Acabado superficial de PCB
El acabado superficial de PCB es necesario en la fabricación de PCB, ya que actúa como una cubierta protectora sobre el cobre expuesto en una PCB y como superficie de soldadura a la que se sueldan los componentes. Afecta directamente a la soldabilidad, la fiabilidad y la vida útil de sus placas. En MOKOPCB, ofrecemos diferentes opciones de acabado superficial que cumplen con la normativa RoHS, como HASL, ENIG, OSP, plata por inmersión, etc., para adaptarnos a diversas aplicaciones.
Acabado superficial de PCB: qué es y por qué es importante
El acabado superficial de PCB es una fina capa que se aplica sobre las áreas de cobre expuestas de la placa de circuito impreso. El cobre desnudo es extremadamente propenso a la oxidación, y el acabado superficial protege el cobre contra los daños ambientales y también permite que los componentes se suelden de forma fiable a la placa en el proceso de montaje.
Constituye la interfaz crítica entre la PCB y los componentes montados, e influye en el rendimiento y la longevidad del producto final. Un buen acabado superficial proporciona una alta soldabilidad, refuerza la unión intermetálica y aumenta la vida útil de las PCB.
7 tipos populares de acabado superficial de PCB
- HASL/HASL sin plomo
En la fabricación de PCB, el nivelado de soldadura con aire caliente (HASL) es un acabado superficial de PCB muy utilizado. A lo largo de este procedimiento, la PCB se recubre con soldadura fundida y el exceso de soldadura se elimina mediante cuchillas de aire caliente selectivas, con lo que se forma una capa de recubrimiento de soldadura para proteger el cobre expuesto. Hay dos tipos de HASL: el HASL tradicional y el HASL sin plomo. El primero está hecho de aleación de estaño y plomo y el segundo está hecho de aleaciones de soldadura que cumplen con la normativa RoHS.
Ventajas:
- Rentable
- Adecuado para la mayoría de los componentes
- Buena protección contra la oxidación del cobre
- Compatible con los procesos de montaje estándar
Inconvenientes:
- Superficie irregular
- El HASL tradicional no cumple con la normativa RoHS
- Riesgo de puentes de soldadura
- No es ideal para PCB de alta densidad
- Plata por inmersión
La plata por inmersión es un acabado superficial de PCB sin plomo en el que se deposita una fina película de plata sobre las pistas de cobre de una PCB mediante una reacción química no electrolítica. Esto ayuda a mantener el cobre libre de oxidación y proporciona una buena soldabilidad.
Ventajas:
- Excelente planitud, ideal para componentes SMT y BGA
- Rendimiento eléctrico superior
- Cumple con la normativa RoHS
Inconvenientes:
- Propenso al deslustre y a la corrosión por arrastre
- Vida útil más corta en comparación con ENIG
- Requiere un almacenamiento cuidadoso y un control ambiental
- Inmersión en estaño
El estaño por inmersión (ISn) es un acabado superficial de PCB que se aplica mediante un proceso de desplazamiento no electrolítico directamente sobre el sustrato de cobre de las placas de circuito impreso. Esta capa de recubrimiento funciona como una capa protectora para evitar la oxidación del cobre durante los periodos de almacenamiento.
Ventajas:
- Acabado liso y plano
- Funciona bien con el ajuste a presión
- Más asequible que el ENIG o el ENEPIG
Inconvenientes:
- Susceptible a la formación de bigotes de estaño
- Vida útil limitada
- Difícil de medir el espesor del recubrimiento.
- Níquel químico y oro por inmersión (ENIG)
El acabado ENIG es un acabado superficial de PCB de uso común en el que se deposita una capa de níquel sobre las almohadillas de cobre mediante una deposición química sin electricidad y, a continuación, se recubre con una fina capa de oro por inmersión.
Ventajas:
- Ideal para componentes de paso fino y BGA.
- Excelente resistencia a la corrosión y durabilidad.
- Larga vida útil.
Desventajas:
- No se puede reelaborar
- Coste más elevado que los acabados básicos como HASL u OSP
- Riesgo de almohadillas negras si el proceso no se controla bien
- ENEPIG
El ENEPIG, también conocido como níquel químico, paladio químico y oro de inmersión, es un acabado superficial de PCB avanzado y una variante del ENIG. En este caso, se aplica paladio como recubrimiento protector para evitar la oxidación del níquel y su difusión a la superficie de cobre. Aunque ENIG y ENEPIG son más caros en comparación con otros acabados, proporcionan una excelente soldabilidad.
Ventajas:
- Adecuado para la unión y soldadura de cables
- Fuerte resistencia a la corrosión y la oxidación
- Larga vida útil y alta fiabilidad
Inconvenientes:
- Más caro que ENIG y otros acabados
- Requiere un control estricto del proceso
- Se aplica principalmente en PCB de alta gama o de misión crítica
- Oro duro
El oro duro, también conocido como oro electrolítico, es una capa de oro que se aplica sobre un recubrimiento de níquel. A diferencia del oro puro, el oro duro es una aleación de oro que contiene níquel, cobalto o hierro, y es más adecuado para piezas en las que es más probable que se produzca desgaste. El espesor requerido de este acabado varía en función de su área de aplicación.
Ventajas:
- Extremadamente duradero y resistente al desgaste
- Sin plomo, cumple con la normativa RoHS
- Larga vida útil.
Desventajas:
- Costoso debido al mayor espesor del oro utilizado.
- Implica más procesamiento.
- Solo se utiliza en algunas áreas seleccionadas.
- OSP
El OSP (conservante orgánico de soldabilidad) es una fina capa de película que normalmente se aplica en un proceso de transporte. Se aplica un compuesto orgánico a base de agua, que se une selectivamente al cobre y proporciona un recubrimiento organometálico que protege el cobre antes de la soldadura.
Ventajas:
- Bajo coste y respetuoso con el medio ambiente
- Superficie plana para SMT de paso fino
- Fácil de reelaborar
Inconvenientes:
- Corta vida útil y poca durabilidad en entornos difíciles
- No apto para PTH
- Protección limitada contra la corrosión
Comparación de acabados superficiales de PCB
| Acabado superficial | Soldabilidad | Costo | Vida útil | Planaridad | Cumple con RoHS | Durabilidad | Resistencia a la corrosión |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| HASL (Tradicional) | Buena | Bajo | Larga | Mala (irregular) | No | Buena | Buena |
| HASL sin plomo | Buena | Bajo | Larga | Mala (irregular) | Sí | Buena | Buena |
| Inmersión en plata | Excelente | Medio | Corta | Excelente (plana) | Sí | Pobre | Pobre |
| Inmersión en estaño | Buena | Medio | Corta | Excelente (plana) | Sí | Regular | Regular |
| ENIG | Excelente | Alto | Larga | Excelente (plana) | Sí | Excelente | Excelente |
| ENEPIG | Excelente | Muy alto | Larga | Excelente (plana) | Sí | Excelente | Excelente |
| Oro duro | Buena | Muy alto | Larga | Buena | Sí | Excelente | Excelente |
| OSP | Buena | Muy bajo | Muy corta | Excelente (plana) | Sí | Pobre | Pobre |
¿Cómo elegir el acabado superficial adecuado para su proyecto de PCB?
La selección del acabado superficial de las PCB se ha convertido en una cuestión cada vez más importante debido a la creciente complejidad de los procesos de montaje y a la necesidad de cumplir requisitos normativos como RoHS y WEEE. La selección del acabado superficial de una PCB requiere prestar atención a estos factores principales:
- Entorno operativo
Factores externos como la humedad, las altas temperaturas o los materiales corrosivos influyen en su decisión. Por ejemplo, los acabados plateados pueden sufrir corrosión en condiciones de alta humedad.
- Tensión mecánica y golpes
Para aplicaciones que pueden estar sujetas a caídas frecuentes, como los teléfonos inteligentes, se prefieren los acabados superficiales con una unión de estaño-cobre a los de estaño-níquel, ya que los primeros pueden minimizar el riesgo de fractura de los componentes. Sin embargo, el ENIG sigue siendo uno de los acabados más populares siempre que se utilice en un entorno estable, como los dispositivos médicos.
- Requisitos de fiabilidad
En los casos en que las consecuencias de un fallo del producto son importantes (por ejemplo, en el sector aeroespacial o médico), se suelen utilizar acabados más duraderos, como ENIG o ENEPIG, aunque su coste es más elevado.
- Resistencia a la corrosión
Para entornos difíciles, utilice acabados resistentes a la corrosión, como ENIG y ENEPIG, que ofrecen una protección superior, mientras que OSP no es una buena opción en este caso.
- Tipo de componente y paso
Los componentes de paso fino o BGA suelen requerir superficies muy planas, y ENIG o plata por inmersión son ideales para estas aplicaciones.
- Planitud de la almohadilla para SMT/BGA
La planitud garantiza juntas de soldadura uniformes, especialmente en BGA. ENIG y ENEPIG proporcionan una gran coplanaridad que reduce los defectos de soldadura.
- Consideraciones de coste
OSP y HASL son rentables en productos de uso masivo o de consumo, mientras que ENIG es más aplicable en dispositivos de alta fiabilidad.
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La selección del acabado superficial correcto tiene un impacto crítico en el rendimiento, la fiabilidad y el coste de las PCB. MOKOPCB ofrece múltiples soluciones de acabado superficial adaptadas a las necesidades únicas de su proyecto. Gracias a nuestra amplia experiencia en la fabricación y el montaje de PCB, podemos guiarle a lo largo de todo el proceso, desde la selección del acabado superficial hasta la producción final.
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