Изравняване на спойка с горещ въздух с ниска сила (LF) (HASL) е широко използвана техника за повърхностно покритие при производството на многослойни печатни платки (PCB). Като доставчик на многослойни печатни платки LF HASL, разбирането на химичните свойства на LF HASL е от решаващо значение не само за производството, но и за съобщаването на възможностите на платката на нашите клиенти.
Състав и реактивност
Процесът на LF HASL обикновено включва покриване на откритите медни следи върху печатна платка с тънък слой спойка, който се състои главно от калай (Sn) и олово (Pb) в традиционния HASL. Индустрията се насочи към алтернативи без олово поради опасения за околната среда и здравето. Безоловните припои, които обикновено се използват в LF HASL, са базирани на калай, с добавки като сребро (Ag), мед (Cu) и бисмут (Bi).
Калайът е основният компонент на безоловния припой LF HASL. Има добра електропроводимост, която е от съществено значение за правилното функциониране на печатната платка. Калайът също е относително устойчив на корозия. Той образува тънък оксиден слой (SnO или SnO₂), когато е изложен на въздух. Този оксиден слой действа като защитна бариера, предотвратявайки по-нататъшното окисление на долния калай. Въпреки това, при висока влажност или корозивна среда, оксидният слой може да бъде атакуван от определени химикали, което води до корозия.
Среброто често се добавя към несъдържащи олово спойки в малки количества. Подобрява механичните свойства на спойката, като нейната здравина и пластичност. Среброто също подобрява омокряемостта на спойката, което е важно за осигуряване на добра връзка между спойката и медните следи върху печатната платка. Химически среброто е сравнително инертно, но може да реагира със съдържащи сяра съединения в атмосферата, за да образува сребърен сулфид (Ag₂S), който изглежда като черно петно.
Медта е друга често срещана добавка. Той помага да се подобри устойчивостта на спойката към термична умора и също така намалява разтварянето на мед от следите на PCB в спойката по време на процеса на запояване. Медта в спойката може да реагира с кислорода, за да образува медни оксиди (CuO и Cu₂O). Тези оксиди могат да повлияят на способността за запояване на повърхността, ако не се управляват правилно.
Бисмутът понякога се използва за понижаване на точката на топене на спойката. Той има сравнително ниска точка на топене (271,4 °C) и добавянето му към припоя на основата на калай може да намали общата температура на топене. Бисмутът е химически стабилен при нормални условия, но може да бъде реактивен в определени киселинни или алкални разтвори.
Взаимодействие с PCB материали
Химическите свойства на LF HASL също влияят на взаимодействието му с материалите, използвани в многослойните печатни платки. Най-често срещаният субстратен материал за PCB е FR - 4, епоксиден ламинат, подсилен със стъклени влакна.
Когато спойката LF HASL се приложи върху медните следи върху субстрата FR - 4, има физическо и химическо взаимодействие на интерфейса. Припоят трябва да намокри равномерно медната повърхност, за да образува добра връзка. Химическият състав на медната повърхност, която може да е окислена или замърсена, може да повлияе на този процес на намокряне. Флюсът за запояване, използван в процеса LF HASL, помага за почистване на медната повърхност чрез премахване на оксиди и други замърсители.
Самата подложка FR - 4 е относително инертна към припоя LF HASL. Въпреки това, по време на процеса на запояване при висока температура, епоксидната смола във FR - 4 може да претърпи известна термична деградация. Това разграждане може да доведе до освобождаване на малки количества летливи органични съединения (ЛОС) и може също така да повлияе на механичните и електрически свойства на субстрата с течение на времето.
За да се осигури дългосрочна надеждност на PCB, е важно да се контролират параметрите на процеса на запояване, като температура и време, за да се сведе до минимум въздействието върху FR - 4 субстрата.
Въздействие върху производителността на печатни платки
Химическите свойства на LF HASL имат пряко влияние върху работата на многослойните печатни платки. Устойчивостта на корозия на спойката е от решаващо значение за дългосрочната надеждност на платката. В сурови среди, като например зони с висока влажност или високо съдържание на сол, устойчивото на корозия покритие за запояване може да предотврати образуването на къси съединения или отворени вериги, дължащи се на разграждането на спойките.
Електропроводимостта на спойката също е важна. Всяка промяна в химическия състав на спойката, като образуването на оксиди или интерметални съединения, може да повлияе на нейните електрически свойства. Например, наличието на прекомерни медно-калаени интерметални съединения може да увеличи съпротивлението на спойката, което може да доведе до загуби на мощност и намалена цялост на сигнала в печатната платка.
Механичните свойства на спойките, които се влияят от химичния състав на припоя LF HASL, също са критични. Здравите и пластични спойки могат да издържат на механични натоварвания, като вибрации и термични цикли, без напукване или счупване.
Приложения и съображения
Многослойните печатни платки с LF HASL покритие намират приложения в широк спектър от индустрии, включително потребителска електроника, индустриална автоматизация и телекомуникации.
В потребителската електроника печатните платки се използват в устройства катоПлатка на вендинг машина FR4,Платка за електронен часовник, иПлатка с превключвател на захранването. Тези приложения изискват надеждно и рентабилно повърхностно покритие. Химическите свойства на LF HASL, като неговата добра спойка и разумна устойчивост на корозия, го правят подходящ избор.
В индустриалната автоматизация ПХБ често са изложени на по-сурови среди, включително високи температури, влажност и механично напрежение. Химическата стабилност и механичната якост на спойките LF HASL са важни за осигуряване на дълготрайна работа на оборудването. например,Платка с високо съпротивлениеизползвани в някои промишлени системи за управление, могат да се възползват от специфичните химични свойства на LF HASL.
В телекомуникационната индустрия, където високоскоростното предаване на сигнала е от решаващо значение, електрическите свойства на спойката са от особено значение. Всяка промяна в електрическата проводимост или импеданса на спойките може да повлияе на качеството на сигнала. ПХБ катоPCB за игрална машинасъщо разчитат на постоянната производителност, осигурена от химичните свойства на LF HASL.
Заключение
Като доставчик на многослойни печатни платки LF HASL, ние признаваме важността на химичните свойства на LF HASL при определяне на качеството, надеждността и производителността на нашите продукти. Съставът на спойката, включително калай, сребро, мед и бисмут, и техните взаимодействия с печатните платки оказват значително влияние върху поведението на платката в различни приложения.
Чрез разбирането на тези химични свойства можем да оптимизираме нашите производствени процеси, за да осигурим най-високо качество на нашите ПХБ. Ние се ангажираме да предоставяме на нашите клиенти печатни платки, които отговарят на техните специфични изисквания по отношение на електрически характеристики, механична якост и устойчивост на корозия.
Ако се интересувате от закупуването на многослойни печатни платки LF HASL, ви каним да се свържете с нас за допълнителни запитвания и да обсъдим вашите специфични нужди. Очакваме с нетърпение възможността да работим с вас и да ви предоставим висококачествени решения за печатни платки.
Референции
- „Материали за печатни платки и производствени процеси“ от Джон Кумбс
- „Наръчник по технологията на спойка“ от RJ Klein Wassink
- „Спояване без олово за електроника“ от Дейвид Л. Грийн