В сфере электронного производства процесс пайки играет решающую роль в обеспечении качества и надежности продукции. Выравнивание поверхности горячим воздухом (HASL) – распространённый метод обработки, широко используемый в производстве печатных плат. В этой статье мы рассмотрим классификацию, преимущества и недостатки процесса HASL, а также его применение в современном электронном производстве и возможные проблемы, с которыми он может столкнуться.Обзор HASL (выравнивание пайки горячим воздухом)
HASL (Hot Air Solder Leveling) — это термический процесс выравнивания припоя, обычно используемый в электронном производстве, в частности при обработке поверхности печатных плат (PCB). Этот процесс включает в себя нанесение припоя (обычно сплава олова и свинца) на паяльные площадки печатной платы с последующим расплавлением припоя посредством нагрева и сжатого воздуха для создания гладкого поверхностного слоя. Это помогает улучшить качество пайки, предотвратить окисление и обеспечить надежные соединения для сборки электронных компонентов. Процесс HASL может быть применен к двум различным типам припоя: свинцовому HASL и бессвинцовому HASL . Свинцовый HASL использует сплав олова и свинца, тогда как бессвинцовый HASL использует бессвинцовый припой для соответствия экологическим нормам, таким как стандарт RoHS. Несмотря на то, что HASL имеет долгую историю в электронном производстве, с технологическим прогрессом постепенно стали применяться некоторые новые процессы обработки поверхности, такие как бессвинцовая HASL и химическое иммерсионное никелирование (ENIG) .
Технологический процесс HASL (выравнивание пайки горячим воздухом)
Подготовка площадки:
Первый этап процесса HASL включает подготовку контактных площадок. Контактные площадки являются критически важными зонами для соединения электронных компонентов, и их поверхности должны быть тщательно обработаны для обеспечения высокого качества пайки. Как правило, в процессе производства поверхности контактных площадок проходят раскисляющую обработку для удаления поверхностных окислов и загрязнений, что обеспечивает лучшую паяемость.Покрытие паяльной пастой:
После завершения подготовки контактных площадок на поверхности печатной платы нанесите расплавленную паяльную пасту Sn/Pb. Эта паста становится жидкой при высоких температурах, что позволяет ей равномерно покрыть поверхность контактных площадок и заполнить сквозные отверстия. Состав паяльной пасты имеет решающее значение, поскольку напрямую влияет на качество и надежность пайки.Нагрев и выравнивание:
После нанесения припоя на контактные площадки и сквозные отверстия начинается процесс нагрева и выравнивания. Обычно он нагревается горячим воздухом или азотом, доводя припой до температуры плавления и перехода в жидкое состояние. Одновременно с этим сжатый воздух равномерно распределяет припой, обеспечивая ровную поверхность. Этот процесс помогает устранить неровности припоя и обеспечивает равномерное покрытие контактных площадок.Образование интерметаллических соединений меди и олова:
В процессе разжижения припоя происходит реакция между оловом, содержащимся в припое, и медью на контактной площадке, приводящая к образованию интерметаллических соединений медь-олово (Cu-Sn). Эти интерметаллические соединения обладают превосходной надёжностью и проводимостью, повышая прочность и долговечность паяного соединения.Охлаждение и затвердевание:
После завершения процесса нагрева и выравнивания припой постепенно остывает и затвердевает. Это обеспечивает надёжную фиксацию и соединение компонентов, гарантируя тем самым долгосрочную надёжность изделия.Преимущества HASL (выравнивание пайки горячим воздухом)
Технология HASL (выравнивание пайки горячим воздухом) имеет ряд существенных преимуществ.Бюджетный:
По сравнению с другими сложными процессами пайки технология HASL экономически эффективна и подходит для крупносерийного производства.Зрелый процесс:
HASL используется в сфере электронного производства уже много лет, этот процесс относительно стабилен и прост в освоении.Высокая стойкость к окислению:
Покрытая припоем поверхность паяльной площадки после HASL эффективно предотвращает окисление медной поверхности, тем самым повышая надежность паяных соединений.Отличная паяемость:
Поверхность после HASL имеет хорошую паяемость, что облегчает пайку компонентов поверхностного монтажа и других соединений.Недостатки HASL (выравнивание пайки горячим воздухом)
Однако процесс выравнивания поверхности припоя горячим воздухом (HASL) также имеет некоторые недостатки, которые могут стать заметными в определенных сценариях применения. Явление «надгробного камня»: После пайки на поверхности паяльной площадки может образоваться «надгробный камень», при котором центр площадки проваливается, что потенциально влияет на надежность паяного соединения. Основная причина «надгробного камня» кроется в неравномерной усадке при затвердевании во время охлаждения припоя, вызванной поверхностным натяжением припоя. Такие факторы, как неравномерное распределение температуры, характеристики состава припоя, конструкция площадки и неправильный контроль параметров процесса, могут привести к неравномерной усадке припоя во время охлаждения, что приводит к образованию углубления в центре припоя, т.е. к «надгробному камню».
Недостаточная плоскостность: процесс пайки методом HASL может привести к относительно низкой плоскостности поверхности паяных площадок, что может создать проблемы для прецизионных электронных компонентов, предъявляющих высокие требования к плоскостности паяных площадок. Проблемы SMT: для более точных паяных площадок, таких как BGA-компоненты, процесс выравнивания пайкой горячим воздухом (HASL) может оказаться неподходящим из-за более высокого поверхностного натяжения, что может привести к трудностям с размещением компонентов.
Области применения HASL (выравнивание пайки горячим воздухом).
Технология HASL широко применяется в электронной промышленности, особенно при производстве электронных изделий среднего и бюджетного класса, таких как бытовая техника и потребительская электроника. Низкая стоимость и отработанность процесса обеспечивают конкурентное преимущество в крупносерийном производстве. Технология HASL широко используется в различных отраслях, включая бытовую технику, потребительскую электронику, светодиодное освещение, системы промышленной автоматизации, автомобильную электронику и многое другое.бытовая техника
В секторе бытовой техники электронные платы управления и другие электронные компоненты часто требуют пайки для таких устройств, как микроволновые печи, холодильники и стиральные машины. Низкая стоимость и отработанность процесса выравнивания пайки горячим воздухом (HASL) делают его распространённым выбором при производстве этих изделий. Благодаря относительно невысоким требованиям к пайке, HASL отвечает требованиям к надёжности и производительности.
Бытовая электроника
Потребительские электронные устройства, такие как мобильные телефоны, планшеты и акустические системы, требуют значительного количества электронных соединений, включая различные компоненты и разъёмы, припаянные к печатным платам. Технология напыления олова подходит для производства этих продуктов среднего и бюджетного класса, обеспечивая достаточную надёжность при сохранении контроля затрат.
Светодиодные осветительные приборы
Светодиодные светильники обычно включают в себя силовые цепи, схемы управления и т. д., и для подключения этих электронных компонентов требуется пайка. Антиокислительные свойства процесса пайки могут существенно продлить срок службы светодиодных светильников, одновременно отвечая требованиям экономической эффективности.
Оборудование промышленной автоматизации
Системы управления в оборудовании промышленной автоматизации часто требуют пайки электронных компонентов, таких как ПЛК (программируемые логические контроллеры) и т. д. Процесс пайки может обеспечить экономически эффективные решения для сварки этих устройств, гарантируя их стабильность и производительность.
Автомобильная электроника
Автомобильная электроника также является важной областью применения. Современные автомобили оснащены значительным количеством электронных блоков управления и датчиков, что требует надёжных электронных соединений. Для некоторых автомобильных электронных устройств среднего и низкого ценового диапазона пайка может удовлетворить производственные требования и снизить производственные затраты.
Проблемы, возникающие при выравнивании пайки горячим воздухом (HASL)
В связи с постоянным развитием электронных технологий процесс пайки также сталкивается с определенными трудностями.- По мере ужесточения экологических норм использование бессвинцовой пайки станет тенденцией. Однако для обеспечения качества сварки параметры процесса требуют более точной настройки.
- Учитывая особенности процесса пайки, необходимо оптимизировать конструкцию контактной площадки, чтобы, помимо прочего, уменьшить возникновение перемычек припоя и повысить надежность паяных соединений.
- Для приложений, включающих высокоточные электронные компоненты, могут потребоваться усовершенствования процесса пайки для удовлетворения таких требований, как плоскостность контактных площадок.
HASL, как распространённый процесс обработки поверхности, играет важную роль в производстве электроники. Низкая стоимость и отработанность процесса обеспечивают ему преимущество в массовом производстве, но также требуют оптимизации конструкции контактных площадок и параметров процесса для удовлетворения меняющихся потребностей в производстве электроники. С учётом экологических требований и технологических достижений ожидается, что процесс оцинкования методом распыления будет продолжать развиваться и расширяться в будущем.
С помощью SprintPCB воплотить в жизнь вашу идею дизайна печатной платы стало ещё проще. Независимо от того, новичок вы или опытный инженер, мы можем предложить вам высококачественные и эффективные решения для производства печатных плат. Посетите наш официальный сайт прямо сейчас, чтобы узнать больше о наших услугах, и мы вместе создадим ваш следующий выдающийся проект!
Здание A19 и C2, район Фуцяо № 3, улица Фухай, район Баоань, Шэньчжэнь, Китай 
+86 0755 2306 7700
Язык
