PCB-Finishes – Heissluftlotnivellierung

Wenn Sie in der PCB-Industrie tätig sind, müssen Sie bereits verstehen, dass diese Platinen kupferbeschichtete Oberflächen haben. Falls sie ungeschützt bleiben, beginnt das Kupfer zu oxidieren und sich zu verschlechtern, wodurch Ihre Leiterplatte unbrauchbar wird.

Die Oberflächenbeschaffenheit trägt dazu bei, eine Schnittstelle zwischen der Leiterplatte und dem Bauteil zu bilden. Diese Oberfläche hat zwei wichtige Funktionen – den Schutz freiliegender Schaltkreise auf Kupferbasis und die Bereitstellung einer lötbaren Oberfläche während der Montage der Komponenten auf der Leiterplatte.

Was ist Heißluftlotnivellierung?

Hot Air Solder Leveling oder HASL wurde einst als erprobte, getestete und wahre Methode gefeiert, um konsistente und qualitativ hochwertige Ergebnisse bei der Leiterplattenbestückung zu erzielen. Die sich ständig weiterentwickelnde und zunehmende Komplexität der Leiterplatten und die Dichte der Komponenten haben die Fähigkeiten aller horizontalen Lötsysteme jedoch an ihre maximalen Grenzen gebracht.

HASL ist wahrscheinlich die häufigste Art der Oberflächenveredelung von Leiterplatten, die in der modernen Ära in der Industrie verwendet wird. Die Heißluft-Lötnivellierungs-Finish-Zusammensetzung hat Anteile von 37 Prozent Blei und 63 Prozent Zinn. Sie können jedoch auch HASL für ein bleifreies Finish verwenden; Alles, was es braucht, ist eine kleine Änderung des gesamten Prozesses.

HASL-Prozess

Diese Art der Oberflächenveredelung von Leiterplatten wird angewendet, indem Sie Ihre Leiterplatte nach dem Auftragen der Lötmaske zuerst in einen Topf mit geschmolzener Blei-Zinn-Legierung tauchen. Der nächste Schritt ist das Entfernen von überschüssigem Lot mittels Hot Air Leveler (HAL) mit Heißluftmessern, wodurch eine möglichst dünne Schicht zurückbleibt.

Die Aufgabe dieser verbleibenden dünnen Lotschicht besteht darin, darunterliegende Spuren vor Korrosion zu schützen. Das Finish erleichtert auch das Löten Ihrer Komponenten auf die Leiterplatte während des Bestückungsprozesses der Leiterplatte, indem die Pads auf Ihrer Leiterplatte vorverzinnt werden.

Hot Air Solder Leveling ist eine der kostengünstigsten PCB-Oberflächenveredelungen im Vergleich zu anderen auf dem Markt erhältlichen Oberflächenveredelungen. Daher ist es eine empfohlene und bevorzugte Wahl der Oberflächenveredelung für Allzweck-Leiterplatten.

Obwohl es als eigenständige Art der Oberflächenveredelung angesehen wird, können wir ein wenig über bleifreies HASL diskutieren. Sowohl in der Verwendung als auch im Aussehen ist es mit HASL identisch; Das Lot in LF-HASL enthält jedoch eine Mischung aus 0,6 Prozent Kupfer und 99,3 Prozent Zinn.

Diese Legierung hat einen höheren Schmelzpunkt für bleifreies Löten im Vergleich zu verbleitem Löten. Dies erhöht die Notwendigkeit einer geringfügigen Modifikation des Reflow-Lötvorgangs in Ihrer Lösung für die Bestückung von Leiterplatten.

Bleifreies HASL ist ein praktikabler Ersatz für das herkömmliche Lötverfahren mit Bleiquelle, wird jedoch nur verwendet, wenn Sie eine RoHS-konforme Leiterplatte benötigen. Sie müssen auch bedenken, dass Sie ein Laminatmaterial mit hoher Temperatur benötigen, um diese Art von Finish aufzutragen. Ansonsten ist der Rest des Lötprozesses ähnlich wie bei HASL.

In den vergangenen Jahren war Hot Air Solder Leveling das gefragteste und beliebteste PCB-Oberflächenfinish. Dies war auf zwei Hauptqualitäten zurückzuführen, d. h. robuste Lösung und niedrige Kosten.

Die jüngste Entwicklung und die grundlegenden Änderungen in der Leiterplattenindustrie führten jedoch zu komplexeren und fortschrittlicheren Oberflächenmontagetechnologien (SMT), die die Mängel von HASL aufdeckten.

Sie können HASL nicht mit Fine-Pitch-SMT-Schaltungsbaugruppen verwenden, da die unebenen Oberflächen und Fine-Pitch-Komponenten nicht kompatibel sind. Obwohl eine bleifreie HASL-Lösung auf dem Markt nicht erhältlich ist, gibt es mehrere andere Optionen, die Sie verwenden können, um hochzuverlässige Produkte zu erzielen.

Vor- und Nachteile von HASL

Die Verwendung von HASL hat bestimmte Vor- und Nachteile, und zwar:

Vorteile

• Weit erhältlich
• Geringe Kosten
• Hervorragende Haltbarkeit
• Einfach nachbearbeitet

Nachteile

• Erzeugt unebene Oberflächen
• Keine ideale Lösung für Fine-Pitch-Komponenten
• Schlechte Benetzung
• Nicht ideal für PTH oder plattierte Durchgangsbohrungen
• Thermischer Schock

Es lohnt sich immer noch

HASL bleibt immer noch relevant, und einer der weniger bekannten und unbeabsichtigten Vorteile von HASL ist, dass Ihre Leiterplatte höheren Temperaturen von bis zu 265 °C ausgesetzt wird. Dies hilft, potenzielle Delaminierungsprobleme zu erkennen, bevor Sie teure Komponenten auf der Platine anbringen.