Руководство по выбору типа отделки поверхности HASL против ENIG

Выбор чистота поверхности играет ключевую роль в определении функциональности, долговечности и надежности печатной платы. Среди множества доступных вариантов, выравнивание припоя горячим воздухом (HASL) и химическое никелирование с последующим золочением (ENIG) выделяются как два наиболее распространенных способа обработки поверхности.

Что такое HASL (выравнивание припоем горячим воздухом)

HASL предполагает покрытие печатной платы слоем оловянно-свинцового припоя. Это достигается путем погружения платы в ванну с расплавленным припоем, а затем выравнивания излишков припоя с помощью ножей с горячим воздухом. Процесс начинается с подготовки печатной платы, за которой следует нанесение припоя, выравнивание и охлаждение. Каждый шаг имеет решающее значение для обеспечения равномерного и однородного покрытия.
Основным преимуществом HASL является его превосходная паяемость, что делает его идеальным для традиционных методов пайки. По сравнению с другими покрытиями, HASL относительно недорог и широко доступен, что делает его экономически эффективным решением для многих применений. Слой припоя обеспечивает хорошую защиту от окисления, способствуя долговечности печатной платы.

Что такое ENIG (электрическое никель-иммерсионное золото)

ENIG предполагает нанесение тонкого слоя никеля, а затем очень тонкого слоя золота на медную поверхность печатной платы. Процесс начинается с очистки медной поверхности, за которой следует химическое осаждение никеля, а затем золота. Слой никеля действует как барьер для меди и представляет собой поверхность, к которой прикрепляется припой, а золото защищает никель во время хранения.
ENIG обеспечивает очень плоскую поверхность, что важно для монтажа компонентов поверхностного монтажа с малым шагом и для применений, требующих высокого уровня точности.
Золотой слой обеспечивает превосходную защиту от коррозии, что делает ENIG надежным выбором для широкого спектра сред.
Плоскость ENIG делает его подходящим для печатных плат с высокой плотностью компонентов.

HASL против ENIG

Прочность и долговечность

HASL: Слой припоя HASL, известный своей прочностью, обеспечивает хорошую защиту от окисления, что способствует увеличению срока хранения.
ENIG: Золотой слой ENIG обеспечивает превосходную устойчивость к коррозии, что делает его надежным выбором для суровых условий эксплуатации.

Проводимость и плоскостность поверхности

HASL: Хотя HASL обеспечивает хорошую проводимость, плоскостность его поверхности может варьироваться, что может быть не идеально для компонентов с очень мелким шагом.
ENIG: ENIG обеспечивает плоскую поверхность, необходимую для высокоточных применений, а его слоистая структура обеспечивает надежную проводимость.

Стоимость соображений

HASL: Как правило, это более рентабельно, во многом благодаря менее сложному процессу и более дешевым материалам.
ENIG: Использование драгоценных металлов, таких как золото, делает ENIG более дорогим. Однако его преимущества могут оправдать стоимость во многих высокопроизводительных приложениях.

Применимость

HASL: Подходит для общей электроники, где компоненты с мелким шагом не являются приоритетом. Его экономичность делает его идеальным для крупномасштабного производства.
ENIG: Предпочтителен для печатных плат высокой плотности и для приложений, требующих точного размещения компонентов, например, в телекоммуникационных и медицинских устройствах.

Вопросы окружающей среды и здоровья

HASL: Традиционный HASL использует свинец, что создает проблемы для окружающей среды и здоровья. Доступны бессвинцовые варианты HASL.
ENIG: Он не содержит свинца, что делает его более экологически чистым.

Различия в обработке процессов HASL и ENIG инженерами CAM

В процессе производства печатных плат CAM-инженеры необходимо обращать внимание на различные требования и детали процесса при работе с отделкой поверхности пайкой горячим воздухом (HASL) и химическим никель-иммерсионным золотом (ENIG). Для процесса HASL при проектировании площадок необходимо учитывать расход и толщину припоя, поэтому размеры площадок обычно немного больше, чтобы обеспечить полное покрытие припоем. Кроме того, из-за возможности уменьшения размера отверстия в процессе HASL необходима соответствующая компенсация размера отверстия. Выбор типа припоя и контроля толщины имеет решающее значение; HASL обычно использует этилированный или бессвинцовый припой, толщина которого строго контролируется, чтобы конечная толщина печатной платы соответствовала проектным спецификациям. Инженерам CAM необходимо выполнить анализ распределения тепла, чтобы избежать неблагоприятного воздействия на другие части печатной платы во время выравнивания горячим воздухом, и уделять особое внимание плоскостности поверхности.

На этой странице представлено прямое сравнение HASL и ENIG. Если ENIG уже выбран, ознакомьтесь с информацией на следующей странице. ENIG PCB отделка поверхностиЕсли возможны другие варианты отделки, сравните с Варианты отделки поверхности печатной платы и Highleap выбор способа обработки поверхности печатной платы.

Напротив, для процесса ENIG при проектировании контактных площадок необходимо учитывать толщину и однородность золотого слоя, при этом размеры контактных площадок обычно должны быть точными. ENIG требует высокой точности определения размера отверстия, поскольку слой золота не меняет существенно размер отверстия после покрытия. Что касается технологических требований, ENIG использует химическое никелирование и золотое покрытие, и инженеры CAM должны гарантировать, что требуемые химические типы и концентрации четко отмечены в файлах, со строгим контролем толщины покрытия для удовлетворения требований по электрическим характеристикам и коррозионной стойкости. При проверке файлов необходимо провести анализ распределения тока для обеспечения равномерности покрытия и отметить критические места в файлах для обеспечения гладкости золотого слоя.

При проектировании панельизации и перемычек паяльной маски между этими двумя процессами также существуют существенные различия. Для процесса HASL при проектировании панели необходимо учитывать распределение термических напряжений, чтобы избежать коробления или деформации печатной платы из-за теплового расширения, а при проектировании кромок необходимо учитывать удаление заусенцев и перелив припоя. В конструкции перемычки с паяльной маской ширина перемычки должна быть соответствующим образом увеличена, чтобы предотвратить затекание припоя под перемычку во время выравнивания, вызывающее замыкание. Для процесса ENIG конструкция панели должна обеспечивать равномерную гальванизацию и хорошую циркуляцию гальванического раствора, чтобы избежать неравномерной толщины покрытия или образования пузырьков. Процесс ENIG позволяет использовать более узкие перемычки паяльной маски, поскольку процесс химического золочения не требует растекания припоя, что позволяет уменьшить расстояние между перемычками, что улучшает плотность и интеграцию печатной платы. Понимание этих различий помогает инженерам CAM лучше готовить и проверять файлы, обеспечивая бесперебойный процесс производства печатных плат.

Для планирования производства также полезно сравнить эту тему с... печатная плата с иммерсионным золотом и Изготовление печатных плат ВЧ перед окончательным оформлением пакета для изготовления или сборки.