PCB 仕上げ – 熱風はんだレベリング

PCB（「プリント回路基板」）業界に携わっている場合は、これらの基板の表面が銅仕上げであることをすでに理解している必要があります。保護せずに放置すると、銅が酸化して劣化し始め、回路基板が使用できなくなります。

表面仕上げは、PCB とコンポーネント間のインターフェースを形成するのに役立ちます。この仕上げには、露出した銅ベースの回路の保護と、PCB へのコンポーネントの組み立て中のはんだ付け可能な表面の提供という 2 つの重要な機能があります。

熱風はんだレベリングとは?

熱風はんだレベリング (HASL) は、一貫性のある高品質の PCB アセンブリ結果を生成するための試行錯誤された真の方法としてかつて歓迎されました。とはいえ、進化し続ける回路基板の複雑さとコンポーネントの密度の増加により、すべての水平はんだ付けシステムの機能が限界まで押し上げられています。

HASL はおそらく、現代の業界で使用されている最も一般的なプリント回路基板の表面仕上げです。ホットエアはんだレベリング仕上げの組成は、37% の鉛と 63% の錫の比率です。ただし、鉛フリー仕上げに HASL を使用することもできます。必要なのは、プロセス全体を微調整することだけです。

HASL プロセス

このタイプの PCB 表面仕上げは、はんだマスクを適用した後、最初に回路基板を溶融した鉛/スズ合金のポットに浸すことによって適用できます。次のステップは、熱風ナイフを使用した熱風レベラー (HAL) による余分なはんだの除去です。これにより、可能な限り薄い層が残ります。

この残りの薄いはんだ層の役割は、トレースの下を腐食から保護することです。また、この仕上げにより、基板のパッドを事前に錫メッキすることにより、プリント回路基板の組み立てプロセス中にコンポーネントを回路基板にはんだ付けする作業が容易になります。

熱風はんだレベリングは、市場で入手可能な他の仕上げタイプと比較して、最も費用対効果の高い PCB 表面仕上げの 1 つです。したがって、これは汎用 PCB の表面仕上げとして推奨され、好ましい選択です。

それ自体は別のタイプの表面仕上げと見なされますが、鉛フリー HASL について少し説明できます。使用法と外観の両方で HASL と同じです。ただし、LF-HASL のはんだには、0.6% の銅と 99.3% のスズの混合物が含まれています。

この合金は、有鉛はんだと比較して、鉛フリーはんだの融点が高くなります。これにより、プリント回路基板アセンブリ ソリューションのリフローはんだ付け操作をわずかに変更する必要が生じます。

鉛フリー HASL は、従来の鉛ソースのはんだ付けプロセスの実行可能な代替品ですが、RoHS 準拠の回路基板が必要な場合にのみ使用されます。このタイプの仕上げを適用するには、高温のラミネート素材が必要になることも覚えておく必要があります。それ以外の場合、残りのはんだ付けプロセスは HASL に似ています。

過去数年間、熱風はんだレベリングは、最も需要が高く人気のある PCB 表面仕上げでした。それは、堅牢なソリューションと低コストという 2 つの主な品質によるものでした。

しかし、最近のプリント回路基板業界の進化と根本的な変化により、より複雑で高度な表面実装技術 (SMT) が導入され、HASL の欠点が露呈しました。

凹凸のある表面とファイン ピッチ コンポーネントとの間の非互換性のため、ファイン ピッチ SMT 回路アセンブリで HASL を使用することはできません。鉛フリーの HASL ソリューションは市場で入手できませんが、信頼性の高い製品を実現するために使用できるオプションが他にもいくつかあります。

HASL の長所と短所

HASL の使用には特定の利点と欠点があり、それらは次のとおりです。

利点

• 広く利用可能
• 低コスト
• 優れた賞味期限
• 簡単に再加工

短所

• でこぼこの表面を作る
• ファイン ピッチ コンポーネントの理想的なソリューションではない
• 濡れが悪い
• PTH またはメッキ スルーホールには適していません
• 熱ショック

まだ価値がある

HASL は依然として関連性があり、あまり知られていない HASL の意図しない利点の 1 つは、PCB が最大 265⁰C の高温にさらされることです。これは、高価なコンポーネントをボードに取り付ける前に、潜在的な剥離の問題を特定するのに役立ちます。