Como Evitar o Descolamento do Cobre
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- Estratégias de Melhoria e Otimização
- Conclusão
O Nivelamento de Solda por Ar Quente (HASL) envolve o revestimento da superfície do cobre exposto com uma camada de liga de estanho para prevenir a oxidação e fornecer uma boa superfície de soldagem para a montagem subsequente. O processo básico do HASL consiste em imergir brevemente a placa de circuito impresso em um banho de estanho líquido a alta temperatura. Através da ação do fluxo e do estanho em alta temperatura, forma-se uma liga de cobre-estanho (IMG). Em seguida, sobre trilhos-guia, a placa é içada enquanto um jato de gás de alta pressão remove o excesso de estanho das áreas sem cobre e nivela qualquer solda irregular nas ilhas.
O processo HASL proporciona boa soldabilidade. No entanto, durante a operação real do HASL, há uma tendência ao descolamento do cobre: em PCBs de face simples, isso ocorre mais comumente em furos metalizados e, em PCBs de face dupla, em ilhas de furos passantes com anéis anulares estreitos, especialmente para furos oblongos longos. Este descolamento do cobre tem suas principais causas:
1. A temperatura do banho de estanho HASL de 275-300°C excede em muito a temperatura de transição vítrea (ponto TG) da placa. Quando submetida à alta temperatura do banho de estanho e ao jato de gás de alta pressão, a placa sofre forte estresse. Sem o suporte mecânico de ilhas de solda de superfície amplas, o cobre nos furos PTH pode facilmente se separar das paredes do furo.
2. Durante o HASL, o cobre e o estanho se combinam para formar uma liga de cobre-estanho, que pode corroer parte do cobre, reduzindo assim a adesão ao substrato da placa.
Estratégias de Melhoria e Otimização
Para ilustrar, usemos a analogia de escalar um penhasco. Se ambas as mãos puderem se agarrar à face saliente do penhasco, e a área de agarre for maior, a escalada se torna mais fácil.
Similarmente, a superfície de cobre dentro das paredes do furo se comporta de maneira análoga. Quando ambas as camadas superior e inferior têm ilhas de solda (tipicamente recomenda-se ter um anel anular de 0,3 mm ou maior), a adesão é mais forte e a ocorrência de descolamento do cobre é significativamente reduzida.
Conclusão
Para PCBs de face simples ou dupla com ilhas de solda pequenas, considere mudar para PCBs de face dupla (com ilhas de solda maiores que 0,3 mm) ou adotar o tratamento de superfície ENIG. As ilhas de solda banhadas a ouro têm uma superfície mais lisa e são adequadas para placas BGA.
Se a conversão para PCBs de face dupla não for viável devido a folga insuficiente ou outras razões, considere usar ENIG.
Para casos em que o cobre nas paredes do furo é indesejado, opte por furos não metalizados. Se a conectividade entre ambos os lados for necessária, use vias nas bordas das ilhas de solda (para aplicações de alta corrente, assegure-se de que um número adequado de vias seja adicionado).
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