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　　【hc360慧聰網絲印特印行業頻道】雖然以產品生命周期短和迅猛的技術改變聞名，電子工業還不得不采用一種工業應用廣泛的熱空氣焊錫均涂(HASL,hotairsolderleveling)的替代技術。在過去十年，有無數的論文發表，預言HASL會由有機可焊性保護層(OSP,organicsolderabilitypreservatives)、無電鍍鎳浸金(ENIG,electrolessnickelimmersiongold)或新的金屬浸泡技術諸如銀與錫所取代。到目前為止，還沒有一個預言變成現實。　　HASL是在世界范圍內主要應用的最終表面處理技術。一個可預計的、知名的涂層，HASL今天使用于億萬計的焊接點上。盡管如此，三個主要動力：成本、技術和無鉛材料的需要，推動著電子工業考慮HASL的替代技術。　　從成本的觀點來看，許多電子元件諸如移動通信和個人計算機正變成任意使用的商品，以成本或更低的價格銷售，來保證互連網或電話服務合約。這個策略使得這些商品大量生產和日用品化。因此，必須考慮成本和對環境的長期影響。環境的關注通常集中在潛在的鉛泄漏到環境中去。僅管在北美的立法禁止鉛的使用還是幾年后的事情，但是原設備制造商(OEM,originalequipmentmanufacturer)必須滿足歐洲和日本的環境法令，以使其產品作全球銷售。這個考慮已經孕育出許多課題，評估在每一個主要的OEM那里消除鉛的可選方法。　　HASL的替代方法允許無鉛印刷電路板(PWB,printedwiringboard)，也提供平坦的共面性表面，滿足增加的技術要求。更密的間距和區域陣列元件已允許增加電子功能性。通常，越高的技術對立著降低成本。可是，大多數替代方法改進高技術裝配和長期的可靠性，而還會降低成本。　　成本節約是整個過程成本的函數，包括過程化學、勞力和企業一般管理費用。象OSP、浸銀和浸錫等替代技術可提供最終表面處理成本的20~30%的減少。雖然每塊板的節約百分比在高層數多層電路板產品上可能低，日用電子的成本節約，隨著更大的功能性和鉛的消除，將驅使替代方法使用的急劇增加。　　替代方法的使用將不僅會增加，而且將取代HASL作為最終表面處理的選擇。今天替代的問題是選擇的數量和已經發表的數據的純卷積。諸如ENIG、OSP、浸錫和浸銀等替代方法都提供無鉛、高可焊性、平整、共面的表面，在生產中對第一次通過裝配合格率提供重大改進。為了揭開最終表面處理的神秘面紗，這些HASL的替代方法可通過比較每個涂層對裝配要求和PWB設計的優點來區分。　　裝配要求　　HASL替代方法對裝配過程的作用反映表面的可焊性和它如何與使用的焊接材料相互作用。每一類替代的表面涂層—OSP、有機金屬的organometallic)(浸錫和銀)或金屬的(ENIG)—具有不同的焊接機制。焊接機制的這種差異影響裝配過程的設定和焊接點的可靠性。　　OSP是焊接過程中必須去掉的保護性涂層。助焊劑必須直接接觸到OSP表面，以滲透和焊接到PWB表面的銅箔上。1浸洗工藝，如浸銀或錫，有機共同沉淀消除最終表面的氧化物。不象OSP，錫和銀溶解在焊錫里面，將成為焊接點的一部分，將幫助熔濕速度。錫和銀兩者都在PWB的銅表面直接形成焊接點。　　如果適當地沉淀，在ENIG表面的金是純凈的，由于其可熔于焊錫，所以將提供焊接的最快的熔濕速度。可是，當使用ENIG時，焊接點是在鎳障礙層上面形成的，不是直接在PWB的銅表面。　　所有三類替代涂層都提供最佳的印刷表面，對所有類型的錫膏都一樣。錫膏直接印在表面涂層上面，提供助焊劑直接接觸、滲透OSP和熔濕PWB表面。印刷模板對沉積完美的錫膏印刷，形成有效的密封，消除了HASL的印糊和錫橋問題。結果是三種替代涂層都有很高的第一次通過裝配合格率，焊錫熔濕方面相差很小。區別在于焊接點的強度和可靠性。幾個研究已經證實，使用OSP，直接焊接到銅的表面，提供最好強度的焊接點。2,3當使用區域陣列片狀包裝的較小焊盤時，焊接點的強度變得重要。　　雖然使用上減少，波峰焊接還是今天裝配過程的構成整體的一部分。每一種最終表面涂層的焊接機制將影響助焊劑化學成分的選擇和波峰焊接工藝的設定。金屬的和有機金屬的涂層有助于通孔的焊錫熔濕，通常要求很少的助焊劑、較低活性的助焊劑和波峰的較少動蕩。免洗材料在生產條件下與OSP相處很好，但要求一些優化來增加助焊劑和或焊錫滲透到通孔內。通常，這個優化增加助焊劑的使用量，代替特定類型的助焊劑化學成分，或通過更高的動蕩或溫度來增加焊錫滲透。　　全球范圍內正在實施取代傳統波峰焊接工藝的方法。插入式回流(intrusivereflow)、選擇性焊錫噴泉(selectivesolderfountain)和順應針(compliantpin)正實際上使用在所有最終表面涂層上。至今為止所完成的工作表明，選擇性焊錫噴泉的動蕩改善了通孔(through-hole)的可熔濕性。孔中錫膏(paste-in-hole)或侵入式回流將助焊劑和助焊劑載體直接接觸PWB的表面，使得通孔的可熔濕性對所有最終表面涂層都是類似的。最后，由于可預見的孔的誤差，HASL的替代方法比使用順應針(compliantpin)的HASL要強。在替代方法中，較厚的浸錫為插件提供最光滑的表面，為順應針提供最寬的操作窗口。　　裝配工業現在正評估無鉛焊接替代品。雖然某些合金似乎是特別的OEM的選擇，但是，還要選擇整個工業所接受的合金。盡管如此，正在測試的所有合金都要求較高的回流溫度，并產生較慢的熔濕速度。錫膏供應商已經工程研究了專門的助焊劑化學成分，來改善這些新合金的熔濕。初始的研究表明較高的回流溫度不會影響OSP、浸銀或浸錫的可焊性或綁接強度。較高的熔化溫度明顯地幫助OSP的滲透和錫與銀表面熔濕，甚至是雙面回流。另外的測試正在進行中，以評估熔濕速度的影響和優化對最終表面涂層的特定回流參數。　　PWB設計　　正如所討論的，裝配過程可以優化，以適合所有的最終表面涂層。PWB的設計將最終決定適于各個應用的最佳的HASL替代方法，但更專門的包裝和互連的類型：　　象按鍵接觸(keycontact)、元件屏蔽(componentshielding)和插件連接器(edgeconnector)這樣的應用要求在整個設備壽命內的接觸電阻低。柔性的電路板通常要求鋁的或不銹鋼的加強構件或散熱器。元件包裝和某些PWB要求引線接合(wirebonding)或與直接芯片附著用的導電性膠的兼容性。

關鍵字標籤：rigid flex pcb design