ENIG oder HASL? OSP oder Immersion Silver? Die Oberflächenveredelung Ihrer PCB ist mehr als eine Kostenfrage – sie beeinflusst Lötbarkeit, Haltbarkeit und langfristige Zuverlässigkeit. Nach tausenden von PCB-Projekten zeige ich Ihnen, wie Sie die richtige Wahl treffen.
Die schnelle Antwort
HASL für kostensensitive Projekte und robuste Lötbarkeit. ENIG für fine-pitch, BGAs, und wenn Planheit wichtig ist. OSP für bleifreie Massenproduktion mit kurzer Lagerzeit. Alles andere sind Spezialfälle.
Warum Oberflächenveredelung überhaupt?
Kupfer oxidiert. Schnell. Ungeschütztes Kupfer ist binnen Stunden nicht mehr lötbar. Die Oberflächenveredelung schützt das Kupfer bis zur Bestückung – und beeinflusst, wie gut das Lot anschließend benetzt.
Die 5 wichtigsten Oberflächenveredelungen
| Veredelung | Aufbau | Dicke | Haltbarkeit | Kosten |
|---|---|---|---|---|
| HASL (bleifrei) | Zinn-Blei oder SnAgCu | 1-25 µm | 12+ Monate | € |
| ENIG | Ni 3-6 µm + Au 0.05-0.1 µm | 3-6 µm | 12+ Monate | €€€ |
| OSP | Organisches Schutzfilm | 0.2-0.5 µm | 3-6 Monate | € |
| Immersion Silver (IAg) | Silberschicht | 0.1-0.4 µm | 6-12 Monate | €€ |
| Immersion Tin (ISn) | Zinnschicht | 0.8-1.2 µm | 6-12 Monate | €€ |
HASL: Der robuste Klassiker
HASL (Hot Air Solder Leveling) ist die älteste und immer noch beliebteste Methode: Die PCB wird in geschmolzenes Lot getaucht und mit Heißluft abgeblasen. Das Ergebnis ist eine robuste, gut lötbare Oberfläche.
Vorteile von HASL
- Exzellente Lötbarkeit: Das Lot ist bereits da – optimale Benetzung garantiert
- Lange Haltbarkeit: 12+ Monate problemlos lagerbar
- Günstig: Die kostengünstigste Veredelung
- Rework-freundlich: Mehrfaches Nacharbeiten möglich
Nachteile von HASL
- Unebene Oberfläche: Lot sammelt sich in der Mitte der Pads (Kuppelbildung)
- Thermischer Stress: Die PCB wird auf 250+°C erhitzt
- Nicht für fine-pitch: Unter 0.5mm Pitch problematisch (Lötbrücken)
“HASL ist wie ein alter VW Käfer – nicht modern, aber unverwüstlich. Für Prototypen, Industrieelektronik und alles, was nicht fine-pitch ist, gibt es keinen Grund, mehr zu bezahlen.”
Hommer Zhao
Gründer & CEO, WellPCB
ENIG: Der Premium-Standard für fine-pitch
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) ist der Goldstandard – buchstäblich. Eine Nickelschicht schützt das Kupfer, eine dünne Goldschicht verhindert die Oxidation des Nickels. Das Ergebnis: perfekt plane Pads für jede Anwendung.
Vorteile von ENIG
- Perfekte Planheit: Ideal für BGAs und fine-pitch Komponenten
- Kontaktflächen: Hervorragend für Stecker, Tasten, Schleifkontakte
- Lange Lagerzeit: 12+ Monate ohne Qualitätsverlust
- Bleifreie Optik: Goldfarben = hochwertige Anmutung
Nachteile von ENIG
- Kosten: 3-5x teurer als HASL
- Black Pad Risk: Prozessfehler können zu nicht-löbaren Pads führen
- Nicht für alle Bauteile: Manche Aluminium-Bonding-Prozesse funktionieren nicht
Was ist "Black Pad"?
Black Pad ist ein Prozessfehler bei ENIG, bei dem die Nickelschicht korrodiert und die Lötverbindung versagt. Bei seriösen Fertigern wie WellPCB mit kontrolliertem Prozess ist das Risiko minimal – fragen Sie nach dem PPM-Level.
Der direkte Vergleich: ENIG vs HASL
| Kriterium | HASL | ENIG | Gewinner |
|---|---|---|---|
| Kosten | €0.50-1/dm² | €2-4/dm² | HASL |
| Planheit | ±10-20 µm | ±3-5 µm | ENIG |
| Fine-Pitch (<0.5mm) | Kritisch | Optimal | ENIG |
| Lötbarkeit | Exzellent | Sehr gut | Unentschieden |
| Lagerzeit | 12+ Monate | 12+ Monate | Unentschieden |
| Kontaktflächen | Nicht geeignet | Ideal | ENIG |
| Thermischer Stress | Hoch (250+°C) | Niedrig (80°C) | ENIG |
| Rework | Mehrfach möglich | Begrenzt | HASL |
“Die Entscheidung ist meist einfach: Haben Sie BGAs oder fine-pitch ICs? Dann ENIG. Haben Sie nur SOIC, QFP und THT? Dann spart HASL Geld ohne Nachteile. Die Grauzone liegt bei 0.5mm Pitch – da lohnt ein Gespräch mit uns.”
Hommer Zhao
Gründer & CEO, WellPCB
Die Alternativen: OSP, IAg, ISn
OSP (Organic Solderability Preservative)
OSP ist ein dünner organischer Schutzfilm auf dem Kupfer. Es ist günstig und umweltfreundlich, hat aber eine kürzere Haltbarkeit.
OSP verwenden bei:
- • Hohe Stückzahlen mit kurzer Lagerzeit
- • Bleifreie Massenproduktion
- • Kostenoptimierte Designs
- • Umweltzertifizierte Produkte
OSP vermeiden bei:
- • Lagerung >6 Monate
- • Mehrfachem Reflow
- • Rework-Anforderungen
- • Kontaktflächen (Keyboard, etc.)
Immersion Silver (IAg)
IAg bietet eine plane Oberfläche zu moderaten Kosten und exzellente HF-Eigenschaften. Ideal für Hochfrequenz-Anwendungen, aber empfindlich gegen Anlaufen.
Immersion Tin (ISn)
ISn ist eine kostengünstige Alternative zu ENIG mit guter Planheit. Allerdings besteht das Risiko von Zinnwhiskern bei langer Lagerung.
Die Entscheidungsmatrix
| Anwendung | Empfehlung | Begründung |
|---|---|---|
| Prototyp mit THT/SOIC | HASL | Günstig, robust, schnell |
| Design mit BGAs | ENIG | Planheit erforderlich |
| Consumer Massenproduktion | OSP | Kostenoptimal bei JIT |
| HF-Design (5G, Radar) | IAg | Beste HF-Performance |
| Keyboard, Schalter | ENIG | Kontaktverschleiß |
| Automotive | ENIG | Zuverlässigkeit |
| Medizin | ENIG | Langzeitstabilität |
Kosten: Die Gesamtbetrachtung
Die reine Veredelungskosten-Betrachtung greift zu kurz. Hier die vollständige Kostenanalyse:
Die versteckten Kosten von HASL bei fine-pitch
HASL bei 0.4mm-Pitch-BGAs führt zu 2-5% Lötbrücken. Bei 1.000 Baugruppen à €50 Rework-Kosten sind das €1.000-2.500. ENIG hätte €500 Mehrkosten verursacht. Rechnen Sie immer die Gesamtkosten – nicht nur die PCB-Kosten.
Kombinationen und Selektive Veredelung
In manchen Fällen ist eine Kombination sinnvoll: ENIG für die Kontaktflächen, HASL für den Rest. Das nennt sich "selektive Veredelung" und kann die beste Balance aus Kosten und Performance bieten.
| Kombination | Anwendung | Mehrkosten |
|---|---|---|
| ENIG + HASL | Kontakte vergoldet, Rest HASL | +30-50% |
| ENIG + OSP | Selten verwendet | +40-60% |
| Hard Gold + ENIG | Edge-Connector + Pads | +100-200% |
“Bei einem Keyboard-Controller haben wir ENIG für die Tastkontakte und HASL für die SMD-Pads verwendet. Das sparte 40% gegenüber komplett ENIG – bei identischer Funktion. Denken Sie in Funktionszonen, nicht in 'eine Veredelung für alles'.”
Hommer Zhao
Gründer & CEO, WellPCB
Fazit: Die pragmatische Entscheidung
Die Wahl der Oberflächenveredelung ist keine Raketenwissenschaft. Hier meine finale Empfehlung:
Meine Entscheidungsregel
- 1. Haben Sie BGAs oder fine-pitch (<0.5mm)? → ENIG
- 2. Brauchen Sie Kontaktflächen (Tasten, Stecker)? → ENIG
- 3. Hohe Stückzahlen mit kurzer Supply Chain? → OSP
- 4. HF-Anwendung? → IAg
- 5. Alles andere? → HASL (bleifrei)
Unsicher? Kontaktieren Sie uns – wir beraten Sie kostenlos zur optimalen Veredelung für Ihr Projekt. Bei WellPCB bieten wir alle gängigen Oberflächenveredelungen mit dokumentierter Qualität.
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