Las Placas de Circuito Impreso (PCB) proporcionan las interconexiones y el soporte necesarios para que los componentes electrónicos funcionen como una entidad cohesiva en los modernos dispositivos electrónicos. A medida que el tamaño, la complejidad y los requisitos de rendimiento de los dispositivos electrónicos siguen reduciéndose y aumentando, la elección del tratamiento superficial del PCB resulta cada vez más crucial. La calidad de la superficie no tan solo afecta a la soldabilidad de los componentes, sino también a la fiabilidad, durabilidad y rendimiento general del dispositivo.
Este artículo presenta un exhaustivo análisis de los factores que influyen en la selección del acabado superficial óptimo del PCB. Debate las opciones de tratamiento superficial disponibles, sus ventajas e inconvenientes, y proporciona a ingenieros y diseñadores directrices que les ayudarán a tomar decisiones con conocimiento de causa.
El revestimiento de acabado superficial aplicado a las placas de circuito impreso desempeña diversas importantes funciones que pueden resumirse de la siguiente forma:
En la Figura 1 se muestra un aparato preparado para la aplicación del acabado superficial en el PCB.
Figura 1: Equipo para la aplicación de acabado superficial en PCB.
El acabado superficial del PCB es una interfaz crucial entre los componentes electrónicos y el sustrato del PCB. Garantiza una soldadura fiable, evita la oxidación de las trazas de cobre e influye en el rendimiento eléctrico. La selección del acabado superficial influye en el rendimiento del conjunto, en la calidad de la junta de soldadura y en la fiabilidad a largo plazo.
Los acabados superficiales utilizados más habitualmente en los PCB se clasifican en las siguientes clases:
Figura 2: PCB tratado con acabado ENIG.
Figura 3: PCB tratado con acabado HASL.
Figura 4: PCB tratado con acabado ImAg.
La elección del acabado superficial adecuado para una placa de circuito impreso (PCB) es un paso muy importante que depende de una serie de distintos aspectos, como la aplicación prevista, el método de soldadura (por ejemplo, sin plomo o con plomo), las condiciones ambientales, los requisitos de integridad de la señal, las consideraciones en cuanto a costes y el cumplimiento normativo.
En la siguiente lista se enumeran los factores principales que influyen en la selección del acabado superficial:
Cada uno de los diferentes acabados superficiales mencionados presenta su propio conjunto de ventajas e inconvenientes, así como diferentes escenarios de uso que son los más adecuados para ellos. Dado que los diseños de PCB suelen tener requisitos muy concretos, los ingenieros y diseñadores responsables de crearlos deben seleccionar muy cuidadosamente el tratamiento superficial adecuado.
Es necesario tener una sólida comprensión de los muchos acabados superficiales que están disponibles, así como de las ventajas e inconvenientes asociados a cada uno de ellos. A continuación, presentamos una breve comparación y estudio los distintos tratamientos superficiales que se utilizan con frecuencia en electrónica.
Tipo de acabado superficial |
Ventajas |
Inconvenientes |
Pasivado Orgánico (OSP Organic Solderability Preservatives) |
Proceso sencillo, económico, sin plomo y adecuado para componentes de paso fino (FPT) |
La vida útil limitada y la sensibilidad a la manipulación pueden descalificar los productos para entornos difíciles |
Níquel químico por inmersión en oro (ENIG: Electroless Nickel Immersion Gold): |
Soldabilidad, resistencia a la corrosión y planitud superiores; adecuado para componentes de paso fino |
En comparación con algunas alternativas, este procedimiento es más complicado y más caro |
Estañado por Inmersión (ImSn) |
Sin plomo, con una superficie uniforme y una excelente soldabilidad |
Sensible a la manipulación, con formación de rebabas de estaño, e inadecuado para múltiples reflujos |
Níquel-Oro Galvanizado (Ni/Au) |
Robusto, con una excelente resistencia a la corrosión, adecuado para la unión de hilos |
Más costoso y no óptimo para la soldadura sin plomo |
Nivelación de Soldadura de Aire Caliente (HASL) |
Proceso sencillo y rentable, adecuado para componentes con orificios pasantes |
No exento de plomo, puede dar lugar a superficies irregulares, no apto para componentes FPT |
Estañado galvánico |
Sin plomo, rentable, adecuado para placas sencillas |
Más costoso y no óptimo para soldadura sin plomo |
Protector Orgánico de Superficies (OSP) |
Sin plomo, ecológico y adecuado para componentes de paso fino |
Vida útil limitada, sensibilidad a la manipulación, inadecuado para entornos difíciles |
Plata de Inmersión (ImAg) |
Excelente conductividad, exenta de plomo y adecuada para aplicaciones de alta frecuencia |
Sensibilidad a las condiciones de almacenamiento y formación de sulfuro de plata |
Revestimiento superficial metálico tricapa de níquel, paladio y oro (ENEPIG) |
Fiabilidad superior, idóneo para aplicaciones avanzadas y sin plomo |
Procedimiento complejo y costoso |
La elección del tratamiento superficial óptimo del PCB es un paso crucial en su proceso de diseño. Teniendo en consideración la aplicación, la compatibilidad del proceso de soldadura, la fiabilidad, la resiliencia medioambiental, la integridad de la señal, el coste y la conformidad normativa, puede garantizar el rendimiento y la fiabilidad de sus dispositivos electrónicos. Tenga en cuenta que cada aplicación es única, por lo que se requiere una exhaustiva evaluación de sus necesidades específicas para realizar la mejor elección.
En la industria electrónica actual, en rápida evolución, también es esencial mantenerse al día de las tecnologías y materiales de acabado superficiales emergentes. Evalúe con regularidad sus opciones de acabado superficial para asegurarse de que estén alineadas con las más recientes innovaciones y estándares de la industria. Una decisión bien informada con respecto al tratamiento de superficies del PCB en última instancia contribuirá al éxito y la durabilidad de sus productos electrónicos.
07.11.2023