El cobre desnudo se oxida en pocas horas, y el cobre oxidado no acepta la soldadura. El acabado superficial es un recubrimiento fino sobre los pads que mantiene el cobre apto para soldar hasta el montaje. También determina la planitud de los pads, que es importante para los componentes pequeños, y si la placa puede tener contactos o uniones por hilo.
Los acabados
HASL (hot air solder leveling). La placa se sumerge en soldadura fundida y el excedente se retira con aire caliente. Está disponible en versión de estaño-plomo y en versión sin plomo. Es económico y robusto, con buena soldabilidad y una vida útil larga. La superficie no es plana: los pads quedan abombados y los pads pequeños varían en espesor. No es una buena opción para componentes de paso fino ni para BGA. La placa pasa por una inmersión caliente, que la somete a esfuerzo y puede deformar una placa fina. El HASL sin plomo es necesario donde el plomo está restringido.
ENIG (electroless nickel immersion gold). Una capa de níquel, de pocos micrómetros de espesor, se deposita por vía química, y después una capa muy fina de oro, de una pequeña fracción de micrómetro, protege el níquel. La superficie es muy plana, por lo que es adecuada para paso fino y BGA, y tiene una vida útil larga. La soldadura se une al níquel; el oro se disuelve en la soldadura. Riesgo conocido: una mala calidad de la superficie del níquel en el proceso puede producir uniones débiles (a menudo llamado black pad). Un buen control del proceso lo evita. Cuesta más que el HASL o el OSP.
OSP (organic solderability preservative). Una película orgánica fina sobre el cobre que lo protege hasta la primera refusión y después se elimina por combustión. Es plano, económico y sin plomo. La vida útil es más corta que la de los acabados metálicos, y la película se daña con refusión repetida, por lo que es adecuado para placas que se montan poco después de la fabricación y se sueldan una o dos veces. El cobre desnudo queda expuesto en los puntos de prueba después del montaje, y la película es invisible, por lo que las marcas de manipulación son un riesgo.
Plata por inmersión. Una capa fina de plata depositada por desplazamiento. Es plana, adecuada para paso fino y adecuada a altas frecuencias. Se empaña en aire con azufre, por lo que necesita un embalaje y un almacenamiento cuidadosos y tiene una vida útil más corta. Su costo es moderado.
Estaño por inmersión. Una capa fina de estaño. Es plano, sin plomo y económico. El estaño sobre el cobre forma con el tiempo un compuesto que reduce la soldabilidad, por lo que la vida útil es limitada, y el estaño puede formar filamentos (pelos metálicos muy finos) en algunas condiciones. Se utiliza para conexiones press-fit y para algunos trabajos de paso fino.
ENEPIG (electroless nickel, electroless palladium, immersion gold). Similar al ENIG, con una capa de paladio entre el níquel y el oro. El paladio evita el fallo black pad y permite la unión por hilo además de la soldadura. Es plano y duradero; cuesta más que el ENIG.
Oro duro (níquel y oro electrochapados). Una capa de oro mucho más gruesa y dura, aplicada por electrochapado y aleada con un poco de cobalto o un elemento similar. Resiste el desgaste. Se utiliza para conectores de borde (dedos de oro) y pads de contacto que se conectan y desconectan. Por lo general se aplica solo en esas zonas, y un acabado distinto cubre el resto de la placa. Es caro y es una mala opción para pads de soldadura ordinarios.
- HASL: soldadura fundida nivelada con aire. El pad queda abombado, no plano.
- ENIG: una capa de níquel con una capa muy fina de oro encima. Plano.
- ENEPIG: níquel, una capa de paladio y después oro fino.
- OSP: una película orgánica sobre cobre desnudo. Muy fina e invisible.
- Plata o estaño por inmersión: una capa metálica fina y plana.
- Oro duro: níquel con una capa de oro mucho más gruesa, para contactos que se desgastan.
Comparación
| Acabado | Planitud | Paso fino y BGA | Vida útil | Clase de costo | Uso habitual |
|---|---|---|---|---|---|
| HASL (estaño-plomo) | Baja | No | Larga | Bajo | Agujero pasante sencillo y componentes más grandes, donde el plomo está permitido |
| HASL (sin plomo) | Baja | No | Larga | Bajo | Lo mismo, donde el plomo está restringido |
| ENIG | Muy buena | Sí | Larga | Medio a alto | Placas generales de paso fino, BGA, placas con contactos |
| OSP | Buena | Sí, si se suelda pronto | Corta | Bajo | Placas de consumo montadas con rapidez |
| Plata por inmersión | Buena | Sí | Media, sensible al almacenamiento | Medio | RF, paso fino |
| Estaño por inmersión | Buena | Sí | Limitada | Bajo a medio | Press-fit, algún paso fino |
| ENEPIG | Muy buena | Sí | Larga | Alto | Unión por hilo más soldadura, placas exigentes |
| Oro duro | Buena | No es un acabado de soldadura | Larga | Alto | Conectores de borde, contactos |
Las cifras de vida útil aquí son relativas. Las cifras reales varían según el fabricante y el embalaje, y por lo general se indican en meses; pida a la fábrica la cifra que aplica en su caso. Si las placas se almacenarán durante mucho tiempo antes del montaje, pregunte a la fábrica cómo almacenarlas.
La planitud es importante en paso fino. Un componente plano o una plantilla (stencil) toca un pad abombado solo en su punto más alto.
- Los pads HASL están abombados, y cada cúpula tiene su propia altura.
- El plano de un componente o de una plantilla (stencil) se apoya solo en la cúpula más alta.
- El ENIG es una capa fina de níquel y una capa de oro más fina: el pad se mantiene plano.
- Máscara entre pads, igual en ambas imágenes.
Cómo elegir
- Si no lo sabe, elija entre HASL sin plomo y ENIG. HASL para placas sencillas con componentes más grandes, ENIG para paso fino, BGA y placas donde la planitud de los pads es importante.
- Paso fino o BGA significa un acabado plano. ENIG, OSP, plata o estaño por inmersión, ENEPIG.
- Los dedos de oro significan oro duro en los dedos. Indíquelo e indique qué zonas.
- Una unión por hilo significa ENEPIG u otro acabado apto para unión por hilo.
- Una placa que esperará antes del montaje necesita un acabado duradero. ENIG y ENEPIG son las opciones seguras.
- Sin plomo donde se requiera. Si su producto está sujeto a restricciones sobre sustancias peligrosas, elija un acabado sin plomo. La normativa del producto define qué se necesita, y usted es responsable de ella.
- Mezclar acabados cuesta más. El oro duro selectivo en una placa con ENIG en el resto es una combinación habitual, pero cada combinación añade pasos.
Problemas frecuentes
- Uniones de soldadura débiles en ENIG. Es poco frecuente cuando el proceso está controlado; pida un informe del proceso si tiene un requisito de fiabilidad.
- Pads sin brillo o que no se mojan después del almacenamiento. Por lo general, oxidación o empañamiento por un almacenamiento largo o un mal embalaje.
- Soldadura irregular en pads HASL. Es un efecto del proceso y no un defecto; elija un acabado plano.
- Oro en la zona incorrecta. Describa las zonas de oro en el dibujo, no solo en una nota.
Cómo se refleja esto cuando usted pide aquí
Usted elige el acabado como una de las opciones, y el precio se ajusta en consecuencia. Los acabados disponibles se indican en la página de capacidades. La verificación puede detectar cuándo sus archivos necesitan un acabado que usted no pidió: por ejemplo, informa "un conector de borde (dedos de oro)" como característica encontrada cuando no está entre las opciones pedidas. Un ingeniero confirma cada pedido. Para los efectos relacionados sobre el precio, consulte Qué determina el precio de una PCBA.