Definisi HASL
HASL, singkatan dari Hot Air Solder Leveling, adalah proses yang melibatkan penerapan lapisan paduan timah-timbal pada permukaan tembaga untuk mencegah oksidasi dan menyediakan dasar penyolderan yang baik untuk proses perakitan selanjutnya. Mengapa disebut Hot Air Solder Leveling? Proses ini menggabungkan proses penyolderan gelombang dan penyamarataan udara panas, di mana solder eutektik dilapiskan di dalam lubang berlapis tembaga dan pada konduktor tercetak pada PCB.
Proses ini dimulai dengan mengaplikasikan fluks ke PCB, diikuti dengan merendamnya ke dalam timah cair. Terakhir, timah berlebih dihembuskan dari PCB menggunakan udara terkompresi panas di antara dua pisau udara, sekaligus menghilangkan timah berlebih dari lubang-lubang plated-through. Hasilnya adalah lapisan timah yang mengkilap, rata, dan seragam.
Karakteristik HASL
Keunggulan utama lapisan solder yang dihasilkan melalui proses Hot Air Solder Leveling (HASL) adalah komposisi lapisan yang konsisten, sehingga memastikan perlindungan penuh pada tepi sirkuit cetak. HASL merupakan proses yang hemat biaya dan telah matang dengan kemampuan solderabilitas yang baik. Namun, permukaannya tidak sehalus lapisan electroless nickel immersion gold (ENIG) atau organic solderability preservative (OSP), sehingga umumnya hanya cocok untuk aplikasi penyolderan. Hot Air Solder Leveling adalah teknologi yang sudah mapan, tetapi karena beroperasi dalam lingkungan dinamis bersuhu dan bertekanan tinggi, menjaga kualitas yang stabil dapat menjadi tantangan yang sulit dikendalikan.
Proses HASL
1. Persiapan
Sebelum melakukan proses HASL pada PCB, diperlukan beberapa persiapan. Pertama, PCB harus dibersihkan untuk menghilangkan kotoran dan minyak pada permukaannya. Kedua, dilakukan perlakuan kimia untuk meningkatkan daya rekat permukaan PCB. Terakhir, PCB dipanaskan terlebih dahulu untuk meningkatkan efektivitas proses HASL.
2. HASL
Setelah persiapan selesai, PCB dapat menjalani proses HASL. Proses HASL melibatkan pelapisan timah cair ke permukaan PCB. Proses HASL dapat dilakukan secara manual atau menggunakan mesin HASL otomatis. Selama proses berlangsung, sangat penting untuk mengontrol ketebalan dan keseragaman lapisan timah guna memastikan kemampuan penyolderan yang baik serta ketahanan terhadap korosi pada permukaan PCB.
3. Pengeringan
Setelah proses HASL selesai, PCB harus dikeringkan. Proses pengeringan dapat membuat lapisan timah membentuk kristalisasi yang merata pada permukaan PCB, sehingga meningkatkan kualitas penyolderan dan ketahanan korosi permukaan PCB. Suhu dan waktu pengeringan harus disesuaikan dengan bahan PCB dan ketebalan lapisan timah.
4. Pemeriksaan
Setelah proses HASL selesai, PCB harus menjalani pemeriksaan. Pemeriksaan dapat dilakukan melalui pemeriksaan visual, pemeriksaan sinar-X, mikroskopi, dan sebagainya. Tujuan pemeriksaan ini adalah untuk memastikan bahwa lapisan timah pada permukaan PCB merata, bebas dari cacat, serta memenuhi standar dan persyaratan yang berlaku.
HASL Bebas Timbal dan HASL Berbahan Timbal
HASL Bebas Timbal:
HASL bebas timbal adalah proses yang ramah lingkungan dan memiliki dampak minimal terhadap kesehatan manusia. Saat ini, proses ini direkomendasikan sebagai metode pilihan. HASL bebas timbal mengandung timbal dengan konsentrasi tidak melebihi 0,5. Proses ini memiliki titik leleh yang lebih tinggi, sehingga menghasilkan sambungan solder yang lebih kuat.
HASL bertimbal:
HASL bertimbal mengandung timbal dan timah. Timbal meningkatkan kinerja timah solder selama proses penyolderan. HASL bertimbal menawarkan kekuatan mekanis dan kilau yang lebih baik dibandingkan dengan HASL bebas timbal.
Kelebihan dan Kekurangan HASL
Keunggulan Hot Air Solder Leveling (HASL):
- Lapisan timah memiliki konsistensi dan kemampuan penyolderan yang sangat baik.
- Cakupan penuh pada tepi samping kabel memperpanjang masa pakai papan sirkuit cetak (PCB) dan meningkatkan keandalannya.
- Fleksibilitas dalam mengontrol ketebalan lapisan timah.
- Menghilangkan masalah seperti jembatan timah dan masalah pada lapisan pelindung timah.
Kekurangan dari Hot Air Solder Leveling (HASL):
- Kontaminasi tembaga oleh larutan timah, yang mengakibatkan penurunan kemampuan penyolderan.
- Timbal, yang berbahaya bagi manusia dan lingkungan, terdapat di dalamnya.
- Biaya produksi yang tinggi.
- Kemungkinan terjadinya deformasi dan lengkungan PCB.
Parameter HASL
| Attributes | Values | Recommendation |
|---|---|---|
| Copper Removal Bath Temp. | 195±5℃ | |
| Solder Pot Temp. | 230～260℃ | 245-250℃ |
| Agitation Bath Temp. | 240±20℃ | |
| Solder Immersion Time | 1~6 Sec | 2~3 Sec |
| Air Knife Temp. | 220～260℃ | |
| Air Knife Angle | 4~8 | Front: 4, Rear: 8 |
| Air Pressure | 1.0～4.0kg／cm^2 | 3kg/cm^2 |
| Air Storage Cylinder Press. | 6.5～7.5kg／cm^2 | 7.0kg/cm^2 |
| Air Jetting Time | 2±1sec | |
| Arm Lifting Speed | Within 1 sec during air jetting time setting | |
| Tin Content in Lead-Tin | 60～64％ | |
| Alloy Copper Content in Lead-Tin | Less than 0.3％ | |
| Front and Rear Air Knife Distance from Fixture | 2~6mm | 4mm |
