通过热空气均涂法得到均匀的焊锡涂层

　　热空气均涂法(HAL, hot air leveling)已经在PCB制造工业使用达二十年之久，并且仍为装配之前保护电路板可焊性的最广泛接受和可靠的方法。不象许多其它商业上可得到的替代方法，它的焊锡涂层经久耐用、抗划伤、具有较长的货架寿命、以及较宽的装配工艺窗口。
　　HAL具有几个优点，包括：
　　装配中宽的工艺窗口的高可焊性涂层
　　长货架寿命
　　外表美观
　　容易区分已涂和未涂的焊盘，如果需要，马上重设参数或返工
　　大批量在线生产的能力
　　HAL的缺点包括不能引线接合(wire bondable)、它是热性的、对环境不友好的、以及板暴露在热解温度(Tg)之上的热循环中。其它常见对HAL的埋怨有铜箔上不均匀(焊盘尺寸/特征类型的分布)的焊锡涂层、涂层厚度在焊盘与焊盘之间不同(共面性)。热空气均涂法的另一个问题是在存储后薄涂层的可焊性差。这个问题通常出现在电子制造服务(EMS, electronic manufacturing service)提供商规定薄、平的焊锡涂层，而不是较厚的圆顶形涂层的时候。在焊锡均涂中，电路板在从焊锡缸出来期间经受高压的热空气。空气流的相互作用是由焊锡、空气刀和动态环境对板表面的冲击所引起的。这个环境是制造者需要平衡的复杂环境，以形成整个板面上均匀与平整的焊锡涂层。
　　研究表明焊锡涂层的共面性取决于几个因素，包括工艺参数、焊锡纯度、板面几何形状、预清洗剂的物理与化学特性、助焊剂与油、以及在均涂之前铜箔电路与焊盘的分布状况与清洁度。
　　热空气均涂法(HAL)工艺概述
　　热空气均涂工艺的组成：预清洗、预热(水平处理)、上助焊剂、焊锡均涂、和最后清洗。热空气均涂法可有垂直和水平两种设备：
　　* 垂直式：该过程是在单一的单元中进行。图一解释了板的焊锡涂镀步骤。驻留时间在整个板上是变化的，因为进入上锡的最初一端也是退出上锡的最后一端。
　　* 水平式：这个过程把板水平地传送通过上锡路线。上锡或者是通过喷雾或者是浸泡或者两者都用。驻留时间是一致的，因为最先进入上锡的一端也是最先退出上锡的(图二)。
　　预清洁(precleaning)
　　在热空气均涂之前，铜箔电路最好是通过微腐蚀剂清洁，以达到大约 40μin. 的腐蚀。最常用的微腐蚀剂包括过硫酸钠或钾溶剂，两者都成本低廉并可靠。非稳定的过硫酸盐溶剂经常产生不均匀和不可预计的腐蚀率，会造成不均匀的铜表面分布以及未腐蚀和过腐蚀的铜孔。这个结果又将最终导致热空气均涂期间的不均匀焊锡涂层。因此，PCB制造者必须使用稳定的微腐蚀剂来保证更受控的腐蚀率。不管使用的化学成分如何，预清洗的目的就是去掉表面的氧化物和有机残留物，以及改善铜表面的分布状况。
　　预热(preheating)
　　在水平的场合，上锡的驻留时间比垂直处理要少得多，因此要求在上助焊剂之前引入热量。这个能量将防止一些问题，诸如，阻塞的/漏斗状的孔、霜冻状的焊锡、以及与温度恶化有关的厚度控制差等。
　　上助焊剂(fluxing)
　　助焊剂在热空气均涂法中起重要的作用。低粘性和表面张力值的助焊剂用于改善焊锡与铜焊盘之间的可熔湿性(wettability)。进一步，仔细选择助焊剂的分子结构、温度稳定性、活性和冲刷能力。助焊剂的选择是达到高表面绝缘电阻和低离子污染值的一个重要因素。助焊剂的选择可能十分复杂，要求PWB工艺工程师与一个具有对该工艺过程完全理解的助焊剂供应商的技术上的合作努力。