Guide de sélection des finitions de surface HASL et ENIG

Le choix de la finition de surface est déterminant pour la fonctionnalité, la durée de vie et la fiabilité des circuits imprimés. Parmi les nombreuses options disponibles, le nivellement par brasage à air chaud (HASL) et le nickelage chimique par immersion à l'or (ENIG) sont deux des finitions les plus couramment utilisées.

Qu'est-ce que le HASL (nivellement de soudure à air chaud)

HASL consiste à recouvrir le PCB d’une couche de soudure étain/plomb. Ceci est réalisé en plongeant la carte dans un bain de soudure fondu, puis en nivelant l'excédent de soudure à l'aide de couteaux à air chaud. Le processus commence par la préparation du PCB, suivi de l'application de la soudure, du nivellement et du refroidissement. Chaque étape est cruciale pour garantir un revêtement uniforme et homogène.
Le principal avantage du HASL est son excellente soudabilité, ce qui le rend idéal pour les techniques de brasage conventionnelles. Comparé à d’autres finitions, le HASL est relativement peu coûteux et largement disponible, ce qui en fait une solution rentable pour de nombreuses applications. La couche de soudure offre une bonne protection contre l'oxydation, contribuant à la longévité du PCB.

Qu'est-ce que l'ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold)

ENIG consiste à appliquer une fine couche de nickel suivie d'une très fine couche d'or sur la surface en cuivre d'un PCB. Le processus commence par le nettoyage de la surface du cuivre, suivi du dépôt chimique du nickel puis de l'or. La couche de nickel agit comme une barrière contre le cuivre et constitue la surface à laquelle la soudure se liera, tandis que l'or protège le nickel pendant le stockage.
ENIG offre une surface très plane, essentielle pour le montage de composants montés en surface à pas fin et pour les applications nécessitant un haut niveau de précision.
La couche d'or offre une protection supérieure contre la corrosion, faisant d'ENIG un choix durable pour un large éventail d'environnements.
La planéité d'ENIG le rend adapté aux PCB avec une densité de composants élevée.

HASL contre ENIG

Durabilité et longévité

HASL : Connue pour sa robustesse, la couche de soudure du HASL offre une bonne protection contre l'oxydation, contribuant à une durée de conservation plus longue.
ENIG : La couche d'or d'ENIG offre une excellente résistance à la corrosion, ce qui en fait un choix durable pour les environnements difficiles.

Conductivité et planéité de la surface

HASL : Bien que le HASL offre une bonne conductivité, sa planéité de surface peut varier, ce qui peut ne pas être idéal pour les composants à pas très fin.
ENIG : ENIG excelle dans la fourniture d'une surface plane, essentielle pour les applications de haute précision, et sa structure en couches garantit une conductivité fiable.

Considérations de coûts

HASL : Il est généralement plus rentable, en grande partie grâce à son processus moins complexe et à ses matériaux moins chers.
ENIG : L’utilisation de métaux précieux comme l’or rend ENIG plus cher. Cependant, ses avantages peuvent justifier son coût dans de nombreuses applications haut de gamme.

Adéquation de l'application

HASL : convient à l'électronique générale où les composants à pas fin ne sont pas une priorité. Sa rentabilité le rend idéal pour une production à grande échelle.
ENIG : préféré dans les PCB haute densité et pour les applications nécessitant un placement précis des composants, comme dans les télécommunications et les dispositifs médicaux.

Considérations environnementales et sanitaires

HASL : Le HASL traditionnel utilise du plomb, ce qui pose des problèmes environnementaux et sanitaires. Des options HASL sans plomb sont disponibles.
ENIG : Il est sans plomb, ce qui en fait une option plus respectueuse de l'environnement.

Différences dans la gestion des processus HASL et ENIG par les ingénieurs CAM

Lors de la fabrication de circuits imprimés, les ingénieurs FAO doivent prendre en compte les différentes exigences et détails du processus, notamment pour les finitions de surface par brasage à air chaud (HASL) et par nickelage chimique à l'or par immersion (ENIG). Pour le procédé HASL, la conception des pastilles doit tenir compte du flux et de l'épaisseur de la brasure ; leurs dimensions sont donc généralement légèrement supérieures afin de garantir une couverture complète. De plus, la taille des trous des pastilles pouvant être réduite lors du procédé HASL, une compensation appropriée est nécessaire. Le choix du type de brasure et le contrôle de son épaisseur sont cruciaux ; le procédé HASL utilise généralement une brasure avec ou sans plomb, dont l'épaisseur est rigoureusement contrôlée pour garantir que l'épaisseur finale du circuit imprimé soit conforme aux spécifications. Les ingénieurs FAO doivent effectuer une analyse de la distribution thermique afin d'éviter tout impact négatif sur les autres composants du circuit imprimé pendant le brasage à air chaud et veiller particulièrement à la planéité de la surface.

Cette page compare directement les finitions HASL et ENIG. Si vous avez déjà choisi ENIG, consultez la section dédiée à la finition de surface des circuits imprimés ENIG ; si d’autres finitions sont possibles, comparez-les aux options de finition de surface disponibles et à la sélection de finitions de surface proposée par Highleap.

En revanche, pour le procédé ENIG, la conception des tampons doit prendre en compte l'épaisseur et l'uniformité de la couche d'or, les tailles des tampons étant généralement précises. ENIG nécessite une grande précision dans la taille des trous, car la couche d'or ne modifie pas de manière significative la taille des trous après la couverture. En termes d'exigences de processus, ENIG utilise le placage chimique au nickel et à l'or, et les ingénieurs CAM doivent s'assurer que les types et concentrations chimiques requis sont clairement marqués dans les fichiers, avec un contrôle strict de l'épaisseur du placage pour répondre aux exigences de performances électriques et de résistance à la corrosion. Lors de la vérification des fichiers, il est nécessaire d'effectuer une analyse de la distribution du courant pour garantir un placage uniforme et de marquer les zones critiques dans les fichiers pour garantir la douceur de la couche d'or.

Dans la conception des ponts de panélisation et de masque de soudure, il existe également des différences significatives entre les deux processus. Pour le processus HASL, la conception des panneaux doit prendre en compte la répartition des contraintes thermiques pour éviter la déformation ou la déformation du PCB due à la dilatation thermique, et la conception des bords doit prendre en compte l'ébavurage et le débordement de soudure. Dans la conception du pont à masque de soudure, la largeur du pont doit être élargie de manière appropriée pour empêcher la soudure de couler sous le pont pendant le nivellement, provoquant des courts-circuits. Pour le processus ENIG, la conception des panneaux doit garantir une galvanoplastie uniforme et une bonne circulation de la solution de placage pour éviter une épaisseur de placage inégale ou des bulles piégées. Le processus ENIG permet des largeurs de pont de masque de soudure plus étroites puisque le processus de placage chimique à l'or n'implique pas de flux de soudure, ce qui permet un espacement des ponts plus serré, ce qui améliore la densité et l'intégration des PCB. Comprendre ces différences aide les ingénieurs FAO à mieux préparer et vérifier les fichiers, garantissant ainsi un processus de fabrication de PCB fluide.

Pour la planification de la production, il est également utile de comparer ce sujet avec la fabrication de circuits imprimés à immersion or et de circuits imprimés RF avant de finaliser le processus de fabrication ou d'assemblage.