Acabamento de
Superfície de PCB:
Capacidades de fabricação de PCB
O acabamento de superfície de PCB é necessário na fabricação de PCBs, atuando como uma cobertura protetora sobre o cobre exposto em uma PCB e uma superfície de soldagem à qual os componentes são soldados. Ele afeta diretamente a soldabilidade, a confiabilidade e a vida útil de suas placas. Na MOKOPCB, oferecemos diferentes opções de acabamento de superfície de PCB em conformidade com a RoHS, como HASL, ENIG, OSP, prata por imersão, etc., para atender a várias aplicações.
Acabamento de Superfície de PCB: O Que É e Por Que É Importante
O acabamento de superfície de PCB é um revestimento fino aplicado nas áreas de cobre expostas da placa de circuito impresso. O cobre nu é extremamente propenso à oxidação, e o acabamento de superfície de PCB protege o cobre contra danos ambientais e também permite que os componentes sejam soldados de forma confiável à placa no processo de montagem.
Ele forma a interface crítica entre a PCB e os componentes montados e influencia o desempenho e a longevidade do produto final. Um bom acabamento de superfície de PCB proporciona alta soldabilidade, fortalece a ligação intermetálica e aumenta a vida útil das PCBs.
7 Tipos Populares de Acabamento de Superfície de PCB
- HASL/HASL sem chumbo
Na fabricação de PCBs, o Hot Air Solder Leveling (HASL) é um acabamento de superfície de PCB amplamente utilizado. Ao longo desse procedimento, a PCB é coberta com solda fundida e o excesso de solda é removido usando facas de ar quente seletivas, formando assim uma camada de revestimento de solda para proteger o cobre exposto. Existem dois tipos de HASL, a saber, HASL tradicional e acabamento HASL sem chumbo. O primeiro é feito de liga de estanho-chumbo e o segundo é feito de ligas de solda em conformidade com a RoHS.
Prós:
Custo-benefício
Adequado para a maioria dos componentes
Boa proteção contra a oxidação do cobre
Compatível com processos de montagem padrão
Contras:
Superfície irregular
O HASL tradicional não é compatível com a RoHS
Risco de ponte de solda
Não é ideal para PCBs de alta densidade
- Prata por imersão
A prata por imersão é um acabamento de superfície de PCB sem chumbo, no qual uma fina película de prata é depositada nos traços de cobre de um PCB por uma reação química não eletrolítica. Isso ajuda a manter o cobre livre de oxidação, além de proporcionar boa soldabilidade.
Prós:
Excelente planicidade, ideal para componentes SMT e BGA
Desempenho elétrico superior
Em conformidade com a RoHS
Contras:
Propenso a manchas e corrosão por fluência
Vida útil mais curta em comparação com o ENIG
Requer armazenamento cuidadoso e controle ambiental
- Estanho por imersão
O estanho por imersão (ISn) é um revestimento metálico aplicado por meio de um processo de deslocamento não eletrolítico diretamente sobre o substrato de cobre das placas de circuito impresso. Essa camada de revestimento funciona como uma camada protetora para evitar a oxidação do cobre durante os períodos de armazenamento.
Prós:
Acabamento liso e plano
Funciona bem com encaixe por pressão
Mais acessível do que ENIG ou ENEPIG
Contras:
Suscetível à formação de cristais de estanho
Vida útil limitada
Difícil de medir a espessura do revestimento
- Níquel sem eletricidade e imersão em ouro (ENIG)
O ENIG é um acabamento de superfície de PCB comumente usado, no qual um revestimento de níquel é depositado sobre as almofadas de cobre por uma deposição química sem eletricidade e, em seguida, uma fina camada de ouro de imersão é revestida sobre ele.
Prós:
Ideal para componentes de passo fino e BGA
Excelente resistência à corrosão e durabilidade
Vem com longa vida útil
Contras:
Não é reutilizável
Custo mais elevado do que acabamentos básicos como HASL ou OSP
Risco de almofada preta se o processo não for bem controlado
- ENEPIG
O ENEPIG, também conhecido como níquel químico, paládio químico e imersão em ouro, é uma variação do ENIG. Neste caso, o paládio é aplicado como um revestimento protetor para evitar a oxidação do níquel e sua difusão para a superfície de cobre. Embora o ENIG e o ENEPIG sejam mais caros em comparação com outros acabamentos, eles oferecem excelente soldabilidade.
Prós:
Adequado para ligação e soldagem de fios
Forte resistência à corrosão e oxidação
Longa vida útil e alta confiabilidade
Contras:
Mais caro do que o ENIG e outros acabamentos
Requer controle rigoroso do processo
Aplicado principalmente em PCBs de alta tecnologia ou de missão crítica
- Ouro duro
O ouro duro, também conhecido como ouro eletrolítico, é uma camada de ouro aplicada sobre um revestimento de níquel. Ao contrário do ouro puro, o ouro duro é uma liga de ouro que contém níquel, cobalto ou ferro e é mais adequado para peças onde é mais provável que ocorra desgaste. A espessura necessária deste acabamento varia de acordo com a área de aplicação.
Prós:
Extremamente durável e resistente ao desgaste
Sem chumbo, em conformidade com a RoHS
Longa vida útil
Contras:
Caro devido à maior espessura do ouro utilizado
Envolve mais processamento
Utilizado apenas em algumas áreas selecionadas
- OSP
OSP (Organic Solderability Preservative) é uma fina camada de filme que é normalmente aplicada num processo de transporte. Aplica um composto orgânico à base de água, que se liga seletivamente ao cobre e proporciona um revestimento organometálico que protege o cobre antes da soldadura.
Prós:
Baixo custo e ecologicamente correto
Superfície plana para SMT de passo fino
Fácil de retrabalhar
Contras:
Baixa vida útil e baixa durabilidade em ambientes adversos
Não é adequado para PTH
Proteção limitada contra corrosão
Comparação de Acabamento de Superfície de PCB
| Acabamento da Superfície | Soldabilidade | Custo | Vida Útil | Planaridade | Conforme RoHS | Durabilidade | Resistência à Corrosão |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| HASL (Tradicional) | Boa | Baixo | Longa | Fraca (irregular) | Não | Boa | Boa |
| HASL sem Chumbo | Boa | Baixo | Longa | Fraca (irregular) | Sim | Boa | Boa |
| Prata de Imersão | Excelente | Médio | Curta | Excelente (plana) | Sim | Fraca | Fraca |
| Estanho de Imersão | Boa | Médio | Curta | Excelente (plana) | Sim | Regular | Regular |
| ENIG | Excelente | Alto | Longa | Excelente (plana) | Sim | Excelente | Excelente |
| ENEPIG | Excelente | Muito Alto | Longa | Excelente (plana) | Sim | Excelente | Excelente |
| Ouro Duro | Boa | Muito Alto | Longa | Boa | Sim | Excelente | Excelente |
| OSP | Boa | Muito Baixo | Muito Curta | Excelente (plana) | Sim | Fraca | Fraca |
Como Escolher o Acabamento de Superfície de PCB Certo para Seu Projeto?
A seleção do acabamento de superfície de PCB tem se tornado uma questão cada vez mais importante devido à crescente complexidade dos processos de montagem e à necessidade de atender a requisitos regulatórios, como RoHS e WEEE. A seleção do acabamento de superfície de PCB requer atenção a estes fatores principais:
1. Ambiente operacional
Fatores externos, como umidade, altas temperaturas ou materiais corrosivos, afetam sua decisão. Por exemplo, acabamentos em prata podem sofrer corrosão em condições de alta umidade.
2. Tensão mecânica e choque
Para aplicações que podem estar sujeitas a quedas frequentes, como smartphones, acabamentos com ligação de estanho-cobre são preferíveis à ligação de estanho-níquel, pois os primeiros podem minimizar o risco de fratura dos componentes. No entanto, o ENIG continua sendo um dos acabamentos de superfície de PCB mais populares, desde que esteja em um ambiente estável, como dispositivos médicos.
3. Requisitos de confiabilidade
Nos casos em que as consequências da falha do produto são significativas (por exemplo, aeroespacial, médico), acabamentos mais duráveis, como ENIG ou ENEPIG, são normalmente usados, embora tenham um custo mais alto.
4. Resistência à corrosão
Para ambientes adversos, use acabamentos resistentes à corrosão, como ENIG e ENEPIG, que oferecem proteção superior, enquanto OSP não é uma boa escolha neste caso.
5. Tipo e passo do componente
Componentes de passo fino ou BGA geralmente requerem superfícies muito planas, e ENIG ou prata por imersão são ideais para essas aplicações.
6. Planicidade da almofada para SMT/BGA
A planicidade garante juntas de solda uniformes, especialmente em BGAs. ENIG e ENEPIG proporcionam excelente coplanaridade, o que reduz defeitos de solda.
7. Considerações de custo
OSP e HASL são econômicos em produtos de uso em massa ou de consumo, enquanto ENIG é mais aplicável em dispositivos de alta confiabilidade.
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A seleção do acabamento de superfície de PCB correto tem um impacto crítico no desempenho, na confiabilidade e no custo do PCB. A MOKOPCB oferece várias soluções de acabamento de superfície de PCB adaptadas às necessidades exclusivas do seu projeto. Com uma vasta experiência acumulada na fabricação e montagem de PCBs, podemos orientá-lo durante todo o processo, desde a seleção do acabamento até a produção final.
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