В области производства и сборки печатных плат (ПП) методы горячего уровня припоя (HASL) и его бессвинцовая вариация выделяются как два преобладающих метода отделки поверхности. Следует отметить, что последний отличается тем, что отказывается от традиционной составляющей припоя из олова и свинца в пользу экологически чистых альтернатив. Для принятия обоснованного решения относительно идеальной отделки поверхности вашей печатной платы — сбалансированного соотношения стоимости и соблюдения директивы RoHS — необходимо провести всестороннее сравнение между HASL и бессвинцовым HASL.
Получите цену печатной платы быстро
Понимание отделки поверхности ПП
Суть отделки поверхности ПП заключается в металлизации внешних слоев ПП, подлежащих пайке. Ее основные функции включают защиту открытой медной цепи от окисления и коррозии, а также облегчение беспрепятственной пайки электронных компонентов. В отрасли производства ПП был разработан и совершенствовался разнообразный набор отделок поверхности, каждая из которых обладает своими преимуществами и недостатками. Среди них: горячее уровневое покрытие припоем (HASL), электролесс никель/иммерсионное золото (ENIG), иммерсионное серебро (ImAg), органический паяемость консервант (OSP) и иммерсионное олово (ImSn).
Исследование горячего уровня припоя (HASL)
Техника HASL, известная своей доступностью и широким применением, является одним из наиболее экономичных способов отделки поверхности в отрасли производства ПП. В процессе HASL плата проходит погружение в ванну расплавленного припоя из олова и свинца, за которым следует удаление избыточного припоя с помощью точно направленного потока горячего воздуха. Благодаря своей экономичности и широкому распространению, HASL особенно популярен среди производителей ПП, использующих технологию с монтажом через отверстия или более крупные конструкции технологии поверхностного монтажа (SMT). Однако его полезность уменьшается при использовании миниатюризированных плат SMT, а использование припоя из олова и свинца делает его несовместимым с директивой ограничения опасных веществ (RoHS).
Преимущества HASL: Обеспечивает превосходную паяемость благодаря равномерному покрытию. Низкая стоимость и экономическая целесообразность делают его популярным выбором среди производителей. Благодаря десятилетиям опыта в промышленности, HASL пользуется высоким уровнем знакомства и надежности. Недостатки HASL: Не подходит для сложных, высокогустотных межсоединений (HDI) и малых сборок SMT. Подвержен пайковому мостикованию из-за избыточного нанесения припоя. Неравномерная толщина на подушках может привести к несогласованной коаксиальности компонентов.
Отличный производитель печатных плат в Китае：https://hilelectronic.com/
Переход на бессвинцовый HASL
Бессвинцовое горячее уровневое припоя представляет собой вариант, заменяющий припой, содержащий свинец, на бессвинцовые альтернативы. В отличие от стандартного HASL, который использует олово-свинцовые эвтектические составы, бессвинцовый HASL использует сплавы, полностью исключающие свинец. Процесс аналогичен HASL, но с существенным отличием: вместо олово-свинцового припоя на ПП наносятся бессвинцовые припойные сплавы, уровниваются, а затем избыток удаляется с помощью горячих воздушных ножей, установленных выше точки плавления бессвинцового припоя. После застывания ПП моют, чтобы удалить остаточный флюс припоя.
Несмотря на свою экологически чистую привлекательность, бессвинцовый HASL остается менее часто используемым методом отделки поверхности по сравнению с более новыми инновациями, такими как OSP и ENIG, в основном из-за их улучшенных характеристик производительности.
Преимущества бессвинцового HASL: Относительно низкая стоимость по сравнению с некоторыми другими бессвинцовыми отделками поверхности. Сохраняет хорошие свойства паяемости, аналогичные HASL. Подходит для более крупных технологий монтажа через отверстия, предлагая жизнеспособное бессвинцовое решение. Недостатки бессвинцового HASL: Требует более высоких температур плавления для пайки рефлоу, обычно между 260°C и 270°C. Не подходит для очень маленьких ПП из-за изменений толщины на подушках. Может обладать недостаточной механической прочностью по сравнению с отделками поверхности, содержащими свинец.
Сравнение HASL с бессвинцовым HASL
Хотя клиенты могут быть знакомы с общим процессом HASL, различия между HASL и бессвинцовым HASL имеют ключевое значение. Основные отличия включают в себя: HASL включает свинец в свой припойный сплав, что представляет опасность для здоровья и окружающей среды, в то время как бессвинцовый HASL полностью исключает использование свинца.
Температура плавления олово-свинцовых припоев (используемых в HASL) ниже, чем у бессвинцовых припоев, что влияет на профиль плавления и окно процесса. Визуально поверхности из олова и свинца придают блестящий, глянцевый вид ПП, в то время как бессвинцовый HASL дает более темное, менее блестящее покрытие. С механической точки зрения отделки поверхности из олова и свинца обычно обеспечивают более прочные связи и долговечность по сравнению с бессвинцовыми альтернативами.
Значение выбора правильной отделки поверхности
Учитывая всеобщее присутствие ПП в мировом электронном спектре — от сложной промышленной техники до повседневных потребительских товаров, таких как детские игрушки — крайне важно с осторожностью выбирать подходящую отделку поверхности во время производства. Появление директивы Европейского союза о RoHS в 2006 году подчеркнуло необходимость устранения опасных веществ, таких как свинец, что привело к изменениям в процессе HASL в сторону бессвинцовых альтернатив.
Заключение
Использование горячего уровневого припоя (HASL) в качестве стратегии отделки поверхности продолжает оставаться распространенной практикой в отрасли производства ПП. Этот обширный анализ прояснил различные характеристики и сравнительные преимущества как HASL, так и бессвинцового HASL с точки зрения их физических и механических свойств. Хотя HASL обеспечивает экономичное преимущество, важно придерживаться мер безопасности и соблюдать международные нормы, особенно при использовании отделок поверхности, которые влияют на здоровье человека и окружающую среду. Поэтому внимательное оценивание вариантов отделки поверхности становится угловым камнем в ответственной практике производства ПП.
