|
|
 |
什么是HASL喷锡板表面处理？有何优缺点？
HASL是英文「Hot Air Solder Leveling」的简称，它的中文翻译为「热风焊锡整平」，它是一种PCB的表面处理(surface finish)方式，我们一般俗称它为「喷锡」。因为HASL都是跟随着PCB，所以大多数的情况下都会称之为「喷锡板」来与「镀锡」或「化锡」方式作区别。
HASL的制作通常在PCB的主体完成后，将预制电路板浸入盛有熔化焊锡池中，将PCB最外层裸露的铜表面用锡液覆盖，以保护铜箔不会直接暴露于空气中而氧化，然后用热风形成的风刀来去处多余的锡液，并整平PCB的表面锡。常见的喷锡设备可大致分为垂直与水平两种，各有其优缺点。
HASL有分含铅及无铅两种类别，本文主要谈论的是无铅HASL。
HASL喷锡板的优点：
-
HASL板子的优点是便宜，相对ENIG(化镍浸金)来说价钱也较低，但是价钱比OSP(有机保护膜)稍高。
-
HASL的保存期限比OSP长。HASL的保存期限基本上与ENIG一致，如果防潮做得好，而且HASL与ENIG的表面处理层厚度与制程都符合规定，一般它们的焊性在一年的保存期限内基本上都不太会出问题，唯一要注意的是PCB本身久放后经回焊高温时是否会有分层剥离的风险，进而影响到信赖性。如果HASL超过一年的保存期限，必须留意因为铜与锡之间扩散作用而造成IMC增厚问题。
-
HASL可以很自然地与锡膏或锡液中的锡结合在一起，从而获得较佳的润湿(Wetting)及焊接效果，因为HASL本身就是以锡为主要材料，但HASL的润湿性佳通常仅针对第一面回焊(1st reflow)，对于第二回焊面就不一定有这个优点，这个议题我们后面在谈HASL缺点时会做进一步讨论。
HASL喷锡板的缺点：
-
HASL如果为纯锡则容易发生锡鬚(Tin Whiskers)，可能造造成短路问题，不利细间距(fine-pitch)的零件。锡鬚的生成主要是由热应力、化学力、机械力等因素驱动力等差值，而诱发「压应力(compressive stress)」所导致的应力释放结果。从许多研究中都指出，可以在铜的表面先预镀一层镍作为阻隔层(barrier layer)，再喷锡来抑制锡鬚的生长。
-
双面回焊制程中，因第二回焊面已经过一次回焊的高温洗礼，其表面锡容易重新融熔产生锡珠或类似水珠受重力影响而形成滴落球状的垄起锡点，使得PCB第二面的表面不平整，将影响锡膏量印刷的精准度，进而影响到焊锡品质。
-
第一次回焊与第二次回焊的间隔如果太久，可能使得第二回焊面的表面锡与空气接触而发生氧化形成钝化层，进而影响第二回焊面的焊接品质。
-
双面HASL的喷锡厚度如果太薄，在第一次回焊时，第二回焊面也同时会增加锡铜IMC的厚度，也就是第一次回焊将吃掉第二回焊面的锡层，将使得第二面回焊时没有多余的锡层来与锡膏中的锡连结在一起，可能造成不润湿(non-wetting)或焊锡强度变差问题。一般我们会建议HASL板子的喷锡厚度应该如下：对于大面铜区要求要在2.54µm以上为佳，最小也不应低于2µm；对于QFP及週边零件建议要在5µm以上；对于BGA焊垫要求要在11.4µm以上。
-
HASL的焊接与OSP一样都是铜基地。所以焊接完成后的初期会生成具有良好强度的IMC之Cu6Sn5，但使用一段时间后则会渐渐从Cu6Sn5转变为不良IMC之Cu3Sn，可能引发零件掉落问题。可以在喷锡或是锡膏的配方中加入镍(Ni)以抑制Cu3Sn的生成速率，改善原来HASL长期信赖度的问题。
左图为HASL吃锡不良，非本案例图片。
188金宝搏苹果下载 个人对选用HASL板时间的建议
-
HASL最好仅使用于单面板。这样可以避免第二回焊面的诸多问题。
-
建议HASL板的制程需加入防锡鬚的解决方案。
-
如果还是要使用HASL于双面板，建议layout时将细间脚零件及对锡膏量较敏感的零件优先放置于第一回焊面，这样可以避免空焊及短路的出现。
-
HASL板需严格管控喷锡的厚度，建议列为IQC进料检验的主要检查项目。
-
HASL在SMA(Surface Mount Assembly)的第一次回焊与第二次回焊间隔建议控制在24H~72H以内，否则建议重新真空包装或存放氮气柜，以避免与空气接触而生成太多钝化锡，影响后续的焊接品质。
-
SMT採用HASL板时，建议採用含镍(Ni)配方的锡膏，以延缓劣质IMC之Cu3Sn的生长速率，加强长期信赖度。
延伸阅读：
- 雾锡(Matte tin)与亮锡 (Bright tin)的差别
- 何谓「铜」基地与「镍」基地电路板(PCB)？
- 电子工业中零件或电路板镀镍(Ni)的目的何在？
- 无铅喷锡板(HASL)吃锡上锡润湿不良原因(资料收集)
|
|
访客留言内容（Comments）
访客留言注意事项：
1.首次留言须通过审核后内容才会出现在版面上，请不要重覆留言。
2.留言时请在相关主题文章下留言，与主题不相关的留言将会被视为垃圾留言，请善加利用【搜寻框】寻找相关文章，找不到主题时请在「水平选单」的「留言板」留言。
3. 留言前请先用【搜寻框】寻找相关文章，自己做一点功课后再留言。没有前因后果的内容，188金宝搏苹果下载
不一定会瞭解你在说什么，就更无法回答你的问题。
4. 188金宝搏苹果下载
并非某一方面的专家，所以回答的内容或许会有不正确的地方，服用前还请三思。如果您想询问关于电路板方面的工程问题，请前先参考这篇文章【询问工程问题，请提供足够的资讯以利有效回答】 把自己的问题想清楚了再来询问，并且请提供足够的资讯，这样才能有效回答问题。
5. 188金宝搏苹果下载
每则留言都会看，但不会每则留言都回答，尤其是只有问候之类的内容。
6. 留言询问时请注意您的态度，188金宝搏苹果下载
不是你的「细汉」，更没有拿你的薪水，所以不接受吆喝188金宝搏苹果下载
的态度来回答你的问题。
7. 原则上188金宝搏苹果下载
不接受私下电子邮件、电话、私讯、微信或任何即时通联络。
8. 自2021年7月起Google将停止最新文章电子邮件通知，如果你想随时接收部落格的最新文章可以参考这里。
感谢大大无私分享,
中年转职当电子业务的我(完全大外行) 幸好可以来这边取经
目前公司主要业务是电测治具,想请问有推荐的入门书吗