Acabado superficial de PCB

¿Qué es el tratamiento superficial del PCB?

PCB el acabado superficial es un paso clave en el postprocesamiento durante la producción de placas base de PCB. Se refiere al depósito de un recubrimiento funcional uniforme y denso sobre la superficie de la capa de cobre desnudo del PCB mediante métodos químicos, físicos o electroquímicos. Su función principal es resolver los problemas derivados de la tendencia del cobre expuesto a la oxidación y su baja soldabilidad, adaptándose al mismo tiempo a los requisitos de rendimiento de diferentes escenarios de aplicación. Es un paso fundamental para garantizar la fiabilidad de soldadura, la vida útil y el rendimiento eléctrico de las PCB ensambladas.

Objetivo principal

• Anti-oxidación y anticorrosión: El cobre desnudo expuesto al aire y la humedad es propenso a la oxidación, formando óxido de cobre, lo que provoca fallos en la soldadura y una disminución del rendimiento eléctrico. Las capas de tratamiento superficial pueden aislar la capa de cobre del entorno externo, extendiendo el período de almacenamiento y la vida útil de las PCBA.

• Mejora de la fiabilidad de soldadura: El recubrimiento debe tener buena humectabilidad para reducir el riesgo de uniones frías y falsas soldaduras, especialmente adecuado para los requisitos de soldadura de componentes precisos como 03015 y QFP en SMT.

• Garantía del rendimiento eléctrico: Algunos recubrimientos pueden reducir la resistencia de contacto y mejorar la estabilidad de transmisión de señal, cumpliendo con los requisitos de rendimiento de circuitos de alta frecuencia y alta velocidad.

• Adaptabilidad a escenarios especiales: Se proporciona protección personalizada para entornos con alta temperatura, alta humedad y alta limpieza.

Tipos comunes de tratamientos superficiales

Ventajas del Proceso de Tratamiento Superficial Kingfield

• Control de calidad de todo el proceso: Desde materias primas hasta productos terminados, cumple con los estándares IPC-6012 e ISO9001;

• Soluciones personalizadas: Recomendamos la solución de tratamiento óptima según las necesidades del cliente, y ofrecemos soporte para recubrimientos especiales personalizados;

• Cumplimiento ambiental: Todos los procesos cumplen con los requisitos ambientales RoHS y REACH, son libres de plomo y halógenos, y son compatibles con los estándares ambientales de industrias de alto nivel como la médica y la automotriz.

Procesos de tratamiento superficial para diferentes tipos de PCB

El tratamiento de la superficie de PCB es un paso clave posterior en la producción de placas desnudas. Consiste en formar un recubrimiento funcional sobre la capa de cobre mediante métodos químicos, físicos o electroquímicos. Este proceso aborda principalmente problemas como la oxidación del cobre desnudo y la insuficiente fiabilidad de soldadura, además de adaptarse a los requisitos de rendimiento de diferentes escenarios de aplicación. A continuación se presenta un análisis profundo de los procesos más comunes:

HASL – Una opción rentable

Principio del proceso: La placa PCB desnuda se sumerge en soldadura fundida, y el exceso de soldadura se retira mediante un cuchillo de aire caliente de alta presión para formar un recubrimiento de soldadura uniforme sobre la superficie de la capa de cobre. Tras enfriarse, se solidifica y adopta su forma definitiva.

Parámetros principales:

Espesor del recubrimiento: 5-25μm;

Temperatura de soldadura: 235-245℃ para aleaciones tradicionales de estaño-plomo, 250-260℃ para aleaciones libres de plomo;

Vida útil: 6-12 meses en condiciones normales;

Normas ambientales: los modelos tradicionales con plomo no cumplen con RoHS, los modelos sin plomo cumplen con RoHS/REACH.

Las características clave

Ventajas: bajo costo, proceso maduro, excelente compatibilidad de soldadura, buena resistencia al desgaste.

Limitaciones: la planicidad superficial es media, no adecuada para componentes de paso fino; el procesamiento a alta temperatura de PCBs sin plomo puede causar una ligera deformación del sustrato del PCB.

Aplicaciones típicas： Electrónica de consumo, equipos industriales generales, módulos de potencia, dispositivos médicos de gama baja.

ENIG – La opción preferida para aplicaciones de alta precisión

1. Principio del Proceso

Se utiliza el método de deposición química para formar primero una capa de barrera de aleación níquel-fósforo sobre la superficie de la capa de cobre, y luego se deposita una capa delgada de oro. No se requiere electricidad en todo el proceso, y el recubrimiento tiene una alta uniformidad

2. Parámetros principales

• Espesor de la capa de níquel: 5-10 μm, espesor de la capa de oro: 0,05-1,0 μm

• Rugosidad de la superficie: Ra<0,1μm

• Período de almacenamiento: 12-24 meses en un ambiente sellado y seco

• Resistencia a la corrosión : Prueba de niebla salina ≥96 horas (grado industrial), ≥144 horas (grado militar)

3. Características Principales

Ventajas: Superficie lisa (adecuada para componentes de precisión como BGA y QFP), excelente conductividad, alta resistencia a la oxidación/corrosión, adecuada para circuitos de alta frecuencia, soporta soldadura repetida e inserción/retirada.

Las limitaciones: Costo más elevado, capas de oro excesivamente gruesas pueden provocar "fragilidad del oro", y requieren un control de proceso avanzado.

4. Aplicaciones Típicas Equipos de comunicación de gama alta (estaciones base 5G, módulos ópticos), equipos médicos (ventiladores, electrocardiógrafos), electrónica automotriz, productos aeroespaciales y módulos de precisión para control industrial.

III. OSP – Solución de Alta Densidad Ambiental.

1. Principio del Proceso

Mediante adsorción química, se forma una película orgánica ultra delgada sobre la superficie de cobre desnudo, aislándola del aire y la humedad. Durante la soldadura, la película puede descomponerse a altas temperaturas sin afectar la humectación del soldador.

2. Parámetros principales

Espesor del recubrimiento: 0,2-0,5 μm;

Temperatura de soldadura: ≤260℃;

Vida útil: 6-12 meses en un ambiente seco y sellado (humedad > 60 % puede provocar fallos);

Normas ambientales: Libre de metales pesados y halógenos, cumple con RoHS/REACH/IPC-J-STD-004.

3. Características Principales

Ventajas: Proceso ecológico, costo moderado, superficie lisa, no afecta la disipación de calor del PCB, sin residuos después de la soldadura.

Las limitaciones: Resistencia térmica moderada, requisitos elevados para el ambiente de almacenamiento, no resistente a la fricción.

4. Aplicaciones Típicas Teléfonos inteligentes, tabletas, computadoras portátiles, dispositivos IoT, PCB de alta densidad (placas multicapa, placas HDI)

IV. Plata inmersa: una opción destacada para productos de alta frecuencia y gama media-alta

1. Principio del proceso:

Un recubrimiento de plata pura se deposita sobre la superficie de una capa de cobre mediante una reacción de desplazamiento. No se requiere electricidad, y la capa de plata es uniforme y densa, poseyendo una excelente conductividad y soldabilidad.

2. Parámetros principales

• Espesor de la capa de plata: 0.8-2.0 μm

• Rugosidad de la superficie: Ra < 0,15 μm

• Vida útil en almacenamiento: 6-9 meses bajo empaquetado al vacío

• Conductividad: Resistencia de contacto < 3 mΩ

3. Características Principales

Ventajas: Bajas pérdidas en la transmisión de señales, buena humectabilidad en soldadura, costo inferior al ENIG, libre de plomo y de halógenos, ecológico, alta lisura superficial.

Las limitaciones: La capa de plata es propensa a la oxidación, su resistencia a la corrosión es ligeramente inferior a la del ENIG, y se requiere control de temperatura durante la soldadura.

4. Aplicaciones típicas: Estaciones base de comunicación, enrutadores, conmutadores, módulos de control industrial, instrumentos de prueba y electrónica de consumo media y alta.

V. Inmersión en Estaño – Una Solución Compatible con Paso Fino

1. Principio del Proceso

Se deposita un recubrimiento de estaño puro sobre la superficie de la capa de cobre mediante una reacción de desplazamiento. La capa de estaño es similar en material al solder, tiene una excelente compatibilidad durante la soldadura y puede formar directamente uniones soldadas confiables sin procesamiento adicional.

2. Parámetros principales

Espesor de la capa de estaño: 1,0-3,0 μm;

Rugosidad superficial: Ra < 0,15 μm;

Vida útil: 6-9 meses en un entorno sellado;

Temperatura de soldadura: 240-255℃

3. Características Principales

Ventajas: Superficie lisa, rendimiento estable en soldadura, libre de plomo y respetuoso con el medio ambiente, costo más bajo que ENIG/estaño por inmersión, requisitos de almacenamiento más flexibles.

Las limitaciones: Capa de soldadura más blanda, propensa a rayaduras, puede desarrollar "bigotes de soldadura" en ambientes de alta temperatura prolongada.

4. Aplicaciones Típicas Electrónica automotriz, sensores industriales, dispositivos para hogares inteligentes, PCBs de gama media y alta

VI. Tabla Comparativa de Diferencias Principales en Procesos Convencionales