热风整平（HAL）或热风焊料整平（HASL）是20世纪80年代发展起来的一种先进工艺，到了90年代中、后期，它占据着整个PCB 表面涂（镀）覆层的90%以上。只是到了90年代的末期，由于表面安装技术（SMT）的深入发展，才使HAL在PCB中的占有率逐步降低下来，但是，目前HAL在PCB表面涂（镀）覆中的占有率仍在50%左右。尽管SMT的高密度发展会使HAL在PCB中的应用机率不断下降，但是HAL技术在PCB生产中的应用仍有很长的生命力，即使禁用铅的焊料（无铅的绿色焊料），无铅的HAL技术和工艺也会开发和应用起来。
热风整平技术是指把PCB（一般为在制板 panel）浸入熔融的低共熔点（183℃）Sn/Pb（比例应等于或接近于63/37，操作温度为230∽250℃之间）合金中，然后拉出经热风（控制热风温度、风速和风刀角度，其中风刀结构与PCB板距离等已优化而固定下来）吹去多余的Sn/Pb合金，得到所要求组成和厚度的Sn/Pb合金层。在热风整平生产过程中要控制和维护好Sn/Pb合金组成的成份比例（一般要定期补充纯锡，因为锡比铅更易于氧化，加上锡也易于与其它金属形成合金，所以锡消耗比铅要快）。同时，在高温热风整平的过程中，PCB上的铜也会熔入到Sn/Pb合金中去，使Sn/Pb合金中含有铜的组分，由于铜和锡会形成高熔点的合金化合物，如Cu6/Sn5、Cu4/Sn3、Cu3/Sn等。当Sn/Pb合金中的铜含量≥0.3%（重量百分比）时，不仅会是使热风整平温度提高（如超过250℃以上）才能得到平整而光亮的涂覆Sn/Pb合金层，甚至会形成粗糙不平或沙石状的表面。因此应定期进行分析Sn和Pb含量与比例，以保证其比例处于62∽64/38∽36之间。同时，由于锡比铅更易于氧化，因此，熔融的锡/铅合金表面应具有耐高温的防氧化剂或耐热助焊剂等加以保护。另外，还要经常清除去在熔融的锡/铅合金表面上的氧化物和锡与铜的合金化合物（要采用比HAL更高的温度和一定保温时间，使铜与锡能充分反应，并漂浮在熔融的锡/铅合金表面上。然后降低温度到230℃左右清除去表面层或残渣），以保证熔融的锡/铅合金的组成比例和纯洁。
烷基苯并咪唑类在OSP溶液中的含量问题。当OSP含量在1∽5%之间时，所形成的络合物保护膜速度无明显变化，而OSP含量≥5%时，形成络合物保护膜可加速，但OSP含量大于10%时，因超过烷基苯并咪唑在水中的溶解度(与烷基类型和结构有关)，会造成油状物析出。所以，烷基苯并咪唑的含量应控制在10%之内。实际上所采用的烷基苯咪唑的含量远小于这个值。
氯化铜（CuCl2）在OSP溶液中的作用。在OSP溶液中加入适量的氯化铜，可促进络合物保护膜的形成，缩短浸渍时间。一般认为，由于铜离子存在，在OSP溶液中使烷基苯并咪唑与铜离子形成一定程度的络合。这种有一定程度聚集络合物再沉积到铜表面形成络合物保护膜时，能在较短的时间内形成较厚的络合物保护膜，因而起到ABI（Alkyl benzimidazole）络合的促进剂作用。实验表明：氯化铜加入量超过0.1%时，会使OSP 溶液过早老化,一般应控制在0.03%∽0.05%之间为宜。
有机酸在OSP溶液中的作用。加入有机酸可以增加烷基苯并咪唑（ABI）在水溶液中的溶解度，促进络合物保护膜的形成。而用量过多反而会使沉积在铜表面上的ABI膜溶解，因而控制有机酸的加入量（即PH值）是至关重要的。OSP溶液的PH值应控制在3.5左右为宜（PH一般为3.5±0.1）。当PH值大于5.0时，会降低ABI的溶解度呈油状物析出，对浸渍不利。而PH值过低，则会增加络合物的溶解度，导致在铜表面上沉积的络合物溶解而不能形成所要求厚度的膜，甚至不能形成络合物膜（如PH≤3.0时）因而主张OSP溶液的PH=4.0±0.5之间。
操作温度和时间。形成络合物的膜厚度随着OSP溶液的操作温度升高而增加，但太高的操作温度不利于维护和操作。太低的操作温度成膜速度太慢，甚至不形成络合物膜（如低于25℃时）。在上述OSP溶液控制条件下，操作时间为30秒到1分钟之间，操作时间大于2分钟，络合物膜厚度基本上没有增加。因此，ABI含量为1%、PH=4.0±0.5的OSP 溶液，操作温度控制在35±5℃、操作时间控制在40±10秒，便可以得到厚度伪0.4±0.1μm的均匀而致密的络合物OSP膜了。
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发表于 2016-10-19 09:46:47
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