Sıcak Hava Lehim Düzeltme (HASL) ve Bakır Soyulma Sorunları

Sıcak Hava Lehim Düzeltme (HASL), PCB (Baskılı Devre Kartı) üretiminde sıklıkla tercih edilen bir yüzey işlem yöntemidir. Bu işlem, bakırın oksidasyona karşı korunmasını ve sonraki montaj işlemleri için iyi bir lehimleme yüzeyi sağlanmasını amaçlar. HASL yönteminde, PCB kısa süreliğine yüksek sıcaklıktaki sıvı kalay banyosuna daldırılır. Kalay ve akı ile etkileşim sonucunda bakır üzerinde kalay alaşımı oluşur ve fazla lehim yüksek basınçlı hava ile PCB yüzeyinden üflenerek düzeltilir.

HASL'nin Avantajları ve Potansiyel Sorunlar


HASL, genel olarak lehimlenebilirlik açısından oldukça iyi performans gösterir. Ancak, bu işlemin bazı dezavantajları da mevcuttur. Özellikle tek taraflı PCB'lerde, kaplamalı deliklerde ve çift taraflı PCB'lerde dar halkalı delikli pedlerde bakır soyulma sorunu ortaya çıkabilir. Bu sorunun başlıca sebepleri şunlardır:

  1. Yüksek Sıcaklık Stresi: HASL kalay banyosu genellikle 275-300°C sıcaklığında çalışır. Bu sıcaklık, kartın cam geçiş sıcaklığını (TG) aşar ve PCB'nin önemli miktarda stres altında kalmasına neden olur. Yüksek sıcaklık ve basınçlı hava, özellikle geniş yüzeyli lehim pedleri olmayan bölgelerde, bakırın delik duvarlarından soyulmasına yol açabilir.

  2. Bakır-Kalay Alaşımı: Kalay banyosu sırasında bakır ile kalay birleşerek bir alaşım oluşturur. Bu süreç bakırın bir kısmının aşınmasına ve zamanla levha yüzeyine yapışmasının azalmasına neden olabilir.

İyileştirme ve Optimizasyon Çözümleri


Sorunları daha iyi anlayabilmek için bir benzetme yapalım: Bir uçuruma tırmandığınızı düşünün. Eğer iki eliniz de sağlam bir yüzeye tutunabiliyorsa, tırmanmanız daha kolay olur. Benzer şekilde, bakır kaplı deliklerin de sağlam bir yapışma yüzeyine sahip olması gerekir. Üst ve alt katmanlarda daha geniş lehim pedleri (genellikle 0,3 mm veya daha büyük) bulunuyorsa, bakır soyulma ihtimali büyük ölçüde azalır.

Potansiyel Çözüm Yolları

  • Tek Taraflı ve Küçük Lehim Pedleri İçin: Eğer PCB'niz tek taraflıysa veya küçük lehim pedlerine sahipse, çift taraflı bir PCB kullanmayı veya ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) yüzey işlemiyle üretimi tercih etmeyi düşünebilirsiniz. ENIG, daha pürüzsüz ve dayanıklı bir lehimleme yüzeyi sağlar ve özellikle BGA kartlar için ideal bir çözümdür.

  • Çift Taraflı PCB'ye Dönüşüm Mümkün Değilse: Yetersiz alan ya da teknik sebeplerden dolayı çift taraflı PCB'ye geçilemiyorsa, yine ENIG yüzey işlemi iyi bir alternatif olabilir.

  • Bakır Kaplamanın İstenmediği Durumlar: Eğer belirli bölgelerde bakır kaplama istenmiyorsa, bakır kaplaması olmayan delikleri tercih edebilirsiniz. İki taraf arasında elektriksel bağlantı gerekiyorsa, geçiş noktalarını lehim pedleri kenarlarında planlayarak bu bağlantıyı sağlayabilirsiniz. Yüksek akımlı uygulamalar için, yeterli sayıda geçiş noktasının bulunduğundan emin olmak önemlidir.