El estaño de inmersión, o estaño químico, es un acabado metálico que cumple la normativa RoHS y que se deposita mediante una reacción química de desplazamiento que se aplica directamente sobre el metal base de la placa de circuito impreso. El estaño de inmersión protege el cobre subyacente de la oxidación a lo largo de su vida útil prevista; sin embargo, el cobre y el estaño tienen una fuerte afinidad entre sí, por lo que la difusión de un metal en el otro se producirá inevitablemente, lo que repercutirá directamente en la vida útil del depósito y en el rendimiento del acabado. Los efectos negativos del crecimiento de los bigotes de estaño están bien descritos en la literatura relacionada con la industria y son tema de varios artículos publicados.
El espesor típico del estaño de inmersión es ≥1,0UM y la vida útil es de 6 meses. El coste del Estaño de Inmersión es más caro que el HASL, pero menos que el Oro de Inmersión para PCB y cercano a la Plata de Inmersión. Al igual que la Plata de Inmersión, el Estaño de Inmersión también es sensible en la manipulación y el almacenamiento, lo que requiere que los fabricantes de PCB controlen y embalen las PCB con Estaño de Inmersión con más cuidado.
Existe un cambio de tendencia en la tecnología de acabado superficial desde el HASL hacia acabados alternativos como el ENIG, el estaño de inmersión, la plata de inmersión y el OSP (conservante orgánico de soldabilidad). Este cambio se debe a la preocupación por el medio ambiente debido al uso de plomo en los montajes electrónicos. El estaño de inmersión o estaño blanco es una de las alternativas sin plomo que existen actualmente en la industria electrónica.
¿Qué es el estaño de inmersión o estaño blanco?
El estaño de inmersión es un recubrimiento de estaño depositado sobre la capa de cobre de una placa de circuito impreso mediante un proceso químico sin electrodos. La capa de estaño protege la placa de circuito impreso de la oxidación, aumentando así su vida útil. Suele aparecer de color blanco tras el proceso de revestimiento, de ahí que se conozca como estaño blanco. Este es el método más económico de todos los métodos de inmersión.
¿Por qué se utiliza el estaño de inmersión?
- El estaño por inmersión es un acabado superficial sin plomo, muy deseable en la época actual.
- Es el acabado superficial por excelencia para los componentes de montaje superficial de paso fino, debido a su capacidad de ofrecer una superficie plana, fina y lisa para el montaje de placas de circuito impreso.
- Este proceso es muy factible. Además, requiere menos cantidad de agua y productos químicos para el proceso de aplicación.
- Soporta cualquier tipo de re-trabajo debido a los defectos que se producen al soldar los componentes.
Especificaciones de espesor del estaño de inmersión
Según la norma IPC-4554, el valor típico del espesor del estaño de inmersión oscila entre 1,15 µm (46 µin) y 1,3 µm (52 µin).
¿Cómo se aplica el estaño de inmersión?
El estaño blanco puede aplicarse mediante los siguientes pasos:
1. Limpieza previa
Este es el primer paso del proceso de revestimiento. La placa de circuito se sumerge en una solución ácida para eliminar el aceite, la grasa y otras impurezas de la superficie. La superficie se vuelve a lavar con agua para eliminar los restos de la solución limpiadora y de la superficie. Este paso aumenta la eficacia del proceso de chapado.
2. Micro grabado
Aquí, la placa se sumerge de nuevo en la solución que contiene ácido sulfúrico (H2SO4). Este ácido proporciona la tosquedad a la estructura de la capa de cobre para prepararla para la unión con la capa de estaño. De nuevo, la superficie se lava con agua para eliminar cualquier residuo.
3. Pre inmersión
En la pre inmersión, el PCB se aclara con un ácido para evitar la oxidación temprana de la superficie de cobre. Esto ofrece un buen marco para la deposición de estaño.
4. Estañado por inmersión
La placa de circuito impreso se sumerge en una solución compuesta por cationes de estaño para acelerar el proceso de reducción química. El metal de cobre es reducido por los iones de estaño. Esto desarrolla una capa de estaño fina y plana sobre las almohadillas de cobre. Para obtener buenos resultados, es necesario vigilar los parámetros del proceso, así como la composición química.
5. Limpieza posterior
En este paso, la placa de circuito impreso debe limpiarse con agua tibia para eliminar las sales de revestimiento y evitar que se manche al secarse. La placa tendrá un aspecto opaco si se aclara mal.
6. Secado
Es fundamental secar la placa después de limpiarla. El secado elimina el contenido de humedad de la superficie. Puede hacerse mediante un secado limpio con aire forzado o mediante una cocción en horno caliente. Es fundamental asegurarse de la duración de la cocción y de la temperatura de funcionamiento del horno.
Ventajas y desventajas del estaño de inmersión o estaño blanco
Se recomienda evitar este acabado por su mala soldabilidad (debido al almacenamiento prolongado), la formación de bigote de estaño y la presencia de elementos cancerígenos (tiourea). Elija el acabado superficial adecuado en función del entorno en el que se va a utilizar la placa. La selección del acabado de la superficie es crucial cuando una placa de circuito impreso se fabrica para entornos específicos como el de defensa y espacio, y el médico. El estaño por inmersión o el estaño blanco son adecuados para placas HDI, BGA y aplicaciones de ajuste a presión.
