プリント基板の表面処理は、製造や組み立てにおいて重要な工程です。通常、露出したパッドやゴールドフィンガーに施され、はんだ付け性や耐腐食性を高めながら環境から保護します。この工程では、PCBの表面に金属や化学物質の層をコーティングし、その電気的、機械的特性を保護します。さらに、仕上げが不十分なプリント基板は、急速に酸化が進み、銅に影響を与え、電気的性能が損なわれる可能性があります。
結論から言うと、選択する際に PCBAメーカー電子機器メーカーは、必要な処理サービスを提供していることを確認する必要があります。また、基板を受け取る際には、表面仕上げが完璧であることを確認し、PCBの寿命を延ばす必要があります。
プリント基板の仕上げの種類
PCBエンジニアにとって、基板、積層板、スタック、コンポーネントのレイアウト設計や材料仕様は重要な関心事ですが、回路基板の表面処理の重要性を見落としてはいけません。実際、エンジニアの焦点は、適切な表面仕上げの選択も含まれるはずです。 PCBアセンブリ 銅トレースを保護し、はんだ接続を強化することで、基板の信頼性を高めることができます。しかし、残念ながら、エンジニアはその影響に気づかず、設計ソフトウェアが提供するデフォルトのオプションに依存することが多い。そのため、設計ソフトの違いを知ることで プリント基板の表面仕上げの違い は、電気プロジェクトに適した選択をするために不可欠です。以下、種類別に解説します。
ハスル
ホットエアソルダーレベリング（HASL）は、プリント基板（PCB）の表面に溶融した錫鉛はんだの層を形成する工程です。この溶融はんだを圧縮した熱風で平らにならし、PCB表面に薄いはんだ層を作ることで、PCBを酸化から守り、はんだ付け性を向上させます。このプロセスの成功は、適切なはんだ付け温度、エアナイフの圧力、エアナイフの温度、リフト速度、DIPはんだ付け時間など、さまざまな要因に左右されます。 HASL基板仕上げ には、従来型と鉛フリーの2つのバリエーションがあります。鉛フリーのHASLはより環境に優しく、以下の規格に準拠しています。 RoHS規制しかし、リフローはんだ付け工程では、より高い温度が要求され、ファインピッチの部品では困難となる可能性があります。以下はその特徴である：
- 費用対効果が高い：比較的成熟した表面処理技術であり、その簡便さと適用性の高さから、プリント基板製造業界で広く認知されています。
- 十分な保存性があります：HASL仕上げのプリント基板は、ソルダーマスクが露出した銅を酸化から保護するため、保存期間が長くなります。
- 熱伝導性、電気伝導性が良い：工程で塗布されるはんだの層が薄いため、熱伝導性、電気伝導性がよく、ハイパワー用途に適しています。
- 良好なはんだ付け性：優れたはんだ付け性を有し、ほとんどの製品に適しています。 スルーホール部品 と低密度の 表面実装部品.
- 一定の制限があります：ファインピッチ部品、ワイヤーボンディング、静電容量式タッチセンサースイッチ、薄型パネルなどは、HASLでは推奨できません。
オーエスピー
OSPは、有機はんだ付け性保持剤とも呼ばれ、一般的に表面処理剤として使用され プリント基板製造.このプロセスでは、銅の表面パッドに有機保護膜を吹き付けることで、酸化、湿気、熱に強い保護層を形成し、通常の使用環境における銅表面の損傷を防ぐことができる。この保護膜は、空気と銅の間のバリアとして機能します。その OSP表面処理加工 OSPは、脱脂、マイクロエッチング、酸洗、純水洗浄、有機皮膜の塗布、最終洗浄といった複数の工程から構成されています。OSPは徐々に普及が進み、従来のHASLに取って代わる傾向を示している。その特徴は以下の通りです：
- 環境に配慮し、RoHS、WEEEに対応しています。
- OSPはHASLに比べ、経年で酸化する錫-鉛の仕上げが不要なため、保存期間が長いのが特徴です。
- OSPは、めっきスルーホールをある程度保護することができますが、他のPCB表面処理工程と比較すると効果は低いです。
- OSPはファインピッチの表面実装部品に適していますが、高温に耐えられない場合があり、ICなどの精密部品には不向きです。
- 廃棄物や副産物がなく、クリーンで効率的なプロセスです。
- 再加工は可能ですが、銅のトレースを傷つけないように注意する必要があり、難しい作業となります。
- OSPの濡れ性は若干劣るものの、製造工程でのプロセスパラメーターを厳密に管理することで改善することができます。
イマージョンシルバー
銀はPCBに使用するのに適した金属物質であり、無電解銀とはPCBの銅の表面に銀の薄い層を蒸着させることを指します。この化学プロセスにより、銀でコーティングされたプリント基板は、汚染、湿気、高温にさらされても、完璧な電気性能とはんだ付け性を維持することができます。このプロセスでは、銅の上に純銀の層を堆積させる変位反応が行われます。また、銀が環境中の硫化物と反応するのを防ぐために、銀とOSPコーティングを併用することもあります。
- 均一性と平滑性：無電解銀プロセスにより、微細な表面実装部品に不可欠な均一で滑らかな仕上がりを実現しました。
- 優れたはんだ付け性：銅の表面に純銀の薄い層があるため、優れたはんだ付け性があり、信頼性の高いはんだ接合ができます。
- 保存期間が限られる：無電解銀めっきを施したプリント基板は、銀が移行しやすく、表面抵抗が大きくなるため、保存期間が限定されます。
- 酸化から守る：高温多湿の環境下でも、銀層がバリアとなり、銅を酸化から保護します。
- 導電性が良い：導電性が高く、高速信号や高周波回路を必要とする高周波用途に好適です。
- 制限事項です：スルーホールにメッキを施したプリント基板には推奨しません。
浸漬型錫
すべてのはんだは錫をベースとしているため、無電解錫メッキ仕上げはあらゆる種類のはんだと互換性があります。このプロセスでは、平坦な錫と銅の金属間化合物が生成されるため、平坦性や金属間化合物の問題が解消される。錫層が有機添加剤と結合すると、粒状構造が形成され、ウィスカーや錫マイグレーションによる問題を解決するとともに、良好なはんだ付け性と熱安定性を提供します。
- 大量生産に対応：横型の生産ライン用途に適しています。
- 加工のしやすさ無電解スズは、他の表面処理方法と比較して、比較的シンプルで加工が容易な方法であり、従来の プリント基板製造工程.
- 寿命が短い：長期間使用すると、錫層が酸化反応を起こし、錫の結晶が生成されることがあります。
- 平坦性が良い：平坦性に優れているため、以下のような用途に広く使用されています。 SMTアセンブリ を実現し、部品実装の性能を向上させます。
- 高感度である：無電解スズ表面は指紋の変色を受けやすいため、PCBの保管条件をより厳しくする必要があります。
イマージョンゴールド
Immersion Goldは、ENIGとも呼ばれ、Electroless Nickel Immersion Goldの略称です。PCBの表面仕上げプロセスの一つで、2層の金属を使用します。無電解めっき法でPCBの銅パッド上にニッケルの薄層を析出させ、その後、置換反応法で銅表面に金原子の層をコーティングするプロセスである。ニッケル内層は通常3〜6ミクロンの厚さで、金外層は0.05〜0.1ミクロンで蒸着されます。ニッケル層は銅とはんだの間のアイソレーションバリアとして機能し、金層はニッケルを酸化から保護し、最適な表面の平坦性を提供します。
エネピグ
ENEPIG（無電解ニッケル無電解パラジウム無電解金）は、表面の 為し終える ENIGの2層構造とは異なり、3層構造である。このプロセスは、第1に無電解ニッケルめっき、第2に無電解パラジウムめっき、第3に無電解金めっきの3工程で構成されています。パラジウム層は、ブラックパッドとENIGの表面処理の際に、ニッケル層が腐食するのを防ぐバリアとして機能する。ENEPIGは、その優れた耐食性とワイヤーボンディング特性から、航空宇宙や軍用電子機器などの高信頼性用途によく使用されています。また、長期的な信頼性が求められる自動車産業向けの電子部品にも利用されています。
- 腐食リスクゼロ：ENEPIGは超耐食性のパラジウム層を持ち、過酷な環境下でも高い信頼性を確保します。
- 良好なワイヤーボンディング性能を発揮します：パラジウム層の表面が平坦で滑らかなため、ENIGと比較して優れたワイヤーボンディング性能を発揮します。
- さまざまな基板との互換性：銅、金、アルミニウムなど、さまざまな基板に対応。
- 均一なメッキの厚み：均一なメッキ厚を実現し、プリント基板全面に均一なメッキを施すことができます。
- 未熟な技術：ENEPIGは、その優れた性能にもかかわらず、まだ新しい表面処理方法です。
概要
- 表面 為し終える は、製造された基板の耐久性を向上させる製造上の重要な工程である。
- 銅の酸化を防止し、基板のはんだ付け性を向上させるため。
- には、いくつかの方法が用いられています。 表面加工処理HASL、Immersion Silver、Immersion Tin、OSP、ENIG、ENEPIGを含む。
- HASLは、プリント基板の表面に溶融した錫鉛はんだを塗布し、平らにする。
- 無電解銀は、プリント基板の銅層を銀でコーティングし、電気的特性を向上させるものです。
- OSPプロセスでは、銅パッド表面に有機保護膜をスプレーし、保護します。
- 無電解スズは、銅の層面に有機添加物を含むスズの薄層を付加します。
- ENIGは、ニッケルを酸化から守るために、ニッケル浸漬の上に金の薄い層を追加するものです。
無電解ニッケル浸漬金（ENIG）、次のPCBプロジェクトに ENIG（無電解ニッケル浸漬金）は、銅に適用する表面仕上げプロセスです。
高度なPCB表面処理 - ENEPIG 技術は常に進化しており、電子機器の用途が深化するにつれて、より複雑な用途で使用されるようになります。
HASL-ホットエアーソルダーレベリング表面仕上げ ホットエアーソルダーレベリング（HASL）は、PCB業界で一般的な表面仕上げで、通常、はんだ
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