Nivellement à l'Air Chaud (HASL) : Assurer des Finitions PCB Fiables

Si vous êtes dans l'industrie du PCB, vous savez déjà que ces cartes ont des surfaces finies en cuivre. Si elles sont laissées sans protection, le cuivre commence à s'oxyder et se dégrader, rendant votre circuit inutilisable.

La finition de surface forme une interface entre le PCB et le composant. Elle a deux fonctions majeures : protéger le circuit en cuivre exposé et fournir une surface soudable lors de l'assemblage des composants sur le PCB.

Qu'est-ce que le Nivellement à l'Air Chaud (HASL) ?

Le HASL fut autrefois salué comme une méthode éprouvée pour produire des résultats d'assemblage PCB constants et de qualité. Cela dit, la complexité croissante des circuits et la densité des composants ont poussé les capacités de tous les systèmes de soudure horizontaux à leurs limites maximales.

Le HASL est probablement le type de finition de surface le plus courant dans l'industrie moderne. Sa composition est de 37 % plomb et 63 % étain. Cependant, on peut aussi utiliser le HASL pour une finition sans plomb ; il suffit d'un léger ajustement du processus.

Processus HASL

Ce type de finition s'applique en trempant d'abord le circuit dans un bain d'alliage plomb/étain fondu après l'application du masque de soudure. L'étape suivante est l'élimination de l'excès de soudure via un Nivelleur à Air Chaud (HAL) utilisant des couteaux à air chaud, ne laissant qu'une couche la plus fine possible.

Le travail de cette fine couche restante est de protéger les pistes sous-jacentes de la corrosion. La finition facilite aussi l'activité de soudage des composants sur le circuit lors de l'assemblage en pré-étamant les plots sur votre carte.

Le HASL est l'une des finitions de surface PCB les plus rentables comparée aux autres types disponibles. C'est donc un choix recommandé et privilégié pour les PCB à usage général.

Bien que considérée comme un type de finition distinct, on peut mentionner le HASL sans plomb (LF-HASL). Il est identique au HASL en usage et apparence ; cependant, la soudure contient un mélange de 0,6 % cuivre et 99,3 % étain.

Cet alliage a un point de fusion plus élevé pour la soudure sans plomb comparé à la soudure au plomb. Cela nécessite une légère modification de l'opération de refusion dans votre solution d'assemblage PCB.

Le HASL sans plomb est un remplacement viable du processus de soudure au plomb traditionnel, mais seulement utilisé quand vous avez besoin d'un circuit conforme RoHS. Vous devez aussi vous rappeler qu'il faut un matériau stratifié à haute température pour appliquer ce type de finition. Sinon, le reste du processus est similaire au HASL.

Dans les années passées, le HASL était la finition de surface PCB la plus demandée et populaire. Cela était dû à deux qualités principales : solution robuste et faible coût.

Cependant, l'évolution récente et les changements fondamentaux de l'industrie PCB ont introduit une technologie CMS plus complexe et avancée, exposant les lacunes du HASL.

On ne peut pas utiliser le HASL avec l'assemblage CMS à pas fin à cause de l'incompatibilité entre les surfaces inégales et les composants à pas fin. Bien qu'une solution HASL sans plomb ne soit pas disponible sur le marché, il existe plusieurs autres options pour obtenir des produits hautement fiables.

Avantages et Inconvénients du HASL

Il y a certains avantages et inconvénients à l'utilisation du HASL :

Avantages

• Largement disponible
• Faible coût
• Excellente durée de conservation
• Facilement retravaillable

Inconvénients

• Produit des surfaces inégales
• Pas idéal pour composants à pas fin
• Mauvais mouillage (wetting)
• Pas idéal pour trous métallisés (PTH)
• Choc thermique

Toujours Pertinent

Le HASL reste pertinent, et l'un des avantages moins connus et non intentionnels est l'exposition de votre PCB à des températures plus élevées, jusqu'à 265 °C. Cela aide à identifier d'éventuels problèmes de délamination avant d'attacher des composants coûteux à la carte.