无铅HASL高温为啥会影响PCB基材Tg？
来源：捷配
时间: 2025/12/30 09:04:58
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最近后台很多朋友问：无铅 HASL 高温对 PCB 基材 Tg到底有啥影响？为啥做无铅工艺的板子，选基材时总要强调 Tg 值？今天咱们就用问答的形式，把这个问题掰开揉碎了讲清楚。
问：首先得明确，啥是无铅 HASL？啥是 PCB 基材 Tg？
答：先给新手朋友科普两个基础概念。HASL 就是热风整平工艺，是 PCB 制造中常见的表面处理方式，目的是在板子表面镀上一层锡，保护铜箔不被氧化，同时增强焊接性能。传统 HASL 用的是含铅锡膏，而无铅 HASL 是为了环保要求，换成了无铅锡合金，比如锡铜合金、锡银铜合金。
那 PCB 基材 Tg 呢？Tg 的全称是玻璃化转变温度，指的是 PCB 基材（比如 FR-4、聚酰亚胺等）从硬脆的玻璃态，转变为高弹态的临界温度。简单说，低于 Tg 温度时，基材硬挺结实；一旦超过 Tg 温度，基材就会变软、变形，力学性能会大幅下降。
问：无铅 HASL 的温度，比传统含铅 HASL 高多少？
答：这是关键差异点！传统含铅锡膏的熔点大概在 183℃，所以含铅 HASL 的工作温度一般控制在 210-230℃。而无铅锡合金的熔点更高，比如常用的 SAC305（锡银铜）熔点在 217℃，对应的无铅 HASL 工作温度就得升到 240-260℃，甚至有些特殊无铅锡合金，温度会超过 260℃。
这几十度的温差，对 PCB 基材来说，可不是小事 —— 很多常规 FR-4 基材的 Tg 值大概在 130-150℃，无铅 HASL 的温度远超这个数值，这就是问题的根源。
问：无铅 HASL 高温，具体会对 PCB 基材 Tg 产生哪些影响？
答：主要有三个层面的影响，咱们从浅到深说。第一，短期热冲击导致基材临时软化。当 PCB 经过无铅 HASL 高温区时，基材温度快速超过 Tg 值，瞬间从玻璃态变成高弹态。这时候板子容易出现翘曲、变形，尤其是薄型 PCB 或者大尺寸 PCB，变形概率更高。如果是多层板，层与层之间的粘结力也会暂时下降，有分层的风险。第二，长期高温老化降低基材 Tg 值。如果 PCB 在生产过程中，多次经过无铅 HASL 高温处理（比如返工、二次表面处理），基材会发生热老化反应。基材中的树脂成分会慢慢分解，分子链结构被破坏，导致原本的 Tg 值降低。比如原本 Tg150℃的 FR-4，经过多次高温后，Tg 可能降到 130℃以下，后续再遇到高温环境，更容易出问题。第三，影响基材的耐湿热性能。Tg 值下降的同时，基材的吸水率会上升。因为高温破坏了树脂的致密结构，水汽更容易渗入基材内部。而 PCB 在后续使用中，比如在湿热环境下工作，水汽会导致基材与铜箔之间的结合力下降，甚至出现爆板、分层的故障，严重影响 PCB 的使用寿命。
问：既然影响这么大，咱们该怎么应对？
答：办法很明确，从基材选择和工艺优化两方面入手。首先，选高 Tg 值的基材。针对无铅 HASL 工艺，建议选用 Tg≥170℃的中高 Tg 基材，或者 Tg≥200℃的高 Tg 基材。比如高 Tg FR-4 基材，通过改性树脂配方，提高了玻璃化转变温度，能承受无铅 HASL 的高温冲击，不易变形和老化。其次，优化无铅 HASL 工艺参数。比如缩短 PCB 在高温区的停留时间，控制在 3-5 秒内；降低热风整平的风速，减少对基材的热冲击；还可以在工艺前对 PCB 进行预烘处理，去除基材中的水汽，避免高温下水汽膨胀导致分层。
无铅 HASL 高温之所以影响 PCB 基材 Tg，核心是温度远超常规基材 Tg 值，引发软化、变形和老化问题。解决这个问题的关键，就是 “基材升级 + 工艺优化” 双管齐下。
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