¿Sabes cuántos tipos de procesos de tratamiento de superficie hay para PCBs? ¡Descubrámoslo juntos!

Aug 03, 2023

¿Sabes cuántos tipos de procesos de tratamiento de superficie existen para PCBs? ¡Descubrámoslo juntos!

Debido a la susceptibilidad del cobre a la oxidación en el aire, la presencia de óxido de cobre afecta significativamente la soldadura, lo que puede provocar problemas potenciales como falsa soldadura y unión inadecuada, lo que puede impedir la soldadura adecuada entre las almohadillas de la PCB y los componentes. Para mitigar estas preocupaciones, la fabricación de PCB incluye un paso crucial de aplicar un revestimiento o chapado protector en la superficie de la almohadilla para evitar la oxidación.

Actualmente, los fabricantes de PCB utilizan varios procesos de tratamiento de superficie, incluyendo Hot Air Solder Leveling (HASL), Inmersión en Estaño, Inmersión en Plata, Preservativo Orgánico de Soldadura (OSP), Níquel Inmersión Oro sin Electrólisis (ENIG) y Oro Electroplateado. Además, aplicaciones específicas pueden requerir tratamientos de superficie de PCB especializados.

Cada uno de estos procesos de tratamiento de superficie posee ventajas y desventajas distintas, así como costos y aplicabilidad variables para diferentes escenarios. Seleccionar el tratamiento más adecuado implica un equilibrio entre eficacia y rentabilidad. Es esencial comprender y aprovechar las fortalezas de cada técnica para optimizar el rendimiento de la PCB.

Ahora profundicemos en un análisis comparativo de estos procesos de tratamiento de superficie de PCB, examinando sus pros, contras y escenarios de aplicación adecuados.

1. Cobre desnudo:

Pros: bajo costo, superficie lisa, excelente capacidad de soldadura (en condiciones no oxidadas).

Contras: vulnerable a ácido y humedad, no se puede almacenar durante períodos prolongados después de desprecintar (dentro de las 2 horas) debido a la oxidación del cobre. No es adecuado para PCB de doble cara, ya que el segundo lado se oxida después de la primera soldadura por reflujo. Los puntos de prueba requieren pasta de soldadura adicional para evitar la oxidación y garantizar un buen contacto de la sonda.

2. Hot Air Solder Leveling (HASL):

Pros: costo relativamente bajo, excelente rendimiento de soldadura.

Contras: Inadecuado para soldar pines de paso fino y componentes pequeños debido a la mala planitud de la superficie. Propenso a producir perlas de soldadura durante el procesamiento de PCB, lo que puede causar cortocircuitos en los pines de componentes de paso fino. En procesos SMT de doble cara, el reflujo del segundo lado puede provocar la remelting del recubrimiento HASL, lo que resulta en superficies desiguales que afectan la soldadura.

3. Conservante de Soldadura Orgánico (OSP):

Pros: Conserva todas las ventajas de la soldadura de cobre desnudo, y las placas caducadas dentro de tres meses pueden ser reprocesadas una vez.

Contras: Susceptible a ácido y humedad. La soldadura de reflujo secundaria requiere un marco de tiempo específico, siendo la segunda soldadura generalmente inferior en resultados. Si se almacena durante más de tres meses, el tratamiento de superficie debe ser reaplicado. Después de abrir, OSP debe ser utilizado dentro de 24 horas. OSP actúa como una capa aislante, lo que requiere pasta de soldadura adicional para eliminar la capa OSP para pruebas eléctricas.

4. Níquel de Inmersión sin Electrólisis Oro (ENIG):

Pros: Resistente a la oxidación, permitiendo un almacenamiento prolongado. Proporciona una superficie lisa, adecuada para soldar pines de paso fino y componentes pequeños. Preferido para PCB con teclados. Puede someterse a múltiples procesos de soldadura de reflujo con un impacto mínimo en la soldabilidad. También se utiliza como material base para el alambre de conexión Chip On Board (COB).

Contras: Mayor costo, menor resistencia de soldadura debido al uso de níquel sin electrólisis, lo que lleva a posibles problemas de pad negro. La capa de níquel puede oxidarse con el tiempo, afectando la fiabilidad a largo plazo.

5. Plata de Inmersión:

Pros: La plata de inmersión es más rentable que el oro de inmersión. Es una excelente opción cuando el PCB requiere funcionalidad de conexión y reducción de costos. Con buena planitud de superficie y propiedades de contacto, la plata de inmersión es preferida en productos de comunicación, aplicaciones automotrices y periféricos de computadora. Encuentra aplicación en diseño de señales de alta velocidad y aplicaciones de señales de alta frecuencia. EMS (Servicios de Fabricación Electrónica) recomienda la plata de inmersión por su facilidad de ensamblaje y superior inspeccionabilidad.

Contras: Sin embargo, la plata de inmersión puede sufrir problemas como pérdida de lustre y vacíos de soldadura, lo que resulta en un crecimiento más lento (pero no en declive) en comparación con otros tratamientos de superficie.

6. Estaño electroplateado:

Pros: El estaño electroplateado surgió en los procesos de tratamiento de superficies hace alrededor de una década, impulsado por los requisitos de la producción automatizada. No introduce nuevos elementos durante la soldadura y es particularmente adecuado para los paneles de comunicación.

Cons: Fuera del período de almacenamiento del PCB, el estaño pierde su capacidad de soldadura, lo que requiere condiciones adecuadas de almacenamiento. Además, la presencia de carcinógenos en el proceso de recubrimiento de estaño ha llevado a restricciones en su uso.

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