aire caliente (HASL)
Es un proceso que consiste en aplicar soldadura de estaño-plomo fundida sobre la superficie de una PCB, aplanándola (soplándola) con aire comprimido caliente y formando una capa de recubrimiento resistente a la oxidación del cobre y con buena soldabilidad. Durante este proceso, es necesario controlar los siguientes parámetros importantes: temperatura de soldadura, temperatura y presión de la cuchilla de aire caliente, tiempo de inmersión, velocidad de elevación, etc.
Ventaja de HASL
1. Mayor tiempo de almacenamiento.
2. Buena humectación de la almohadilla y cobertura de cobre.
3. Tipo sin plomo ampliamente utilizado (compatible con RoHS).
4. Tecnología madura, bajo costo.
5. Muy adecuado para inspección visual y pruebas eléctricas.
Debilidad de HASL
1. No apto para unión por cable.
2. Debido al menisco natural de la soldadura fundida, la planitud es deficiente.
3. No aplicable a interruptores táctiles capacitivos.
4. Para paneles especialmente delgados, el HASL puede no ser adecuado. La alta temperatura del baño puede deformar la placa de circuito.
2. Departamento de Bomberos Voluntarios
OSP es la abreviatura de Conservante Orgánico de Soldabilidad (Organic Solderability Preservative, OSP), también conocido como persoldadura. En resumen, el OSP se aplica en aerosol sobre la superficie de las almohadillas de soldadura de cobre para crear una película protectora compuesta por sustancias químicas orgánicas. Esta película debe poseer propiedades como resistencia a la oxidación, al choque térmico y a la humedad para proteger la superficie del cobre de la oxidación (oxidación o vulcanización, etc.) en entornos normales. Sin embargo, en la soldadura posterior a alta temperatura, esta película protectora debe ser fácilmente eliminada por el fundente, de modo que la superficie de cobre limpia y expuesta pueda unirse inmediatamente con la soldadura fundida para formar una unión resistente en muy poco tiempo. En otras palabras, la función del OSP es actuar como barrera entre el cobre y el aire.
Ventaja de OSP
1. Simple y asequible; el acabado de la superficie es solo una capa de pulverización.
2. La superficie de la almohadilla de soldadura es muy lisa, con una planitud comparable a ENIG.
3. Sin plomo (cumple con los estándares RoHS) y respetuoso con el medio ambiente.
4. Retrabajable.
Debilidad del OSP
1. Mala mojabilidad.
2. La naturaleza transparente y delgada de la película significa que es difícil medir la calidad a través de la inspección visual y realizar pruebas en línea.
3. Corta vida útil, altos requisitos de almacenamiento y manipulación.
4. Mala protección para orificios pasantes chapados.
Plata de inmersión
La plata posee propiedades químicas estables. Las placas de circuito impreso (PCB) procesadas mediante tecnología de inmersión en plata ofrecen un buen rendimiento eléctrico incluso en entornos con altas temperaturas, humedad y contaminación, y mantienen una buena soldabilidad incluso si pierden brillo. La plata por inmersión es una reacción de desplazamiento en la que se deposita directamente una capa de plata pura sobre el cobre. En ocasiones, la plata por inmersión se combina con recubrimientos OSP para evitar que la plata reaccione con los sulfuros del entorno.
Ventajas de la plata de inmersión
1. Alta soldabilidad.
2. Buena planitud de la superficie.
3. Bajo costo y sin plomo (cumple con los estándares RoHS).
4. Aplicable a la unión de cables de Al.
Debilidad de la plata de inmersión
1. Altos requerimientos de almacenamiento y fácil contaminación.
2. Tiempo de montaje corto después de sacarlo del embalaje.
3. Es difícil realizar pruebas eléctricas.
Lata de inmersión
Dado que toda la soldadura es a base de estaño, la capa de estaño puede adaptarse a cualquier tipo de soldadura. Tras añadir aditivos orgánicos a la solución de inmersión de estaño, la estructura de la capa de estaño presenta una estructura granular, lo que evita los problemas causados por los filamentos de estaño y la migración de estaño, a la vez que ofrece buena estabilidad térmica y soldabilidad.
El proceso de estaño de inmersión puede formar compuestos intermetálicos de cobre y estaño planos para hacer que el estaño de inmersión tenga buena soldabilidad sin problemas de planitud o difusión de compuestos intermetálicos.
Ventaja del estaño de inmersión
1. Aplicable a líneas de producción horizontales.
2. Aplicable al procesamiento de alambre fino y soldadura sin plomo, especialmente aplicable al proceso de engarce.
3. La planitud es muy buena, aplicable a SMT.
Debilidad del estaño de inmersión
1. Alto requerimiento de almacenamiento, puede provocar que las huellas dactilares cambien de color.
2. Los bigotes de estaño pueden provocar cortocircuitos y problemas en las uniones de soldadura, acortando así la vida útil.
3. Es difícil realizar pruebas eléctricas.
4. El proceso implica sustancias cancerígenas.
ACEPTAR
ENIG (Níquel Electrolítico por Inmersión en Oro) es un recubrimiento de acabado superficial ampliamente utilizado, compuesto por dos capas metálicas: el níquel se deposita directamente sobre el cobre y, posteriormente, los átomos de oro se depositan sobre el cobre mediante reacciones de desplazamiento. El espesor de la capa interna de níquel suele ser de 3-6 µm, y el espesor de deposición de la capa externa de oro, de 0,05-0,1 µm. El níquel forma una barrera entre la soldadura y el cobre. La función del oro es prevenir la oxidación del níquel durante el almacenamiento, prolongando así su vida útil. Además, el proceso de inmersión en oro también puede producir una excelente planitud superficial.
El flujo de procesamiento de ENIG es: limpieza-->grabado-->catalizador-->niquelado químico-->deposición de oro-->residuos de limpieza
Ventajas de ENIG
1. Adecuado para soldadura sin plomo (compatible con RoHS).
2. Excelente suavidad superficial.
3. Larga vida útil y superficie duradera.
4. Adecuado para la unión de cables de aluminio.
Debilidad de ENIG
1. Caro por utilizar oro.
2. Proceso complejo, difícil de controlar.
3. Fácil generación del fenómeno de almohadilla negra.
Níquel electrolítico/oro (oro duro/oro blando)
El níquel-oro electrolítico se divide en «oro duro» y «oro blando». El oro duro tiene baja pureza y se utiliza comúnmente en conectores de oro (conectores de borde de PCB), contactos de PCB y otras áreas resistentes al desgaste. El espesor del oro puede variar según los requisitos. El oro blando tiene mayor pureza y se utiliza comúnmente en la unión de cables.
Ventajas del níquel/oro electrolítico
1. Mayor vida útil.
2. Adecuado para interruptores de contacto y unión de cables.
3. El oro duro es adecuado para pruebas eléctricas.
4. Sin plomo (compatible con RoHS)
Debilidad del níquel/oro electrolítico
1. Acabado superficial más caro.
2. Los dedos de oro galvanizados requieren cables conductores adicionales.
3. El oro tiene baja soldabilidad. Debido al espesor del oro, las capas más gruesas son más difíciles de soldar.
ENÉPICO
El níquel químico (oro de inmersión en paladio químico o ENEPIG) se utiliza cada vez más para el acabado superficial de PCB. En comparación con ENIG, ENEPIG añade una capa adicional de paladio entre el níquel y el oro para proteger aún más la capa de níquel de la corrosión y evitar la formación de almohadillas negras, que se forman fácilmente en el proceso de acabado superficial ENIG. El espesor de deposición del níquel es de aproximadamente 3-6 µm, el del paladio de aproximadamente 0,1-0,5 µm y el del oro de 0,02-0,1 µm. Aunque el espesor del oro es menor que el de ENIG, ENEPIG es más caro. Sin embargo, la reciente disminución en el costo del paladio ha hecho que el precio de ENEPIG sea más asequible.
Ventajas de ENEPIG
1. Tiene todas las ventajas de ENIG, sin fenómeno de almohadilla negra.
2. Más adecuado para la unión de cables que ENIG.
3. Sin riesgo de corrosión.
4. Largo tiempo de almacenamiento, sin plomo (compatible con RoHS)
Debilidad de ENEPIG
1. Proceso complejo, difícil de controlar.
2. Alto costo.
3. Es un método relativamente nuevo y aún no maduro.