为什么无铅Hasl饰面会带来麻烦?

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热风整平(HASL)一直是PCB表面处理的主要工艺。20世纪80年代末,60/40锡铅回流焊工艺开始逐步淘汰,取而代之的是热风整平。HASL表面处理是一种长期可靠的表面处理工艺,至今仍被用于军事、航空航天、医疗和其他应用领域。

热风整平的演变

尽管HASL含铅(Pb),但其作为印刷电路板的优良可焊性表面处理材料的悠久历史使其在全球PCB市场(包括国内和海外市场)一直保持着活力。

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自2006年年中欧盟RoHS开始实施以来,我们就意识到HASL将继续存在。长寿命和可靠性加上客户的信任,意味着必须找到一种解决方案来保持工艺的活力,这意味着必须设法去除铅。

从工业应用到玩具,PCB无所不在,因此安全问题显而易见。一旦确定儿童和成人长期接触铅会对健康造成危害,那么如何去除产品中的铅就成了电子制造商关注的焦点。

最初的期望是将铅从我们所接触的一切产品中完全清除。

时至今日,我们已经意识到,铅可能永远无法100%从所有产品中完全去除。然而,选择一种最适合您和您的工艺的PCB表面处理方式,同时又能保证环境安全,已经成为一种更为实用的解决方案。

什么是无铅HASL表面处理?

无铅化(LFH)HASL PCB表面处理在更安全的表面处理替代品的早期就成为了仅次于浸金的最常被考虑的表面处理。那么,为什么无铅HASL没有成为新的标准,而只是成为制造商的一个麻烦呢?由于LFH表面处理的复杂性,一些电路板制造厂可能需要将这一过程外包。

多年来,LFH的化学成分发生了变化,其应用也发生了变化。垂直和水平应用最初都存在与HASL相同的问题;在PCB的某些区域会出现积聚、不平整的表面,看起来有点雾蒙蒙的。

LFH的预试验组合给了饰面很差的评价。锡、银和铜合金的组合最初在加工层面效果不佳,留下了凹凸不平的涂层,既暗淡无光又不美观,而且装配性能也很差。通过去除银、改变锡铜合金和调整生产工艺,可以获得比原来更好、更光滑的表面涂层。随着这种应用的发展,需求也随之增加,同时也为公司带来了更多的LFH,缩短了客户产品交付的时间。

无铅HASL加工挑战

LFH需要在较高的温度下使用。在第一遍涂装时,表面会出现颗粒和暗沉。一旦加入第二道工序,表面和外观都会得到改善,变得光亮、平整、光滑、均匀。然而,在熔融溶液中浸泡两次所产生的过量热量会在孔壁上留下铜,使铜含量低于IPC标准规定的可接受范围。这迫使我们再次改变工艺,再次在LFH表面添加污渍。

经过对化学成分和工艺的多次修改,无铅HASL现已成为PCB上稳定的表面应用。改进后的工艺最终产生了一致的无铅HASL表面处理方法,极大地减少了PCB制造行业的麻烦。

PCB行业中LFH的减少
那么,在所有的改进之后,为什么LFH似乎仍然是目前行业中使用最少的表面处理呢?

ENIG表面处理(无电解镍浸金)、OSP表面处理(有机可焊性防腐剂),甚至是浸锡和浸银表面处理都在制造业中占据了领先地位。虽然无铅HASL表面处理变得更有可能,但它仍然是一个比其他表面处理更复杂的过程。随着技术的不断发展,表面的空间变得越来越小,占地面积也越来越小,这使得LFH更难成为首选的表面处理工艺。

摘要
无铅HASL在工艺方面的可行性有所提高,但在与其他表面处理竞争时,仍有一些基础工作需要克服。然而,这种曾经并不流行的表面处理工艺在客户中的受欢迎程度不断提高,促使制造商更多地考虑将其作为与浸银、OSP和浸锡竞争的主要表面处理工艺。

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