HASL(喷锡)
印制电路板HASL工艺解析
ASL是工业中用到的主要的有铅表面处理工艺。
工艺由将电路板沉浸到铅锡合金中形成，过多的焊料被“风刀”去除，所谓的风刀就是在板子表面吹的热风。
对于PCA工艺，HASL 具有很多的优势：它是最便宜的PCB，而且通过多次回流焊、清洗和存储后表面层还可以焊接。
对于ICT而言，HASL也提供了焊料自动覆盖测试焊盘和过孔的工艺。
然而，与现有的替代方法相比，HASL表面的平整性或者同面性很差。
现在出现了一些无铅的HASL替代工艺，由于具有HASL的自然而然的替代的特性而越来越普及。
多年来HASL应用的效果不错，但是随着“环保”绿色工艺要求的出现，这种工艺存在的日子屈指可数。
除了无铅的问题，越来越高的板子复杂性和更精细的间距已经使HASL工艺暴露出很多的局限性。
优势：最低成本PCB表面工艺，在整个制造过程中保持可焊接性，对ICT无负面的影响。
劣势：通常使用含铅工艺，含铅工艺现在受到限制，最终将在2007年前消除。
对于精细引脚间距(<0.64mm)的情况，可能导致焊料的桥接和厚度问题。
表面不平整会导致在组装工艺中的同面性问题。
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喷锡工艺介绍
热风整平，俗称：喷锡，英文：Hot Air Solder Level （缩写HASL）或 Hot Air Leveling（缩写HAL）。
是印制电路板表面处理的方式之一。
它的工作原理是利用热风将印制电路板表面及孔内多余焊料去掉，剩余焊料均匀覆在焊盘及无阻焊料线条及表面封装点上。
热风整平的工艺比较简单，主要是：放板（贴镀金插头保护胶带）－热风整平前处理－热风整平－热风整平后清洗－检查。
热风整平的工艺虽然简单，但是，若想热风整平出优良合格的印制电路板还有很多的工艺条件需要掌握，例如：焊料温度，空气刀气流温度，风刀压力，浸焊时间，提升速度等等。
这些条件都有设定值，但工作时又要根据印制电路板的外在条件及加工单的要求相变化，例如：板厚，板长。
不同的单面，双面，多层板。
它们所采用的条件是有差异的，只有熟悉掌握各种工艺参数，根据印制电路板的不同类型，不同要求，耐心，细致，合理的调整机器，才能热风整平出合格的印制电路板。
在热风整平中常常会出现以下一些常见的问题根据工作经验提出了一些解决方法仅供参考。
一、热风整平抽风口滴残液，这种现象是从热风整平的抽风口向下滴流黄色液体，这种液体主要是整平时被抽风口吸入的助焊剂。
天长日久积于抽风管道内，无法排出，便顺抽风口四周滴落，滴落在什么地方都有，像热风管道，风刀口处，风刀口上保护盖滴落最多，有时，在工作中也会滴于操作员的头上，工作服上，在下班关闭抽风后滴下的残液最多，例如热熔，这些液体覆于设备上，时间久了对设备的残蚀很大。
可参考脱排油烟机的结构，在抽风口上做一个漏斗型铁丝网引流残液，可减小或解决这种情况，可以在漏斗网下端引入地沟或放入废液槽，这样做好后，残液在从抽风口向下流动的过程中，流经铁丝时，会有一大部分残液沿铁丝流下。
并且多做几个备用如腐蚀坏了可更换。
二、热风整平时戴的手套，在热风整平时通常是采用帆布手套，将一付手套套入另一付手套戴在手上进行工作，时间稍长助焊剂便浸入手套里边去了，这时手套的隔热能力就大大减小了，而且，助焊剂浸到手上对手也有一定的伤害．这种浸入了助焊剂的手套洗涤后还能再用一次，但效果不好，由于帆布变软，助焊剂浸入的速度非常快且量大，建议采用浸塑手套里面在加一个细帆布手套，关键的问题是：这种橡胶手套的大小要合适，隔热要好，而且柔软度好。
什么是HASL 和OSP
表面平整，保护膜均匀一致，适用于细线条、细SMT间距，成本低，操作温度低，对板料无伤害，易于返工返修。
缺点：
不耐酸，高湿环境会使其焊接性能受到影响。打开真空包装后，要求在尽可能短的时间内焊接完成
HASL(Hot Air Solder Level) HASL工艺俗称喷锡，是将PCB浸入熔融的焊料中，再通过强热风将表面及孔内的多余焊料吹掉，得到一个光亮的涂层。有铅喷锡熔炉温度为240度左右，无铅熔炉温度高达300度，加上操作环境高温高蚀，对PCB危害极大，而且表面平整性远不及化学处理的表面好 优Leabharlann ： 焊锡性佳，可靠度优良
缺点：
较差的流平性及塞孔问题，对绿油、板材及层压结合力有较高要求，存在板弯、板翘的隐患，避免的方法是需使用高Tg板料及PP，仅板材成本增加100元m2（以双面板计算）
ssyyff 2007-01-16 0845
Thank for very much! very professional
fish2323 2007-01-16 0859
指的均是PCB表层之处里
HASL (Hot Air Solder Leveling) 喷锡板
OSP (Organic Solderability Preservatives) 有机可焊保护膜
还有其他PCB制程分别是...
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) 化镍浸金(化金板)
什么是HASL 和OSP
请教 什么是 HASL 和OSP
s-dog 2007-01-16 0841
是两种不同的线路板表面处理方式。
OSP(Organic Solderability Preservative) OSP工艺在20世纪90年代开始运用，它是将裸露的印制板浸入一种水溶液中，通过化学反应在铜表面形成一层厚度为0.2-0.3um的憎水性的有机保护膜，这层膜能保护铜面避免氧化，保证焊接。在21世纪初，OSP的第五代产品已经能够满足无铅焊接的要求，并且可以耐3次RF.
喷锡工艺介绍
喷锡工艺介绍
一、制作目的
喷锡，又称热平整平（HASL），是在铜表面上涂覆一层锡铅合金，为防止铜面被氧化，进而为后续装配制作提供良好的焊接基地。
喷锡的基本过程是焊垫通过助焊剂与高温锡形成铜锡合金（IMC），然后通过高温、高压气体达到焊垫平整的目的。
二、喷锡的流程
包红胶→冷辘→焗板→热辘→
包红胶→冷辘→焗板→热辘→入板→微蚀→水洗→干板→预热→过松香→喷锡→浮床→热水洗→磨刷洗板→水洗→干板→出板。
注：加框的为有金手指的喷锡板所需步骤。
三、喷锡的工艺
1．前处理：获得清洁、新鲜的焊盘。
2．预热：预热PCB，可缩短浸锡的时间，减少热冲击，减少锡炉的温降，避免孔塞或孔小，利于较快形成IMC和上锡。
预热温度一般为170-200°F，太高，易使Flux蒸发；太低，孔内凝水喷锡不光亮或不上锡。
3．助焊剂或松香机
作用是：a.清洁铜面，降低锡铅的内聚力，使焊垫平整；
b.助焊剂为微酸性，水溶、腐蚀性低，易清洗。
c.传热介质，使熔锡与铜面迅速形成铜锡合金。
4．锡炉和风刀是本机的关键部分，作用：涂覆焊锡和焊垫的整平；锡铅液表面浮盖一层高温油，作用是防止锡液氧化，增加润滑；锥形传动滚轮（行辘），避免板面触痕，锡液温度控制很严格，太高容易甩绿油或爆板，太低易出现锡面粗糙、桥接等。
风压、风温、风刀角度，行板速度也都视不同情况严格控制。
5．空气浮床的作用：冷却板子，避免焊垫有触痕。
6．后处理：清洗残留松香，热油、浮锡渣。
四、缺陷及解决方法。
喷锡、熔锡、滚锡、沉锡、银及化学镍金制程术语手册
喷锡、熔锡、滚锡、沉锡、银及化学镍金制程术语手册喷锡、熔锡、滚锡、沉锡、银及化学镍金制程术语手册1、Blue Plaque 蓝纹熔锡或喷锡的光亮表面，在高温湿气中一段时间后，常会形成一薄层淡蓝色的钝化层，这是一种锡的氧化物层，称为Blue Plaque。
2、Copper Mirror Test 铜镜试验是一种对助焊剂(Flux)腐蚀性所进行鉴别的试验。
可将液态助焊剂滴在一种特殊的铜镜上(在玻璃上以真空蒸着法涂布500A厚的单面薄铜膜而成)，或将锡膏涂上，使其中所含的助焊剂也能与薄铜面接触。
再将此试样放置24 小时，以观察其铜膜是否受到腐蚀，或蚀透的情形( 见IPC-TM-650 之2.3.32节所述)。
此法也可测知其它化学品的腐蚀性如何。
3、Flux 助焊剂是一种在高温下，具有活性的化学品，能将被焊物体表面的氧化物或污化物予以清除，使熔融的焊锡能与洁净的底金属结合而完成焊接。
Flux原来的希腊文是Flow(流动)的意思。
早期是在矿石进行冶金当成"助熔剂"，促使熔点降低而达到容易流动的目的。
4、Fused Coating 熔锡层指板面的镀锡铅层，经过高温熔融固化后，会与底层铜面产生"接口合金共化物"层(IMC)，而具有更好的焊锡性，以便接纳后续零件脚的焊接。
这种早期所盛行有利于焊锡性所处理的板子，俗称为熔锡板。
5、Fusing Fluid助熔液当"熔锡板"在其红外线重熔(IR Reflow)前，须先用"助熔液"进行助熔处理，此动作类似"助焊处理"，故一般非正式的说法也称为助焊剂(Flux)前处理。
事实上"助焊"作用是将铜面氧化物进行清除，而完成焊接式的沾锡，是一种清洁作用。
而上述红外线重熔中的"助熔"作用，却是将红外线受光区与阴影区的温差，藉传热液体予以均匀化，两者功能并不相同。
HASL(喷锡)
输送进表面沾有熔融态锡铅之滚轮，而将一层薄 的锡铅转移至板子铜表面。
目前仍有低层次单面硬板，或单面软板使用此种 制程。
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HASL - 喷锡
• 垂直喷锡
制程：垂直将板子浸入熔解的热锡炉中，再将多余锡铅以高压空 气将之吹除。此制程逐渐改良成今日的喷锡制程，同时解决表面 平整和孔塞的问题。
但是垂直喷锡仍有很多的缺点，例如受热不平均，Pad下缘有锡 垂(Solder Sag)，铜溶出量太多等。
线路板铜面处理工艺
一、上松香 二、OSP（Cu-106A，Cu-106A（x），Cu-56 ） 三、沉锡 四、沉银 五、沉/电金 六、喷锡（37/63铅锡、锡合金）
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HASL - 喷锡
• 水平喷锡
1)1980年初期，水平喷锡被发展出来. 2)其制程能力，较垂直喷锡好很多，有众多的优点。 • 细线路可做到5~8mil Pitch以下。 • 锡铅厚度均匀也较易控制。 • 减少热冲击，减少铜溶出以及降低IMC层厚度。
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微蚀→水洗→[酸洗（中和）] →水洗→热风干
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无铅喷锡（HASL）润湿不良问题及对策
无铅喷锡（HASL）润湿不良问题及对策常成祥;王振荣【摘要】针对东莞康佳电子有限公司生产无铅喷锡（HASL）PCB板时所遇到的焊盘润湿不良问题，采用了正常PCB板材与异常PCB板材对比，对smt生产制程条件进行内检等方法措施，以及最终对焊盘异常的PCB送国家级实验室5所分析结论确认焊盘润湿不良问题的主要表现为锡膏对PCB焊盘润湿不良．造成不良的主要原因与PCB焊盘HASL表面不平整以及焊盘已发生合金化降低其可焊性有关。
并在批量生产中采取烘烤箱使用1053±5℃，烘烤4小时烘烤PCB和使用酒精擦洗PCB焊盘来减少润湿不良的方法措施保证生产。
%This article in view of Dongguan Konka Electronics Company Limited production of Heat Air Solder Level PCB board encountered by the pad poor wetting problems. Using the normal PCB contrast with anomalies PCB, On SMT production process conditions were seized and other measures, And final send the poor wetting pad in PCBs to National Lab.5 Analysis confirmed the pad wetting the main show of the problem for the solder paste on the PCB pad poor wetting, The main cause of adverse with the PCB pad HASL surface roughness and pads have been alloying reduces its weldability, In mass production is adopted in the baking oven using 105±5℃ ,4 hours of baking PCB and the use of alcohol scrub PCB pads to reduce wetting method measures to ensure production.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)015【总页数】4页(P124-127)【关键词】HASL;热风整平;无铅喷锡;缩锡;润湿不良;拒焊【作者】常成祥;王振荣【作者单位】东莞康佳电子有限公司，广东东莞523685;陕西省电子信息产品监督检验院，陕西西安710004【正文语种】中文【中图分类】TM205.12003年1月欧盟议会和欧盟理事会通过了RoHS指令，即在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令，也称2002/95/EC指令，2005年欧盟又以2005/618/EC决议的形式对2002/95/EC进行了补充，明确规定了六种有害物质的最大限量值。
PCB表面处理工艺常见六大分类
PCB表面处理工艺常见六大分类一、定义PCB表面处理工艺是指在PCB元器件和电气连接点上，人工形成一层与原有基体性能不同表层的工艺方法。
由于铜本身的可焊性良好，但在空气中倾向于以氧化物的形式存在，因此需要对PCB进行表面处理，避免影响PCB的可焊性与电气性能。
二、工艺分类1、热风整平热风整平HASL，又称热风焊料整平。
它是在PCB表面涂覆熔融锡铅焊料并用加热压缩空气整平（吹平），使其形成一层抗铜氧化且可焊性良好的涂覆层。
热风整平分为垂直式和水平式两种。
PCB进行热风整平时，要浸在熔融的焊料中，风刀在焊料凝固之前吹平液态焊料，并将铜面上焊料的弯月状最小化，阻止焊料桥接。
工艺流程：微蚀——预热——涂覆助焊剂——喷锡——清洗2、有机防氧化（OSP）OSP，又称Preflux，译为有机保焊膜、护铜剂。
OSP指的是在洁净的裸铜表面上，以化学方法长出一层具有防氧化，耐热冲击，耐湿性功效的有机皮膜，用以阻隔铜和空气，避免铜表面于常态环境中氧化或硫化。
同时OSP在后续的焊接高温中，容易被助焊剂所迅速清除，以便焊接。
工艺流程：脱脂——微蚀——酸洗——纯水清洗——有机涂覆——清洗3、化学沉镍金化学沉镍金指的是在铜表面上包裹一层电性能良好的镍金合金。
不同于OSP仅作为防锈阻隔层，化学沉镍金能在PCB长期使用过程中保证其具有良好的电性能。
另外，化学沉镍金也具有优于其它表面处理工艺的环境忍耐性。
工艺流程：脱酸洗清洁——微蚀——预浸——活化——化学镀镍——化学浸金4、化学沉银化学沉银介于OSP与化学镀镍或浸金之间，工艺较简单、快速。
其暴露于热、湿与污染的环境中，仍能保证很好的电性能及良好的可焊性。
美中不足的是，会失去光泽。
由于银层下面没有镍，因此沉银不具备化学镀镍或浸金那样好的物理强度。
5、电镀镍金电镀镍金指的是在PCB表面导体先电镀上一层镍之后，再电镀上一层金。
镀镍主要作用是防止金与铜之间发生扩散。
电镀镍金分类：（1）镀软金即纯金，表面看起来不亮，主要用于芯片封装时打金线；（2）镀硬金，表面平滑坚硬、耐磨，含有钴等元素，表面看起来较光亮。
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HASL - 喷锡
助焊剂的选择 助焊剂要考虑的是它的粘度与酸度（活性），其适用范 围和产品的种类，制程以及设备有很大的关连。 譬如，水平喷锡的助焊剂粘度的选择，就必须较垂直喷 锡低很多。因水平喷锡之浸锡时间短，所以助焊剂须以 较快速度接触板面与孔内。
HASL - 喷锡
B、流程 、 不管是垂直喷锡或水平喷锡，正确的制造流程一样如下：
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G、整平 、
当板子完全覆盖锡铅后，接着经高压热风段将表面孔内多余的锡铅吹 除，并且整平附着于PAD及孔壁的锡铅。 此热气的产生由空压机产生的高压空气，经加温后，再通过风刀吹出 。 其温度一般维持在220~265℃。（垂直220~245 ℃ ，水平245~265 220~265 220~245 245~265 ℃） 温度太低，会让仍是液状的锡铅表面白雾化及粗糙。 温度太高则浪费电能、损坏板材及绿油。 空气压力的范围，一般在12~30psi之间，视下列几个条件来找出最佳 压力： 1.设备种类 设备种类
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F、上锡铅 、 此段程序，是将板子完全浸入熔融态的锡炉中，液态 Sn/Pb表面则覆盖乙二醇类（glycol)的抗氧化油，此油须 与助焊剂相容。 此步骤重要的是停留时间，以及因在高温锡炉中，如何 克服板弯问题的产生。 板子和锡接触的瞬间，铜表面即产生一薄层IMC Cu6Sn5 ，有助后续零件焊接。此IMC层在一般储存环境下，厚度 的成长有限，但若高温下，则厚度增长快速，反而会造 成吃锡不良。
课堂守则
• 请将通讯工具调到震动状态。 请将通讯工具调到震动状态。 震动状态 • 请勿在上课期间，随意进出，以免影响其他同事。 请勿在上课期间，随意进出，以免影响其他同事。 • 请勿交头接耳、大声喧哗。 请勿交头接耳、大声喧哗。 • 如有特殊事情，在征得培训导师的同意的情况下， 如有特殊事情，在征得培训导师的同意的情况下， 方可离场。 方可离场。
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导师： 导师：宋国平 Guoping.Song@
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一、喷锡 HASL(Hot Air Solder Leveling) 喷锡 A、历史 、 • 1970年代中期HASL就已发展出来。 • 早期制程，即所谓“滚锡”(Roll tinning)，板子 输送进表面沾有熔融态锡铅之滚轮，而将一层薄 的锡铅转移至板子铜表面。 目前仍有低层次单面硬板，或单面软板使用此种 制程。
以上守则，各位学员共同遵守 以上守则，
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线路板铜面处理工艺 一、上松香 二、OSP（Cu-106A，Cu-106A（x），Cu-56 ） 三、沉锡 四、沉银 五、沉/电金 六、喷锡（37/63铅锡、锡合金）
• 水平喷锡
1)1980年初期，水平喷锡被发展出来. 2)其制程能力，较垂直喷锡好很多，有众多的优点。 • 细线路可做到5~8mil Pitch以下。 • 锡铅厚度均匀也较易控制。 • 减少热冲击，减少铜溶出以及降低IMC层厚度。
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垂直喷锡和水平喷锡的差别 垂直喷锡和水平喷锡极大的不同点，在于垂直喷锡从 进入锡炉瞬间至离开锡炉瞬间的时间约是水平喷锡的 二倍左右。 整个PANEL受热的时间亦不均匀，而且水平喷锡板子 有细小的滚轮压住，让板子维持同一平面。 所以垂直喷锡一直有热冲击板子弯翘的问题存在。虽 有公司特别设计夹具，减少其弯翘的情形，但产能却 也因此减少。
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E、预热 、 以1.6mm厚度而言，其预热条件应维持表面温度在 70~130℃间。 若板子是高层次，以及内层为散热层，则热传效果是非 常重要的。 有些公司的预热放在Coating flux之后，但根据实验显示 如此会将flux中的活性成份破坏，而不利于吃锡。 不管用何种方式，均匀与完全的涂覆是最为主要的。
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成功的后清洁制程的设计必须是板子清洗后：
1、板弯翘维持最小比率； 2、离子污染必须小于最高标准（一般为6.5µg/cm2）； 3、表面绝缘阻抗（SIR）必须达最低要求。（一般标准： MIN7.0×108 、AVE7.0 ×109 ----喷锡水洗后 35 ℃，85%RH ，24小时后） 4、板子表面无污垢、锡粉； 5、板子必需干燥无水；
微蚀→水洗 酸洗 中和） 水洗→热风干 微蚀 水洗→[酸洗（中和）] →水洗 热风干 水洗 酸洗（ 水洗
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微蚀是关键步骤，若能控制微蚀深度在 0.75~2.0µm(30~80µin)以上，则可确保铜面之有机污 染去除干净并起到粗化铜表面的作用。 至于是否须有后酸洗（中和）；则视使用微蚀剂种类， 见下表：
微蚀剂种类 FeCl3 NPS+H2SO4 H2O2+H2SO4
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微蚀的最佳方式，是以水平喷洒的设备为好，维持一定的 微蚀速率，以及控制后面水洗，热风吹干间隔的时间，防 止再氧化的情形出现；并和喷锡速度密切搭配，使生产速 率一致。 属于前制程严重的问题，例如S/M残留，或者显影不净问 题，则再强的微蚀都无法解决这个问题。
0º 6º 90º
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C、贴金手指保护胶 、 目的在保护金手指以免渗锡，其选择很重要，要能耐热、 贴紧、不留残胶。 D、前清洁处理 、 主要的目的是将铜表面有机污染氧化物等去除，一般的 处理方式如下:
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前处理的好坏，有以下几个因素的影响： • 化学剂的种类 • 活性剂的浓度（如氧化剂，酸） • 温度 • 作用时间 • 喷射压力 槽液寿命，视铜浓度而定，所以为维持etch rate的稳定 ，可以分析铜浓度来控制添加新鲜的药液。 一般要求Cu2+浓度小于40g/l。
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• •
2.板厚 板厚
3.孔纵横比 孔纵横比
4.风刀 风刀
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下列几个变数，会影响整个锡铅层厚度，平整度，甚至后续焊锡性 的良否。 1.风刀口至板子的距离 风刀口至板子的距离 2.风刀角度 风刀角度 3.空气压力大小 空气压力大小 4.板子通过风刀的速度 板子通过风刀的速度 5.风刀的结构 风刀的结构 6.外层线路密度及结构 外层线路密度及结构 其中，前四项都是可调整到最佳状况，但是第五、六项则和制程设 备的选择及客户设计有很大关系，例如垂直喷锡，在PAD下缘，或 孔下半部会有锡垂造成厚度不均及孔径问题。
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除了这些以外，尚有以下的考虑： • 与锡炉的抗氧化油是否相容。 • 为何不易清洁，而有残留物。 所以，为了易于清洁，大部份flux主成分为glycol，可溶 于水。活化剂则使用如HCl或 HBr等酸。 因设备的差异，flux的一些物质可能因使用的过程而有变 化，如粘度以及挥发性成分。 因此须考虑自动添加系统，除补充液之外，亦补充挥发 性成分。