Посібник з вибору обробки поверхні HASL проти ENIG

Вибір обробки поверхні відіграє ключову роль у визначенні функціональності, довговічності та надійності друкованої плати. Серед безлічі доступних варіантів, вирівнювання гарячим повітрям (HASL) та безструмове нікелеве золото (ENIG) виділяються як два найпоширеніші види обробки поверхні.

Що таке HASL (Hot Air Solder Leveling)

HASL передбачає покриття друкованої плати шаром олов’яно-свинцевого припою. Це досягається зануренням плати у ванну з розплавленим припоєм, а потім вирівнюванням надлишків припою за допомогою ножів з гарячим повітрям. Процес починається з підготовки друкованої плати, після чого наноситься припій, вирівнюється та охолоджується. Кожен крок має вирішальне значення для забезпечення однорідного та стабільного покриття.
Основною перевагою HASL є його чудова здатність до паяння, що робить його ідеальним для звичайних методів паяння. У порівнянні з іншими покриттями HASL є відносно недорогим і широко доступним, що робить його економічно ефективним рішенням для багатьох застосувань. Шар припою забезпечує хороший захист від окислення, сприяючи довговічності друкованої плати.

Що таке ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold)

ENIG передбачає нанесення тонкого шару нікелю, а потім дуже тонкого шару золота на мідну поверхню друкованої плати. Процес починається з очищення мідної поверхні, після чого відбувається хімічне осадження нікелю, а потім золота. Шар нікелю діє як бар’єр для міді та є поверхнею, до якої з’єднується припій, тоді як золото захищає нікель під час зберігання.
ENIG забезпечує дуже плоску поверхню, яка є важливою для монтажу компонентів поверхневого монтажу з дрібним кроком і для додатків, які вимагають високого рівня точності.
Золотий шар забезпечує чудовий захист від корозії, що робить ENIG надійним вибором для широкого діапазону середовищ.
Плоскість ENIG робить його придатним для друкованих плат із високою щільністю компонентів.

HASL проти ENIG

Довговічність і довговічність

HASL: відомий своєю міцністю шар припою в HASL забезпечує хороший захист від окислення, що сприяє подовженню терміну служби.
ENIG: шар золота в ENIG забезпечує чудову стійкість до корозії, що робить його надійним вибором для суворих умов.

Провідність і площинність поверхні

HASL: Хоча HASL забезпечує хорошу провідність, його площинність може відрізнятися, що може бути не ідеальним для компонентів з дуже дрібним кроком.
ENIG: ENIG забезпечує плоску поверхню, необхідну для високоточних застосувань, а його шарувата структура забезпечує надійну провідність.

Міркування щодо вартості

HASL: загалом це економічно ефективніше, головним чином завдяки менш складному процесу та дешевшим матеріалам.
ENIG: використання дорогоцінних металів, таких як золото, робить ENIG дорожчим. Однак його переваги можуть виправдати вартість у багатьох висококласних додатках.

Придатність застосування

HASL: підходить для загальної електроніки, де компоненти з дрібним кроком не є пріоритетними. Його економічна ефективність робить його ідеальним для великомасштабного виробництва.
ENIG: кращий у друкованих платах високої щільності та для застосувань, що вимагають точного розміщення компонентів, наприклад, у телекомунікаційних і медичних пристроях.

Екологічні та медичні міркування

HASL: традиційний HASL використовує свинець, що створює проблеми для навколишнього середовища та здоров’я. Доступні варіанти HASL без свинцю.
ENIG: він не містить свинцю, що робить його більш екологічним варіантом.

Відмінності в обробці процесів HASL і ENIG інженерами CAM

У процесі виробництва друкованих плат інженери CAM повинні звертати увагу на різні вимоги до процесу та деталі, коли мають справу з вирівнюванням поверхні гарячим повітрям (HASL) та хімічним нікелевим зануренням у золото (ENIG). Для процесу HASL конструкція контактних площадок повинна враховувати плинність та товщину припою, тому розміри контактних площадок зазвичай трохи більші, щоб забезпечити повне покриття припоєм. Крім того, через можливість зменшення розміру отвору контактної площадки під час процесу HASL необхідна відповідна компенсація розміру отвору. Вибір типу припою та контролю товщини має вирішальне значення; HASL зазвичай використовує свинцевий або безсвинцевий припій, при цьому товщина суворо контролюється, щоб забезпечити відповідність кінцевої товщини друкованої плати проектним вимогам. Інженери CAM повинні виконувати аналіз розподілу тепла, щоб уникнути негативного впливу на інші частини друкованої плати під час вирівнювання гарячим повітрям, і повинні звертати особливу увагу на площинність поверхні.

Ця сторінка пропонує пряме порівняння HASL та ENIG. Якщо ENIG вже вибрано, перегляньте варіанти обробки поверхні друкованої плати ENIG ; якщо інші варіанти обробки все ще можливі, порівняйте їх з варіантами обробки поверхні друкованої плати та вибором обробки поверхні друкованої плати Highleap.

Навпаки, для процесу ENIG конструкція колодок повинна враховувати товщину та однорідність золотого шару, причому розміри колодок, як правило, є точними. ENIG вимагає високої точності визначення розміру отвору, оскільки шар золота не змінює істотно розмір отвору після покриття. Що стосується вимог до процесу, ENIG використовує хімічне нікелювання та золоте покриття, а інженери CAM повинні переконатися, що необхідні типи хімічних речовин і концентрації чітко позначені у файлах із суворим контролем товщини покриття, щоб відповідати вимогам щодо електричних характеристик і стійкості до корозії. Під час перевірки файлів необхідно провести аналіз розподілу струму, щоб забезпечити рівномірне покриття та позначити критичні ділянки файлів, щоб забезпечити гладкість золотого шару.

У конструкції мостів панелі та паяної маски також є значні відмінності між цими двома процесами. Для процесу HASL конструкція панелі повинна враховувати розподіл термічної напруги, щоб уникнути викривлення або деформації друкованої плати внаслідок теплового розширення, а конструкція країв повинна враховувати видалення задирок і перетікання припою. У конструкції моста з паяльною маскою ширину моста потрібно відповідно розширити, щоб запобігти затіканню припою під міст під час вирівнювання, що спричиняє замикання. Для процесу ENIG конструкція панелі повинна забезпечувати рівномірне гальванічне покриття та хорошу циркуляцію розчину для покриття, щоб уникнути нерівномірної товщини покриття або утворення бульбашок. Процес ENIG дозволяє мати меншу ширину перемичок паяльної маски, оскільки процес хімічного золотистого покриття не включає потік припою, що забезпечує менший відстань між перемичками, що покращує щільність друкованої плати та інтеграцію. Розуміння цих відмінностей допомагає інженерам CAM краще підготувати та перевірити файли, забезпечуючи плавний процес виробництва друкованої плати.

Для планування виробництва також корисно порівняти цю тему з виготовленням друкованих плат із зануренням у золото та радіочастотних друкованих плат, перш ніж остаточно визначитися з пакетом виготовлення або складання.