O acabamento da superfície da placa de circuito impresso não serve apenas para proteção, ele também pode afetar o processo de soldagem e o desempenho da placa. É complicado escolher o acabamento certo para sua placa, considerando vários fatores. HASL vs ENIG são consideradas duas opções populares. Ao escolher entre elas, muitos engenheiros geralmente ficam em dúvida. Isso ocorre porque HASL vs ENIG diferem significativamente em muitos aspectos e têm vantagens e desvantagens distintas. Neste blog, revelaremos as 8 principais diferenças para ajudá-lo a esclarecer todas as dúvidas e escolher o acabamento certo.
Uma rápida visão geral do HASL e do ENIG
HASL (Hot Air Solder Leveling): HASL é famoso por sua relação custo-benefício. O PCB é primeiro mergulhado em solda derretida e, em seguida, nivelado com ar quente. Para remover o excesso de solda, uma faca de ar quente é soprada sobre a superfície do PCB.
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold): O ENIG é uma técnica mais confiável e sofisticada. Ela requer primeiro a deposição de uma camada de níquel nas almofadas e traços de cobre, seguida por uma fina camada de ouro.
HASL vs ENIG: Quais são as principais diferenças?
1. Diferenças de processo entre HASL vs ENIG
- Processo de nivelamento de solda com ar quente:
Etapa 1: Limpeza
Use métodos mecânicos ou químicos para limpar a placa, removendo detritos, poeira ou outros contaminantes.
Etapa 2: Aplicação do fluxo
Aplique o fluxo PCB na placa, evitando a oxidação e aumentando a umectação da solda.
Etapa 3: Pré-aquecimento
É importante pré-aquecer o PCB até 150 ℃ para evitar choque térmico.
Etapa 4: Imersão na solda
Mergulhe a placa no banho de solda fundida, onde a temperatura geralmente chega a 230-260 °C. Com um processo sem chumbo, é necessário atingir 250-280 °C.
Etapa 5: Nivelamento com ar quente
O excesso de solda pode ser removido com o ar quente. A temperatura pode chegar a cerca de 400-450 °C.
Etapa 6: Processo de resfriamento
Para solidificar a solda, resfrie a placa de circuito impresso até a temperatura ambiente.
Etapa 7: Pós-limpeza
Limpe a placa para remover qualquer excesso de fluxo.
- Processo de imersão em níquel químico e ouro:
Passo 1: Limpeza
Da mesma forma que no HASL, limpe completamente a placa de circuito impresso, evitando qualquer contaminante nela.
Passo 2: Deposição de níquel
O processo de galvanização não eletrolítica deposita uma camada de níquel de 3 a 6 μm nas almofadas e traços expostos, impedindo que o ouro se difunda no cobre.
Etapa 3: Primeira enxaguagem
Enxágue a placa de circuito impresso para remover a solução de níquel.
Etapa 4: Deposição de ouro
A placa é imersa em uma solução de ouro, depositando uma fina camada de ouro de 0,05 a 0,1 μm de espessura na superfície do níquel.
Etapa 5: Enxágue final e secagem
Por fim, enxágue o excesso de solução de ouro da placa de circuito. Em seguida, limpe e seque-a.
2. Diferenças na planicidade da superfície entre ENIG vs HASL
O HASL geralmente produz uma superfície espessa e irregular, limitando seu uso para componentes de passo fino (<0,5 mm). Seu desvio de superfície chega a 10-20 µm. O ENIG pode fornecer uma superfície muito plana, o que é fundamental para projetos de PCB de alta densidade. Os desvios de superfície são geralmente inferiores a 0,1 µm.
3. Diferença de custo
O HASL é um acabamento de PCB econômico e é uma escolha frequente para inúmeras utilizações. O ENIG pode custar mais, pois essa técnica é mais complexa e requer o uso de ouro. No entanto, é preferível para projetos que exigem desempenho superior e durabilidade a longo prazo.
4. Comparando a confiabilidade do ENIG vs HASL
O ENIG tem uma fina camada de níquel coberta por uma camada de ouro por imersão, que é mais dura, mais resistente à corrosão e ao desgaste. A camada de níquel impede que o ouro se mova para o substrato de cobre, atuando como uma barreira. Isso pode manter uma forte adesão ao longo do tempo, evitando problemas de soldagem. Além disso, a camada de ouro tem excelente soldabilidade e condutividade, o que é fundamental para aplicações de alta frequência e componentes de passo fino.
Em contrapartida, o HASL com revestimento de estanho-chumbo é mais macio. É mais suscetível ao crescimento de cristais, o que pode levar a curtos-circuitos elétricos e outros problemas.
5. Comparação da vida útil entre HASL vs ENIG
O ENIG tem um ciclo de vida mais longo, tornando-o a primeira escolha para aplicações médicas, aeroespaciais e automotivas. Tem uma vida útil de 12 a 18 meses. O HASL tem uma vida útil relativamente mais curta, podendo ser escolhido para aplicações de uso geral ou sensíveis ao custo. Sua vida útil é geralmente entre 6 e 12 meses.
6. Soldabilidade e resistência à corrosão
O ENIG oferece uma camada de ouro lisa e brilhante, que tem excelente soldabilidade. A camada de ouro também oferece proteção adicional para evitar a oxidação e garantir uma operação de longo prazo. O níquel protege contra danos causados por produtos químicos, fazendo com que dure mais tempo.
O HASL também pode ter boa soldabilidade, mas isso não é suficiente para componentes pequenos ou de passo fino. Sua superfície áspera é adequada para componentes THT. Em contraste com o ENIG, ele tem um nível mais baixo de resistência à corrosão. As superfícies HASL podem oxidar ou manchar, especialmente em ambientes úmidos e agressivos.
7. HASL vs ENIG têm variantes diferentes
Variantes do HASL
- HASL com chumbo – Ligas de solda comumente usadas que contêm estanho (63%) e chumbo (37%).
- HASL sem chumbo – Utiliza ligas de solda sem chumbo, normalmente estanho com pequenas quantidades de cobre ou prata, para substituir o chumbo.
Variantes ENIG
- ENEPIG (níquel químico, paládio químico e imersão em ouro) – Entre o ouro e o níquel, uma fina camada de paládio é depositada para impedir a corrosão do níquel.
- Ouro duro ENIG – Adicione uma camada espessa de ouro sobre o níquel. A dureza do ouro duro ENIG varia de 130 a 200 HK25.
- Ouro macio ENIG – Utiliza uma camada de ouro mais fina e macia, com uma dureza de cerca de 20-90 HK25.
8. ENIG vs HASL: Considerações ambientais
Atualmente, o impacto ambiental da fabricação de PCBs está recebendo cada vez mais atenção. O HASL tradicional contém chumbo no revestimento de estanho-chumbo, o que traz um impacto ambiental maior. Isso torna o HASL menos sustentável, especialmente para aplicações com requisitos ambientais rigorosos.
No entanto, o HASL sem chumbo e o ENIG estão em conformidade com a RoHS, não utilizando chumbo prejudicial. Assim, o ENIG é geralmente considerado uma opção mais ecológica, produzindo menos subprodutos perigosos durante a fabricação e o descarte.
HASL vs ENIG: Tabela de comparação rápida
| Aspecto | HASL | ENIG |
| Custo | Baixo, econômico para projetos com orçamento limitado | Alto, ideal para usos críticos e de alta confiabilidade |
| Composição | Solda de estanho-chumbo ou sem chumbo | Níquel e ouro |
| Nivelamento da superfície | Relativamente espessa e irregular | Excelente planicidade |
| Uniformidade da espessura | Inconsistente | Uniforme |
| Compatibilidade dos componentes | Menos adequado para componentes SMT de passo fino | Ideal para componentes de passo fino |
| Resistência à corrosão | Moderada | Excelente |
| Soldabilidade | Boa | Excelente |
| Compatibilidade sem chumbo | Boas opções sem chumbo disponíveis | Excelente |
| Adequação para ambientes adversos | Não recomendado para ambientes adversos | Alta tolerância a condições adversas |
| Vida útil | Mais curta, propensa à oxidação | Mais longa, a camada de ouro resiste à oxidação |
| Reparabilidade | Fácil de retrabalhar graças às propriedades da solda | A superfície de níquel duro dificulta o retrabalho |
| Ideal para | Eletrônica em geral, dispositivos de consumo | Aplicações aeroespaciais, médicas e de alto desempenho |
HASL e ENIG: quais são as vantagens e desvantagens?
Depois de aprender as 8 principais diferenças entre HASL vs ENIG, você agora deve ter uma compreensão mais profunda de cada opção. A seguir, vamos dar uma olhada nas seguintes vantagens e desvantagens para ajudá-lo a decidir qual acabamento de superfície melhor se adapta aos requisitos do seu PCB.
Prós do nivelamento por solda a ar quente
- Opção econômica: é uma das opções de acabamento mais econômicas, adequada para produção em massa ou projetos com orçamento limitado.
- Fácil retrabalho: os revestimentos de nivelamento por solda a ar quente são principalmente solda, o que os torna particularmente convenientes para retrabalho.
- Versatilidade de soldagem: o HASL é compatível com diferentes métodos de soldagem, como soldagem por refluxo, soldagem por onda, soldagem manual, etc.
Contras do nivelamento por solda a ar quente
- Superfície irregular: O revestimento HASL é relativamente espesso e irregular, o que pode dificultar a soldagem de componentes SMT de passo fino ou placas de alta densidade.
- Preocupações ambientais: O HASL com chumbo não está em conformidade com a norma RoHS, enquanto as alternativas sem chumbo têm um custo mais elevado.
- Suscetível à oxidação: com o tempo, a superfície de estanho-chumbo pode ficar vulnerável à oxidação. Assim, isso pode afetar muito a soldabilidade se as placas forem armazenadas por muito tempo.
Vantagens do níquel químico imersão em ouro
- Planicidade da superfície: O ENIG tem uma superfície plana superior. A fina camada de ouro oferece uma superfície ultraplana para estabelecer uma conexão confiável, o que é fundamental para pacotes BGA ou componentes de passo fino.
- Excelente soldabilidade: A camada de ouro é altamente soldável, o que pode formar juntas de solda fortes e confiáveis. Com superfície uniforme e espessura consistente, é mais fácil formar uma conexão robusta.
- Resistência à corrosão: A vida útil e a confiabilidade da placa de circuito impresso são aumentadas pela camada superior de ouro do ENIG, que protege o cobre e o níquel abaixo da oxidação e corrosão.
Contras do ouro por imersão em níquel químico
- Custo mais alto: com materiais caros (ouro e níquel) e um processo complexo, é óbvio que esse acabamento custa mais do que o HASL.
- Defeito Black Pad: Ocorre quando a camada de níquel é revestida incorretamente ou corrói, causando juntas de solda ruins ou outros problemas. A superfície de níquel afetada pode parecer preta. É por isso que esse fenômeno é chamado de Black Pad.
- Difícil de retrabalhar: A camada dura de níquel sob o ouro é propensa à corrosão sob altas temperaturas. Portanto, é difícil controlar a temperatura durante a etapa de reparo, tornando o retrabalho mais lento e mais caro em comparação com o HASL.
HASL vs ENIG: como decidir o acabamento certo para o PCB
Ao escolher entre HASL vs ENIG, você deve levar em consideração alguns fatores críticos para equilibrar o custo, o desempenho, a fabricação etc. Para ajudá-lo a tomar a melhor decisão, a tabela abaixo mostra os cenários em que cada acabamento tem melhor desempenho.
| Cenário | HASL | ENIG |
| Eletrônicos de consumo em geral (eletrodomésticos) | ✅ | ❌ |
| Usos altamente confiáveis (dispositivos aeroespaciais ou médicos) | ❌ | ✅ |
| Placas de alta densidade/componentes de passo fino | ❌ | ✅ |
| Ambientes adversos (alta umidade, propensos à corrosão) | ❌ | ✅ |
| Conformidade com a RoHS | ✅ (HASL sem chumbo) | ✅ |
| Projetos sensíveis ao custo | ✅ | ❌ |
| Sinais de alta frequência/alta velocidade | ❌ | ✅ |
| Vida útil prolongada | ❌ | ✅ |
| Produção rápida | ✅ | ❌ |
Principais conclusões:
- Para projetos de alto volume e orientados para os custos, em que é essencial uma resposta rápida, o HASL é a solução perfeita.
- O ENIG oferece confiabilidade superior e é preferido para aplicações de alta densidade, alta frequência ou ambientes adversos.
Conclusão
Em resumo, HASL vs ENIG são dois acabamentos de PCB comumente usados, cada um adequado para diferentes aplicações e requisitos. Ao escolher entre eles, é necessário considerar muitos fatores críticos. Como fabricante profissional de PCB e PCBA, podemos fornecer serviços completos, incluindo diferentes opções de acabamento de superfície de PCB. Não importa se é ENIG, HASL ou outros acabamentos, podemos oferecer uma solução especializada. Entre em contato conosco para iniciar o próximo projeto!
