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PCB表面处理工艺:热风整平(HASL)厚度控制与合金流动性解析

  • 2025-04-11 09:46:00
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一、喷锡温度与锡层厚度的关系

在PCB的热风整平(HASL)工艺中,喷锡温度是影响锡层厚度的关键因素之一。喷锡温度通常控制在260-280℃之间,这个温度范围既能保证焊料的良好流动性,又能避免因温度过高导致的焊料氧化和铜的过度溶解。

 

1. 温度对锡层厚度的影响  

   - 当喷锡温度较高时,焊料的流动性增强,更容易在PCB表面形成均匀的涂层,但过高的温度可能导致焊料氧化,影响涂层质量。

   - 温度过低时,焊料的流动性较差,可能导致涂层不均匀,甚至出现焊料堆积或覆盖不完全的现象。

 

2. 锡层厚度的控制范围  

   - HASL工艺中,锡层厚度通常控制在1-40μm之间,具体厚度取决于PCB的应用需求。例如,通孔插装技术(THT)通常需要较厚的锡层(5-7μm),而表面贴装技术(SMT)则要求较薄的锡层(3-5μm)。

 

3. 其他影响因素  

   - 除了温度,热风刀的压力、角度和流速也会显著影响锡层厚度。热风刀压力越大,焊料涂层越薄;角度和流速的调整则可以改善涂层的均匀性。

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 二、有铅与无铅合金的流动性差异

在HASL工艺中,有铅合金(如Sn63/Pb37)和无铅合金(如Sn/Ag/Cu)的流动性差异显著,这直接影响了锡层的形成和厚度控制。

 

1. 有铅合金的特性  

   - 有铅合金(如Sn63/Pb37)具有较低的熔点(183℃)和良好的流动性,能够在较低温度下形成均匀的涂层。

   - 由于其流动性较好,有铅合金在热风整平过程中更容易覆盖复杂的PCB表面,形成平整的涂层。

 

2. 无铅合金的特性  

   - 无铅合金(如Sn/Ag/Cu)的熔点较高,流动性较差,因此需要更高的喷锡温度(通常在260-280℃)。

   - 无铅合金的流动性和润湿性较差,可能导致涂层不均匀或表面粗糙,这对工艺参数的控制提出了更高的要求。

 

3. 环保与工艺选择  

   - 有铅合金虽然焊接性能优良,但不符合RoHS环保法规,逐渐被无铅合金取代。

   - 无铅合金虽然环保,但其较高的工艺要求和较差的流动性需要通过优化工艺参数来克服。

 

 三、HASL工艺的应用与注意事项

1. 应用场景  

   - HASL工艺因其成本低廉、焊接性能优良,广泛应用于医疗、军工、航空航天等领域。

   - 但对于高密度互连(HDI)PCB或细间距元件,HASL工艺可能因表面平整度不足而不适用。

 

2. 注意事项  

   - 在喷锡过程中,需定期检查焊料的成分比例,确保其符合工艺要求。

   - 高温处理可能导致PCB翘曲或分层,因此需要严格控制工艺参数。

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通过优化喷锡温度、合金成分和工艺参数,可以有效控制锡层厚度,提升HASL工艺的可靠性和适用性。


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