ホットエアソルダーレベリング（HASL）：信頼性の高いPCB表面処理

PCB（プリント基板）業界に携わる方なら、これらの基板に銅仕上げ面があることはご存知でしょう。もし無防備な状態で放置すれば、銅は酸化・劣化し、基板を使用不能にします。

表面処理はPCBと部品の間にインターフェースを形成します。この処理には2つの重要な機能があります。露出した銅ベース回路の保護、部品実装時のはんだ付け可能な表面の提供です。

ホットエアソルダーレベリング（HASL）とは

HASLはかつて、一貫性と品質のあるPCBアセンブリ結果を生み出す「試され、検証され、真実とされた」方法と謳われました。しかし、絶えず進化し、回路基板の複雑さと部品密度が増すにつれ、すべての水平はんだ付けシステムの能力は限界まで押し上げられています。

HASLは、現代の業界でおそらく最も一般的なプリント基板表面処理タイプです。HASLの仕上げ組成は、鉛37%、錫63%の比率です。しかし、プロセスをわずかに調整するだけで、鉛フリー仕上げにも対応可能です。

HASLプロセス

このタイプのPCB表面処理は、まずソルダーマスク適用後、基板を溶融鉛/錫合金の槽に浸漬します。次に、ホットエアレベラー（HAL）の熱風ナイフで余分なはんだを除去し、可能な限り薄い層を残します。

この残留薄いはんだ層の役割は、下地のトレースを腐食から保護することです。また、基板上のパッドを予備はんだ付け（プリティニング）することで、PCBアセンブリ工程での部品はんだ付けを容易にします。

HASLは、市場で入手可能な他の表面処理タイプと比較して、最もコスト効率の良いPCB表面処理の1つです。したがって、汎用PCBの推奨・推奨表面処理として選ばれています。

独立した表面処理タイプとして扱われますが、鉛フリーHASL（LF-HASL）についても触れておきます。使用感と外観はHASLと同一ですが、LF-HASLのはんだは銅0.6%、錫99.3%の組成です。この合金は鉛フリーはんだ付けのため鉛入りはんだより融点が高く、リフローはんだ付け工程にわずかな修正が必要です。

鉛フリーHASLは、従来の鉛ベースはんだ付けプロセスの実行可能な代替手段ですが、RoHS準拠基板が必要な場合のみ使用されます。また、この仕上げを適用するには高温対応のラミネート材料が必要です。それ以外のプロセスはHASLと同様です。

過去数年間、HASLは「堅牢なソリューション」と「低コスト」という2つの主な特質により、最も需要が高く人気のあるPCB表面処理でした。しかし、最近のプリント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の短所が露見しました。

微細ピッチSMT基板アセンブリにはHASLを使用できません。凹凸のある表面と微細ピッチ部品が互換性がないためです。鉛フリーHASLソリューションが市場にないわけではありませんが、高信頼性製品を実現するための他の選択肢がいくつか存在します。

HASLの長所と短所

HASL使用には特定のメリットとデメリットがあります：

メリット

• 広く入手可能
• 低コスト
• 優れた保存性（シェルフライフ）
• 容易にリワーク可能

デメリット

• 不均一な表面が生じる
• 微細ピッチ部品に不向き
• ウェッティング性が劣る
• PTH（メッキスルーホール）に不向き
• 熱衝撃のリスク

それでも価値がある

HASLは依然として関連性を保っています。あまり知られていない意図しないメリットの1つは、PCBを最大265℃の高温に曝露することです。これにより、高価な部品を実装する前に、潜在的な剥離問題を特定できます。