PCB Yüzey Kaplaması: HASL vs ENIG vs OSP Karşılaştırması
PCB yüzey kaplaması, devre kartınızın bakır yüzeylerini oksidasyondan korur ve güvenilir lehim bağlantısı sağlar. Doğru kaplama seçimi, ürününüzün kalitesi, maliyeti ve raf ömrü üzerinde kritik etkiye sahiptir.
Bu rehberde, en yaygın kullanılan yüzey kaplamalarını—HASL, ENIG ve OSP—detaylı olarak karşılaştırıyoruz.
<nav aria-label="Breadcrumb">
Ana Sayfa > Blog > HASL vs ENIG vs OSP
</nav>
Yüzey Kaplaması Nedir ve Neden Önemlidir?
PCB üretiminde bakır yüzeyler, hava ile temas ettiğinde hızla oksitlenir ve lehimlenemez hale gelir. Yüzey kaplaması:
> 💡 Uzman Görüşü: "Yüzey kaplaması seçimi sadece maliyet meselesi değil. Fine pitch BGA'lar için ENIG şart, ama basit THT kartlar için HASL yeterli. Doğru seçim, tasarım gereksinimlerinizi analiz etmekle başlar."
>
> — Hommer Zhao, WellPCB Kurucu & CEO
Ana Yüzey Kaplamalarının Karşılaştırması
| Özellik | HASL | ENIG | OSP |
|---|---|---|---|
| Tam Adı | Hot Air Solder Leveling | Electroless Nickel Immersion Gold | Organic Solderability Preservative |
| Malzeme | Kurşunsuz lehim | Nikel + Altın | Organik bileşik |
| Maliyet | Düşük ($) | Yüksek ($$$) | Çok düşük ($) |
| Yüzey Düzgünlüğü | Düşük | Mükemmel | İyi |
| Raf Ömrü | 12+ ay | 12+ ay | 6 ay |
| Fine Pitch Uyumu | Sınırlı | Mükemmel | İyi |
| RoHS Uyumu | Evet (LF-HASL) | Evet | Evet |
HASL (Hot Air Solder Leveling)
İşlem Tanımı
HASL, PCB'nin erimiş lehime daldırılması ve ardından sıcak hava bıçakları ile fazla lehimin alınması işlemidir. Sonuç: Lehimle kaplanmış, parlak metal yüzey.
HASL Türleri
| Tür | Bileşim | Özellik |
|---|---|---|
| Kurşunlu HASL | Sn63/Pb37 | Eski standart, artık kısıtlı |
| Kurşunsuz HASL | SAC305 (Sn96.5/Ag3/Cu0.5) | RoHS uyumlu, modern standart |
| Lead-Free HASL | Sn/Cu | Daha düşük maliyetli alternatif |
HASL Avantajları
HASL Dezavantajları
HASL İçin İdeal Uygulamalar
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold)
İşlem Tanımı
ENIG, iki aşamalı kimyasal kaplama sürecidir:
1.Nikel katmanı (3-6µm) - Bakırı korur, difüzyon bariyeri
2.Altın katmanı (0.05-0.15µm) - Nikeli korur, lehimlenebilirlik sağlar
ENIG Kalınlık Standartları
| Katman | Minimum | Tipik | Maksimum |
|---|---|---|---|
| Nikel (Ni) | 3µm | 4-5µm | 6µm |
| Altın (Au) | 0.05µm | 0.08-0.1µm | 0.15µm |
ENIG Avantajları
ENIG Dezavantajları
Black Pad Sendromu Önleme
| Kontrol Noktası | Önerilen Değer |
|---|---|
| Fosfor içeriği | %8-11 (orta fosfor) |
| Altın kalınlığı | 0.08-0.1µm (çok ince değil) |
| Banyo yaşı | MTO < 4 |
| Sıcaklık kontrolü | ±2°C tolerans |
ENIG İçin İdeal Uygulamalar
OSP (Organic Solderability Preservative)
İşlem Tanımı
OSP, bakır yüzeye uygulanan ince organik koruyucu tabakadır. Azol bazlı bileşikler (benzimidazol, imidazol) bakır ile reaksiyona girerek koruyucu film oluşturur.
OSP Kalınlık Değerleri
| Tip | Kalınlık | Reflow Sayısı |
|---|---|---|
| Standart OSP | 0.2-0.5µm | 1-2 reflow |
| Gelişmiş OSP | 0.3-0.6µm | 2-3 reflow |
| Yüksek Performans | 0.4-0.8µm | 3+ reflow |
OSP Avantajları
OSP Dezavantajları
OSP Depolama Koşulları
| Parametre | Gereksinim |
|---|---|
| Sıcaklık | 15-35°C |
| Nem | <%65 RH |
| Ambalaj | Vakum + nem çekici |
| Raf ömrü | 6 ay (açılmamış) |
| Açık ortam | 8 saat maksimum |
OSP İçin İdeal Uygulamalar
Diğer Yüzey Kaplamaları
Immersion Silver (IAg)
| Özellik | Değer |
|---|---|
| Maliyet | Orta ($$) |
| Yüzey düzgünlüğü | Mükemmel |
| Raf ömrü | 6-12 ay |
| Lehimlenebilirlik | Çok iyi |
| Özel dikkat | Tarnish (kararma) riski |
Kullanım: RF uygulamalar, membran anahtarlar, dome kontaklar
Immersion Tin (ISn)
| Özellik | Değer |
|---|---|
| Maliyet | Orta ($) |
| Yüzey düzgünlüğü | İyi |
| Raf ömrü | 6 ay |
| Lehimlenebilirlik | İyi |
| Özel dikkat | Tin whisker riski |
Kullanım: Press-fit bağlantılar, düşük maliyetli SMT
Hard Gold (Electroplated Gold)
| Özellik | Değer |
|---|---|
| Maliyet | Çok yüksek ($$$$) |
| Kalınlık | 0.5-2.5µm |
| Aşınma direnci | Mükemmel |
| Lehimlenebilirlik | Sınırlı (kalın altın) |
Kullanım: Kenar konnektörleri, test noktaları, PCIe slotları
Uygulama Bazlı Seçim Matrisi
Komponent Tipine Göre
| Komponent | HASL | ENIG | OSP |
|---|---|---|---|
| THT (delikli) | ✅ İdeal | ⚠️ Overkill | ❌ Zor |
| 0805+ SMD | ✅ Uygun | ✅ Uygun | ✅ Uygun |
| 0402 SMD | ⚠️ Sınırlı | ✅ İdeal | ✅ Uygun |
| 0201 SMD | ❌ Uygun değil | ✅ İdeal | ✅ Uygun |
| Fine pitch QFP | ⚠️ Zor | ✅ İdeal | ✅ İdeal |
| BGA | ❌ Uygun değil | ✅ İdeal | ✅ Uygun |
| Kenar konnektör | ❌ Uygun değil | ✅ İdeal | ❌ Uygun değil |
Sektöre Göre
| Sektör | Önerilen | Alternatif |
|---|---|---|
| Tüketici elektroniği | OSP | HASL |
| Endüstriyel kontrol | HASL | ENIG |
| Otomotiv | ENIG | OSP |
| Medikal | ENIG | IAg |
| Havacılık/Savunma | ENIG | Hard Gold |
| LED aydınlatma | OSP | HASL |
| RF/Telekomünikasyon | ENIG | IAg |
Maliyet Karşılaştırması
Standart 2 Katman PCB (100x100mm)
| Kaplama | Birim Maliyet | 100 adet | 1000 adet |
|---|---|---|---|
| OSP | $1.00 | $100 | $800 |
| HASL | $1.20 | $120 | $960 |
| ISn | $1.50 | $150 | $1,200 |
| IAg | $1.80 | $180 | $1,440 |
| ENIG | $2.50 | $250 | $2,000 |
*Not: Fiyatlar örnek amaçlıdır, güncel teklif için WellPCB ile iletişime geçin.*
Toplam Maliyet Analizi (TCO)
| Faktör | HASL | ENIG | OSP |
|---|---|---|---|
| PCB maliyeti | Düşük | Yüksek | Çok düşük |
| Montaj verimi | %98 | %99.5 | %99 |
| Yeniden işleme | %2 | %0.5 | %1 |
| Saha arızası | %0.5 | %0.1 | %0.3 |
| TCO (1000 adet) | Orta | Düşük | En düşük |
Karar Ağacı
Adım 1: Fine Pitch Var mı?
| Pitch | Seçenek |
|---|---|
| ≥0.5mm | HASL veya OSP |
| 0.4-0.5mm | ENIG, OSP veya IAg |
| <0.4mm | ENIG zorunlu |
Adım 2: Depolama Süresi
| Süre | Seçenek |
|---|---|
| <3 ay | OSP uygun |
| 3-12 ay | HASL, ENIG, IAg |
| >12 ay | ENIG veya HASL |
Adım 3: Bütçe
| Bütçe | Öncelik |
|---|---|
| Çok sınırlı | OSP → HASL |
| Orta | HASL → ENIG |
| Esnek | ENIG → IAg |
Adım 4: Özel Gereksinimler
| Gereksinim | Zorunlu Kaplama |
|---|---|
| Wire bonding | ENIG veya Hard Gold |
| Kenar konnektör | ENIG veya Hard Gold |
| RF/yüksek frekans | ENIG veya IAg |
| Press-fit | ISn |
| Çevre (yeşil üretim) | OSP |
WellPCB Yüzey Kaplama Hizmetleri
| Kaplama | Standart | Hızlı | Minimum Sipariş |
|---|---|---|---|
| HASL (LF) | 3-5 gün | 24 saat | 5 adet |
| ENIG | 4-6 gün | 48 saat | 5 adet |
| OSP | 3-5 gün | 24 saat | 5 adet |
| IAg | 5-7 gün | 72 saat | 10 adet |
| ISn | 5-7 gün | 72 saat | 10 adet |
| Hard Gold | 7-10 gün | 5 gün | 10 adet |
Kalite Kontrol
Sonuç
| Kaplama | En İyi Kullanım | Kaçınılması Gereken |
|---|---|---|
| HASL | THT, basit SMT, düşük maliyet | Fine pitch, BGA, HDI |
| ENIG | BGA, fine pitch, RF, kenar konnektör | Çok maliyet hassas projeler |
| OSP | Yüksek hacim SMT, kısa tedarik zinciri | Uzun depolama, THT ağırlıklı |
Özet Öneriler:
Projeniz için hangi yüzey kaplamasının en uygun olduğunu belirlemek mi istiyorsunuz? WellPCB mühendislik ekibi ücretsiz danışmanlık sunuyor.
Kaynaklar
1.EuroCircuits - Selecting the Right Surface Finish - Kapsamlı teknik rehber
2.PCBWay - HASL vs ENIG vs OSP - Pratik karşılaştırma
3.Altium - PCB Surface Finishes Guide - Tasarım perspektifi
4.Wevolver - PCB Surface Finish Guide - IPC standartları ile yüzey kaplama rehberi