Финишное покрытие ГорПОС (HASL) плюсы и минусы

  • Самый распространенный вид финишного покрытия для печатных плат;
  • Недорогой и в то же время технологичный метод нанесения;
  • Покрытие, имеющее долговечность защитных свойств и прочность паянных соединений;
  • Отличная паяемость и возможность применения нескольких циклов пайки;
  • Длительный срок хранения – это неоспоримые достоинства финишного покрытия ГорПОС (горячий припой олово-свинец).

В технической документации нередко можно увидеть аббревиатуру HASL (HAL) от англ. Hot Air Solder Leveling (выравнивание припоя горячим воздухом).

Процесс горячего лужения состоит из следующих этапов:

Подготовительный этап: подготовка поверхности печатной платы (удаление загрязнения и окислов при помощи микротравления) и флюсование печатных плат (активация меди).

Горячее лужение: вертикальное или горизонтальное (конвейерное).

В первом случае заготовка погружается в рециркулируемую ванну с горячим припоем в вертикальном положении на несколько секунд (в зависимости от толщины заготовки и используемого материала), затем резко извлекается, при этом идет выравнивание покрытия горячим воздухом, а излишки припоя сдуваются.

Во втором случае печатные платы, перемещаясь по конвейеру под углом 45˚, погружаются на несколько секунд в ванную с горячим припоем. Данный способ горячего лужения не получил широкого применения нежели первый способ.

Охлаждение с последующей промывкой: после серьезного термоудара заготовке печатной плат необходимо остыть. Для процесса горячего лужения используется специальный водорастворимый флюс, который при промывке в теплой воде полностью удаляется.

 

При всей своей простоте финишное покрытие ГорПОС имеет свои недостатки и ограничения:

  1. В процессе нанесения покрытия печатная плата испытывает жесткий термоудар (240-260 °С), что может приводить к избыточному короблению. В связи с этим некоторые предприятия не используют покрытие ГорПОС, полагая, что в таком случае происходит уменьшение межслойных соединений в многослойных печатных платах.
  2. По причине конструктивных особенностей установок горячего лужения (в частности воздушных выравнивающих ножей) толщина покрытия может варьироваться от 5 до 40 мкм (хотя согласно ГОСТ 23752-79 п.2.3.1.3 допускаются даже отдельные утолщения и наплывы, не превышающие 0,2 мм);
  3. HASL не подходит для печатных плат с плотной топологией (по причине сил поверхностного натяжения горячего припоя), поэтому данное финишное покрытие является оптимальным только для печатных плат до 4-ого класса точности. От сюда следует, что плохо подходит для SMD компонентов с шагом выводов менее 0,5 мм и BGA.

На фотографии «перемычки» из припоя между проводниками

  1. Плохо подходит для печатных плат на основе неармированного стекловолокном базового материала с высоким коэффициентом расширения, например, ФАФ-4Д.
  2. В припое в большом количестве содержится свинец, который вреден как рабочему персоналу, так и окружающей среде.
  3. Довольно трудно «пролудить» тонкие печатные платы (по причине сильного давления в воздушных ножах), а также относительно толстые (в связи с разными коэффициентами температурного расширения меди и стеклотекстолита мелкие отверстия забиваются припоем).

Аналогичными достоинствами обладает расплавленный припой олово-свинец, осажденный на печатную плату гальваническим путем (процесс Оплавления), но он имеет свои технологические ограничения (например, не возможность использования для печатных плат с маской по меди). Но самое главное достоинство оплавления в том, что толщина покрытия равномерная, нет наплывов, сила поверхностного натяжения намного меньше, то есть это хорошая альтернатива ГорПОСу для печатных плат высокого класса точности.