Acabamento de superfície de placa de circuito impresso
O acabamento de superfície é uma interface central entre os componentes e a placa PCB nua. Em primeiro lugar, pode evitar a oxidação de vestígios de cobre expostos. Em segundo lugar, cria uma superfície para soldar componentes ao PCB. Ambos garantem boa soldabilidade e propriedades elétricas do PCB. Existem vários tipos de acabamento superficial, portanto, é necessário selecionar o adequado para atender às necessidades do cliente. Ao escolher o tipo de acabamento superficial, os seguintes fatores precisam ser considerados: custo, sem chumbo, produtividade, tipo de componente e material ecologicamente correto.
Figura 1: O acabamento da superfície do PCB
Imersão em níquel químico (ENIG)
ENIG, como um revestimento metálico de dupla camada de níquel e ouro, é atualmente o tipo de acabamento de superfície mais popular na indústria. A camada de níquel atua como uma barreira entre a superfície de cobre e a superfície de solda do componente. A camada de ouro é usada para proteger a camada de níquel durante o armazenamento, bem como para fornecer uma forte soldabilidade. Comparado a outros tipos de acabamento de superfície, o ENIG é adequado para colagem e revestimento de furos passantes (PTH), tem uma longa vida útil e fornece a superfície soldável mais plana. É livre de chumbo, mas caro devido ao processo complicado e à propriedade não retrabalhável.
Figura 2: Imersão em Níquel Não Eletrônico (ENIG)
Estanho de imersão (I-Tin)
O acabamento da superfície do I-Tin é mergulhar a placa de circuito em alguns banhos químicos para produzir a melhor adesão do estanho e o nivelamento ideal. Esta tecnologia é muito promissora, pois a solda é baseada em estanho, e a camada de estanho pode ser combinada com qualquer tipo de solda. O I-Tin é isento de chumbo, econômico, retrabalhável e adequado para produtos de passo fino. No entanto, não é bom para vários processos de montagem e furos passantes revestidos (PTH), requer manuseio sensível e tem a possibilidade de danificar a máscara de solda. Podem aparecer bigodes de estanho, levando a curtos-circuitos.
Figura 3: Estanho de imersão (I-Tin)
Conservante de soldabilidade orgânico (OSP)
Ao contrário de outros tipos de acabamento de superfície, o OSP atua como uma barreira entre o circuito de cobre e o ar. Em outras palavras, OSP é formar quimicamente um filme orgânico na superfície de cobre nua limpa antes de soldar. É isento de chumbo, cria uma superfície coplanar e possui um processo simples com baixa manutenção do equipamento. Existem também algumas desvantagens, como o curto prazo de validade e a possibilidade de exposição do cobre durante a montagem final.
Nivelamento de solda por ar quente sem chumbo (HASL)
Neste tipo de acabamento superficial, a placa PCB recebe um revestimento de fluxo e passa por um banho de solda de estanho fundido, que é removido por facas de ar quente. Existem dois tipos principais de HASL, um é o HASL de chumbo e outro é o HASL sem chumbo. O HASL já foi favorecido pela indústria, mas não é ecologicamente correto. As vantagens do HASL são de baixo custo e amplamente disponíveis com excelente vida útil. No entanto, suas desvantagens não podem ser ignoradas. Embora o sem chumbo seja ecologicamente correto, ele cria uma superfície irregular, o que não é aceitável para componentes de passo fino. No processo de HASL com chumbo e sem chumbo, a placa PCB é exposta a alta temperatura, o que pode criar um alto estresse térmico na placa. O HASL também não é adequado para furos passantes revestidos (PTH).
Figura 4: O Processo de Fabricação HASL
Chapeamento de Ouro Duro
O revestimento de ouro duro, conhecido como galvanizado, é um dos tipos de acabamento de superfície caros. Devido ao seu alto custo, à complexidade do processo e à baixa capacidade de soldagem, geralmente é aplicado a áreas de alto desgaste, como conectores de borda, em vez de áreas soldáveis. Ao contrário do ENIG, a espessura da camada de ouro pode variar de acordo com a necessidade do cliente. Outros méritos do acabamento de superfície de ouro duro incluem a formação de uma superfície plana, excelente durabilidade e longa vida útil.
Ouro de imersão em paládio não eletrolítico de níquel (ENEPIG)
ENEPIG, como um revestimento metálico de camada tripla de níquel, paládio e ouro, é um tipo de acabamento de superfície comparativamente novo. Ao contrário do ENIG, possui uma camada adicional de paládio como camada de resistência para evitar a oxidação e difusão do níquel para a camada de cobre. ENIG é propício a um mecanismo de processo simples e resistência a altas temperaturas, mas O ENEPIG apresenta vários ciclos de refluxo excepcionais e recursos confiáveis de ligação de fios. Ambos ENIG e ENEPIG são caros porque fornecem a mais alta soldabilidade para o PCB. ENEPIG é ligável e muito adequado para aplicações de alta frequência com espaçamento limitado. Além disso, não apresenta riscos de corrosão e black pad, e possui excelente vida útil e juntas de solda. A figura abaixo mostra os diferentes processos de fabricação da ENIG e da ENEPIG.
Figura 5: Processos de Fabricação da ENIG e ENEPIG
Prata de imersão (I-Ag)
I-Ag é um tipo de acabamento de superfície comparativamente estável com um prazo de validade moderado. Para revestimentos de películas finas e embalagens planas, pode ser um bom substituto para ENIG. Não contém chumbo, é econômico e é perfeito para aplicações de PCB de alta velocidade. No entanto, é sensível aos contaminantes circundantes, o que pode levar a problemas de mancha. Ele também tem o bigode prateado e problemas de alto coeficiente de atrito.
Referência:
https://www.youtube.com/watch?v=bq5_74bEU7k&ab_channel=ICAPEGROUP
https://www.epectec.com/articles/pcb-surface-finish-advantages-and-disadvantages.html
https://www.pcbcart.com/article/content/surface-finish-intro-and-comparision.html