Cómo elegir el revestimiento y el grosor de la placa PCB?
Una vez que la placa ha pasado por el estándar Fabricación de PCB proceso, El cobre desnudo en la PCB está listo para el tratamiento de la superficie. El revestimiento de PCB se utiliza para proteger cualquier cobre en la PCB que quedaría expuesto a través de la máscara de soldadura., ya sean almohadillas, vías, u otros componentes conductores. Los diseñadores suelen optar por un revestimiento de estaño y plomo., pero otras opciones de revestimiento pueden ser más adecuadas para la aplicación de su placa.
En este artículo, Cubriré las diferentes opciones de materiales de revestimiento de PCB y sus ventajas en PCB.. Hay una variedad de opciones disponibles y dependiendo de su confiabilidad o necesidades de aplicación., Es posible que desees comprobar si el fabricante puede aplicar el revestimiento que necesitas en tu diseño.. Analizaremos estas opciones y discutiremos brevemente cómo el revestimiento afecta la pérdida..
Tipos de revestimiento de PCB
Hay una variedad de materiales de revestimiento de PCB.. He resumido los materiales populares que los diseñadores deben conocer y comprender en las siguientes secciones.. Nunca he conocido un fabricante que no ofrezca todas estas opciones.. Si el fabricante de destino no indica explícitamente que ofrece una de las opciones de la lista siguiente, siempre puedes enviarles un correo electrónico para obtener una lista de sus capacidades, incluidas sus opciones de materiales de revestimiento de PCB.
Estaño-plomo y estañado por inmersión
Este acabado de PCB puede ser la opción menos costosa, pero no cumple con RoHS debido al uso de plomo en el acabado chapado. El estaño de inmersión es una alternativa sin plomo para tableros de nivel básico..
Ventaja: 
Superficie ultraplana Barato Compatible con soldadura estándar
Desventajas: No propicio para múltiples procesos de ensamblaje o retrabajo Forma bigotes de estaño con el tiempo. La difusión del estaño en el cobre puede reducir la vida útil según el contenido de compuestos intermetálicos Puede dañar la máscara de soldadura durante el proceso de enchapado.
Nivelación de soldadura por aire caliente (Sangrar) y HASL sin plomo
HASL alguna vez fue una opción de acabado muy popular, pero no es tan confiable como otros materiales de revestimiento. Es económico y tiene una opción sin plomo., por lo que se puede utilizar como opción de revestimiento de nivel básico.
Ventaja: Barato se puede reparar Debido a la mala humectabilidad
Desventajas:La superficie irregular lo hace menos útil para dispositivos SMD pequeños Puede dañarse por choque térmico.Puede ser difícil de soldar
Chapado en oro por inmersión en níquel no electrolítico (Aceptar)
Considerando los inconvenientes del SnPb y el estañado por inmersión, ENIG es ahora posiblemente el tratamiento de superficies más popular en la industria.. En este material de revestimiento, El níquel actúa como una barrera entre el cobre y la fina capa superficial de oro del componente a soldar..
Ventaja:
▶ Superficie ultraplana
▶ Los orificios de PTH se pueden recubrir fácilmente
▶ Ampliamente disponible
▶Fácil soldadura
▶Adecuado para componentes de paso fino
▶Altamente confiable contra daños mecánicos
▶Alambre unible (aluminio)
Desventajas
▶ No es favorable para múltiples procesos de ensamblaje o retrabajo
▶ Puede experimentar penetración de fósforo entre las capas de oro y níquel., conocido como síndrome de la almohadilla negra
▶ Las interfaces irregulares pueden causar pérdida de señal en altas frecuencias
Conservante de soldabilidad orgánico (OSP)
este organico, El acabado a base de agua se une selectivamente al cobre para proporcionar un acabado superficial muy plano.. Como material orgánico, es sensible a la manipulación y a los contaminantes, aunque el proceso de aplicación es más sencillo que el de otros materiales de revestimiento de PCB. También tiene pérdidas muy bajas en altas frecuencias..
Ventaja:
▶ Superficie ultraplana
▶ Reparable después de la aplicación
▶Proceso de solicitud simple
▶Pérdidas de interconexión muy bajas en altas frecuencias
▶Alambre unible (aluminio)
Desventajas:
▶Fácil de dañar
▶Corta vida útil
Baño de plata por inmersión
Este es mi material de revestimiento de PCB preferido para aplicaciones de alta frecuencia.. Forma una interfaz suave con el cobre desnudo y, por lo tanto, no aumenta las pérdidas de los conductores como lo hacen otros acabados de PCB.. La principal desventaja es que pierde su brillo sobre el tablero desnudo., por lo que debe soldarse y encapsularse lo antes posible después de la fabricación..
Ventaja:
▶ Fácil soldadura de aluminio y unión de cables
▶ Superficie ultraplana
▶ Adecuado para paso fino
▶ Más adecuado para interconexiones de alta frecuencia en sistemas de alta confiabilidad
▶Alambre unible (aluminio)
Desventajas:
▶ Plata con bigotes con el tiempo
▶Expuesto (sin soldar) Los conductores pierden brillo con el tiempo., aunque el OSP agregado ayuda a prevenir esto ▶Puede ser difícil colocar placas en vías de diámetro pequeño
Oro duro
Este material de revestimiento es esencialmente ENIG., pero tiene una capa exterior muy gruesa de oro., lo que lo convierte en uno de los materiales de revestimiento de PCB más caros.. La capa de oro crea una superficie dura que puede dañarse., pero su espesor dificulta la exposición total de la capa de níquel..
Ventaja:
▶ Cableable unible (aluminio y oro)
▶ Superficie muy duradera
Desventajas.
▶ Muy caro
▶ No aplicable a áreas soldables
▶ Requiere pasos de proceso adicionales para aplicaciones selectivas
▶ Puede experimentar grietas quebradizas
Cómo especificar el material y el espesor del revestimiento de PCB
Los valores típicos de espesor del revestimiento de PCB son aproximadamente 100 micro pulgadas. Para plata de inmersión y OSP, Los espesores típicos pueden ser tan bajos como aproximadamente 10 micro pulgadas. Si está produciendo un prototipo y el fabricante tiene una cotización estándar, Tendrás la oportunidad de especificar el tipo de revestimiento en sus formularios.. En estos formularios, Es posible que no le pidan que proporcione el grosor., así que asegúrese de especificarlo si necesita un grosor específico. Después de especificar el valor de recubrimiento deseado, Su fabricante deberá asegurarse de que el revestimiento se pueda depositar de manera confiable hasta alcanzar el espesor deseado..
¿Por qué es importante el grosor del material recubierto?? Hay dos razones. Primero, El estándar IPC-2221A especifica espesores mínimos de revestimiento para cada categoría de producto IPC. (ver tabla 4.3). Si desea que su producto cumpla con cualquiera de las categorías de productos estándar de IPC, entonces debe asegurarse de que el espesor del revestimiento cumpla con sus especificaciones. Normalmente, si especifica la categoría del producto, como lo haces normalmente en tus notas de fabricación, el espesor mínimo del revestimiento estará implícito. Solo asegúrate de no contradecirte, De lo contrario, el fabricante le enviará un correo electrónico solicitando comentarios sobre el revestimiento..
Otra razón para preocuparse por el espesor del revestimiento de PCB es su efecto sobre las pérdidas.. En bajas frecuencias, probablemente no notarás ningún efecto en la frecuencia, por lo que las señales digitales de baja velocidad y las radios sub-GHz no necesitan preocuparse mucho por el espesor del revestimiento de PCB. Completé transmisores impresos personalizados que funcionan a WiFi de 5,8 GHz con ENIG (no es la mejor opción para altas frecuencias) eso inundó el receptor en nuestra configuración de prueba, entonces, si el diseño de su circuito es correcto, Incluso puedes evitar la mayoría de los revestimientos en estas frecuencias..
El problema de las pérdidas surge en frecuencias de ondas milimétricas., como el radar de corto alcance (24 GHz) y más alto. En estas frecuencias, La rugosidad del cobre se convierte en un factor muy notorio en la pérdida., especialmente en sustratos de RF de baja pérdida como Rogers. El espesor del revestimiento determinará la rugosidad que experimenta la señal a medida que se propaga., y esto se reflejará en la resistencia al efecto piel..
