Bij het selecteren van een oppervlakteafwerking voor een printplaat zijn HASL en ENIG twee populaire opties. Beide bieden een beschermende coating over de kopersporen, maar hebben een aantal afwegingen. Het begrijpen van de verschillen tussen HASL en ENIG is van groot belang bij het kiezen van de ideale methode voor een specifiek project. Dit artikel gaat uitgebreid in op de belangrijkste verschillen tussen deze benaderingen en weegt hun voor- en nadelen af. Uiteindelijk verkrijgt u de inzichten die u nodig hebt om een weloverwogen beslissing te nemen over de meest geschikte oppervlakteafwerking voor uw PCB-ontwerpen.
1. HASL (Hot Air Solder Leveling) begrijpen
HASL staat voor "hot air solder leveling", een veelgebruikt proces voor de oppervlakteafwerking van printplaten. Het werkt door de blanke kopersporen en -pads op een printplaat te coaten met een laagje vloeibaar soldeer. Vervolgens worden heteluchtmessen gebruikt om het soldeer glad te strijken en overtollig materiaal te verwijderen. Dit laat een gelijkmatig gecoate soldeerlaag achter die het koper beschermt tegen oxidatie en zorgt voor een goede soldeerbaarheid.
Twee primaire soorten HASL-afwerkingen:
Loodhoudend HASL: Dit type soldeer gebruikt een tin-lood soldeerlegering die zowel tin als lood bevat. Het biedt een goede houdbaarheid en soldeerbaarheid. Het loodgehalte kan echter milieu- en gezondheidsrisico's met zich meebrengen.
Loodvrije HASL: Dit type gebruikt loodvrije soldeerlegeringen van tin gecombineerd met zilver, koper of bismut in plaats van lood. Het voldoet aan RoHS-normen maar kunnen gevoeliger zijn voor oxidatie en vereisen hogere verwerkingstemperaturen.
1.1 Voordelen van HASL
- Eenvoudig proces – HASL is eenvoudig te bedienen vergeleken met andere afwerkingsmethoden.
- Lage kosten – HASL biedt een betaalbare oplossing voor oppervlakteafwerking.
- Beschikbaarheid – HASL is een breed toegankelijke en veelvoorkomende afwerkingsoptie.
- Visuele inspectie – De HASL-afwerking kan eenvoudig visueel worden geïnspecteerd.
- Geschiktheid voor DoorGatcomponenten – Dankzij de robuuste coating die bestand is tegen het soldeerproces, is het bijzonder geschikt voor de montage van doorlopende componenten.
1.2 Nadelen van HASL
- Gladheid van het oppervlak – De soldeerlaag kan oneffen zijn, wat problematisch kan zijn voor SMT en fijne spoedcomponenten.
- Maattoleranties – HASL heeft beperkingen bij zeer dunne of dikke platen.
- Thermische belasting – Hoge temperaturen tijdens de verwerking kunnen potentieel schade aan de platen veroorzaken.
- Gattolerantie – HASL is mogelijk niet bestand tegen nauwe toleranties op geplateerde gaten.
- Draadverlijming – De oppervlakteafwerking is niet geschikt voor draadverlijmingstoepassingen.
1.3-toepassingen
Enkele voorbeelden waarbij HASL de voorkeur kan krijgen:
Low-budget elektronica – Het betaalbare HASL-proces is goed geschikt voor de massaproductie van goedkope consumentenapparaten.
Prototypingbehoeften – De snelle doorlooptijd en behoorlijke duurzaamheid van HASL maken het een goede keuze voor het maken van prototypes van PCB's.
Niet-kritieke levensduur – Voor producten met een kortere levensduur biedt HASL een voldoende levensduur zonder extra kosten.
Onderwijs en hobbyisten – De toegankelijkheid en het gebruiksgemak van HASL zijn geschikt voor educatieve of hobbymatige PCB-fabricage.
2. Inzicht in ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold)
ENIG staat voor Electroless Nickel Immersion Gold, een veelgebruikte oppervlakteafwerking voor printplaten (PCB's) die ideaal is voor robuuste en duurzame printplaten. Het bestaat uit een dunne goudlaag over een electroless nikkellaag ter bescherming tegen oxidatie.
2.1 Voordelen van ENIG
- Loodvrij – In tegenstelling tot sommige andere afwerkingen bevat ENIG geen lood. Hierdoor voldoet het aan de RoHS-normen.
- Hoge geleidbaarheid – De goudlaag zorgt voor een uitstekende elektrische geleiding voor betere prestaties.
- Vlak oppervlak – ENIG biedt een vlak oppervlak dat geschikt is voor componenten met een fijne spoed en oppervlaktemontagetechnologie, waardoor een nauwkeurige montage mogelijk is.
- Duurzaamheid – ENIG is goed bestand tegen omgevingsinvloeden en fysieke slijtage na verloop van tijd.
- Lange houdbaarheid – ENIG-gecoate printplaten hebben een langere houdbaarheid dan andere afwerkingen, waardoor ze langer soldeerbaar blijven.
2.2 Nadelen van ENIG
- Duur – De kosten van materialen en verwerking voor ENIG zijn hoger dan bij HSAL
- Moeilijke herbewerking – In tegenstelling tot het egaliseren met heteluchtsoldeer is het verwijderen en vervangen van componenten moeilijker met ENIG-afwerking
- Signaalverlies – De dunne goudlaag kan bij hoge frequenties een licht signaalverlies veroorzaken.
- Complex proces – De ENIG-depositiemethode is ingewikkelder dan HASL.
- Risico van zwarte pad – Zwakke goud-nikkelbinding kan potentieel leiden tot “zwarte pad”-defecten.
2.3-toepassingen
ENIG is vaak de voorkeurs-PCB-oppervlakteafwerking in toepassingen met de volgende eigenschappen:
Componenten met een fijne spoed – De gladde ENIG-afwerking maakt het mogelijk om kleine, delicate onderdelen met een kleine tussenruimte te plaatsen.
Geavanceerd solderen – Technologieën zoals loodvrij solderen profiteren van de soldeerbaarheid en vlakheid van ENIG.
Betrouwbaarheid op lange termijn – Wanneer PCB's gedurende langere perioden consistent moeten functioneren, biedt ENIG duurzaamheid.
Zware omgevingen – Dankzij de corrosiebescherming van ENIG is het geschikt voor mechanisch en thermisch veeleisende omstandigheden.
Verder lezen: 8 veelvoorkomende soorten PCB-oppervlakteafwerkingen
3. Verschillen tussen HSAL en ENIG
Parameter | HSAL | ENIG |
Metaalcoating | Tin-lood of tin-zilver-koper | Nikkel en goud |
Plating dikte | Dikkere soldeerlaag | Dunnere goudlaag |
Hechting aan koper | Goed door metallurgische binding | Goed door nikkelbarrièrelaag |
Hitte stress | Hoog risico op schade | Laag risico op kromtrekken |
Elektrische capaciteiten | Lagere | Hoger dankzij goud |
Vlakheid | Kan ongelijk zijn | Gladde afwerking |
soldering | Goed voor handmatig solderen | Compatibel met geavanceerde technieken |
Compatibiliteit van componenten | Geschikt voor doorgaand gat en SMT, niet geschikt voor fijne spoed | Maakt alle componenttypen mogelijk, inclusief fijne pitch |
Gebruiksvoorwaarden | Niet aanbevolen voor zware omstandigheden | Bestand tegen zware omstandigheden |
Kosten | Kosteneffectief, eenvoudig proces | Duurder vanwege het gouddompelproces |
Houdbaarheid | Lager, gevoelig voor oxidatie | Langer doordat goud oxidatie voorkomt |
Milieu | Loodvariant niet milieuvriendelijk | Milieu vriendelijk |
4. HASL vs. ENIG: De juiste oppervlakteafwerking kiezen
Bij de keuze tussen HASL en ENIG oppervlakteafwerkingen zijn er voor- en nadelen verbonden aan elke technologie voor uw specifieke toepassing. HASL biedt een kosteneffectieve oppervlakteafwerkingsoplossing met een goede houdbaarheid. Het proces is eenvoudig en breed toegankelijk. Het kan een goede keuze zijn wanneer kostenbesparing en beschikbaarheid de hoogste prioriteit hebben. ENIG daarentegen biedt een gladde, dunne goudlaag over nikkel die uitstekende oxidatiebestendigheid en een lange houdbaarheid biedt. ENIG verdient de voorkeur wanneer componenten met een fijne spoed, draadverlijming, uitstekende soldeerbaarheid en betrouwbaarheid onder zware omstandigheden de hoogste prioriteit hebben. Voordat u een keuze maakt, moet u rekening houden met verschillende factoren, zoals de houdbaarheid, soldeerbaarheid, componentcompatibiliteit, milieubestendigheid en budgetvereisten voor uw PCB.