高度なPCB表面処理 - ENEPIG

テクノロジーは常に進化しており、エレクトロニクス・アプリケーションはますます深化し、より複雑な環境で使用されるようになっている。これらの電子製品が適切に機能するためには、次のような必要な手段や対策を講じる必要があります。 PCB表面仕上げ.現在、当社ではさまざまな表面処理オプションを用意しており、それぞれ異なる結果をもたらしますが、それらはすべて、環境中の水分や空気と接触する銅層が酸化物を生成し、はんだ付けプロセス中に銅が減衰するのを避けるように設計されています。その結果 エネピグ その正式名称は「無電解ニッケル無電解パラジウム含浸金」で、多くの利点があり、以下の規格に適合している。 RoHS およびWEEE指令に適合しているため、さまざまな用途に適している。

エネピグとは？

ENEPIGはすべての回路基板に適用できるため、私たちはよく「ユニバーサル表面処理」という言葉を使います。他の表面処理に比べ、ENEPIGめっきプロセスは成熟しており、15年前に初めて登場した。その後、パラジウムの価格が急落したため、ENEPIGはより費用対効果の高い表面処理方法となり、電子めっきソリューションとして有名になった。

ENEPIGは、保管中や動作中の環境要因からPCBの性能を保護するために、金線やアルミ線のはんだ付けや接合をサポートするために一般的に使用されています。無電解めっきは、回路基板表面にニッケルめっき（Ni 3～5μm）、パラジウムめっき（Pd 0.05～0.1μm）、無電解金めっき層（Au 0.03～0.05μm）の複数の金属層を析出させます。特に、航空宇宙や軍用電子機器など、高性能が要求されるハイエンド用途に適している。その優れた性能と信頼性により、ENEPIGは、以下のような従来の表面処理の代替としてしばしば使用されている。ハスル (ホットエアーソルダーレベリング）とオーエスピー (Organic Solderability Preservative）である。しかし、他の仕上げ剤よりも高価で、塗布には特殊な設備と工程が必要です。

ENEPIGの適用方法

前処理

PCBのクリーニングはPCBA製造工程で不可欠なステップであり、FSテクノロジーでは長年の懸案事項でした。環境からであれ、作業者による取り扱いからであれ、いかなる汚染物質もめっき層の接着を妨げ、はんだ付け性や電気的性能の問題につながる可能性があります。そのため、ENEPIGめっき工程に進む前に、プリント基板を徹底的に洗浄し、これらの問題を回避することが極めて重要です。一般的なPCB問題.

上級の読書： プリント基板の洗浄方法は？

銅の活性化

銅の活性化は、プリント基板（PCB）への金属の無電解めっきにおいて重要な工程です。この工程では、保護すべき銅層を選択的に活性化し、その後の無電解ニッケルめっき工程での析出パターンを決定します。これは、塩化パラジウムのような還元剤を含む化学溶液を必要とする置換反応によって達成される。

無電解ニッケル

無電解ニッケルめっきは、電気を使用せずに基板上にニッケル層を析出させるコーティングプロセスであり、自己触媒ニッケルめっきとも呼ばれます。ニッケルはPCB上のバリア層として機能し、銅と他の金属材料（特に金）との相互作用から銅を保護します。 ENEPIG仕上げ.この層は、酸化還元反応を利用して触媒銅表面に析出され、その結果、層の厚さは3～5ミクロンになります。従来の電気めっき法と比較すると、無電解ニッケルめっきは、均一な厚み、優れた密着性、耐食性と耐摩耗性の向上など、いくつかの利点があります。

無電解パラジウム

基板の表面に蒸着された2番目の金属層はパラジウムで、これは最終的な金層の表面をより安定させ、金ワイヤーの結合を向上させる。 ENEGとENEPIG の2つの表面処理は似ているが、本質的な違いはパラジウム層の有無である。パラジウムは、ニッケル層を腐食や金層への拡散から守るとともに、酸化防止・防錆層として機能する。ニッケルと同様に、酸化還元反応を利用した化学反応によってこの層が形成され、ニッケル表面がパラジウムと反応して薄い層を形成する。パラジウム層の厚さは、通常0.05～0.1ミクロンである。無電解パラジウムめっきプロセスは数多くあり、Altarea TPD-23は次のような用途に適しています。 SMT PCBA アプリケーションを使用する。

イマージョンゴールド

ENEPIG PCB仕上げ工程の最終ステップでは、金層を追加します。エレクトロクリーニングと乾燥のステップが完了すると、PCBを組み立てることができます。金層には、接触抵抗の低減、摩擦の防止、耐酸化性の付与、パラジウムのはんだ付け性の保護など、いくつかの機能があります。

無電解金めっきは金層に使用され、置換反応を伴う。このプロセスでは、カバーされたプレートが完全に浸漬され、プレート表面のパラジウム層が溶解して電子が放出され、周囲の金原子が還元される。金イオンはプレート表面に付着し、パラジウムイオンと入れ替わり、厚さわずか0.03～0.05ミクロンの比較的薄い外層を形成する。

ENEPIG仕上げの利点

高耐久仕上げ

ENEPIG表面仕上げは、優れた耐食性を提供する複数の層で構成され、腐食と黒ニッケルの存在の両方からPCB上の銅線とパッドを保護します。さらに、表面が滑らかで無孔質であるため、腐食性成分が基板に付着しにくく、基板が反るなどの問題を防ぎます。 PCBアセンブリ.

高ワイヤーボンド引張強度

ENEPIGめっきは、PCB内のアルミニウムと金線の両方と良好な適合性を示し、その結果、引っ張り力に対する耐性が向上します。広範な試験により、ENEPIG仕上げは、長期間の高応力からアルミニウムと金のワイヤーを効果的に保護できることが実証されており、その優れた接合特性が強調されています。

高品質のはんだ付け性

電子機器製造に関して言えば、ENEPIG表面仕上げは、一貫した均一な層厚を提供できることから、人気の高い選択肢です。これは、電子部品が正常に機能するために不可欠な高品質のはんだ付けを保証するために非常に重要です。はんだ付け中 PCB組立工程鉛フリーリフローはんだ付けのために、PCBA基板は様々な合金に対応する必要があります。ありがたいことに、ENEPIG仕上げは、損傷することなく複数のリフローはんだ付けサイクルに対応できます。これは、はんだ付け後にパラジウムコーティングが完全に溶解し、酸化物のないニッケル表面が残るためです。残るニッケル-スズ構成は、強固で信頼性の高いはんだ接合を形成するのに最適です。

接触抵抗の低減

プリント回路を設計する際、エンジニアにとって重要な検討事項の一つが接触抵抗値であり、これは回路の界面における電流の流れに対する抵抗を測定するものである。PCBエンジニアとしては、特に高周波や高速信号伝送を伴う用途では、より低い接触抵抗値を目指します。幸いなことに、ENEPIG電気めっきプロセスは、この要求に対する優れたソリューションです。ENEPIGを使用すると、回路基板部品のはんだ接合部の接触抵抗が低くなり、電子機器の最適な性能が保証されます。ENEPIG表面処理では、ニッケル、金、銀の均一な3層金属組成がはんだ接合部に形成され、優れた導電性を提供します。さらに、ENEPIG表面処理は、電子部品のメタライゼーション品質に対する要求が低く、表面品質が悪い場合でも、良好な接触抵抗性能を達成することができます。

プロテクション・バリア

PCBのはんだ付け性を高める方法のひとつに、ニッケルやパラジウムのバリア層を含むENEPIG仕上げを使用する方法があります。これらのバリア層は、はんだ付けの際に錫の影響を受けないように銅を保護し、PCBの導電性に悪影響を及ぼす可能性のある不要な反応を防ぎます。言い換えれば、ニッケルとパラジウムは、PCB部品の品質を維持し、適切な機能を確保するための保護シールドとして機能します。ENEPIG仕上げを使用することで、エンジニアは材料の不要な混合や劣化のリスクを低減し、高品質で信頼性の高いPCBを実現することができます。

ENEPIG vs ENIG

FSテクノロジーは、ENIG、ENEPIG、ENEPIGを含む様々な表面処理方法を提供している。無電解銀.適切なトリートメントをお選びいただくために、役立つヒントを表にまとめました。さらにサポートが必要な場合は、ご遠慮なく弊社まで直接お問い合わせください。当社の専門技術者チームが、お客様のニーズに迅速に対応し、効果的なご提案をさせていただきます。

注：この表はENEPIGとENIGの一般的な比較であり、実際の性能は特定の用途や要件によって異なる場合があります。

プロパティ	エネピグ	エニグ
氏名	無電解ニッケル、無電解パラジウム、無電解金	無電解ニッケル、無電解金
基板適合性	アルミニウムおよび金線との高い適合性	様々な基材に対応
耐食性	高	中程度
はんだ付け性	高品質	良い
表面仕上げ	マット	シャイニー
厚み	2～6μm（ニッケル）、0.05～0.2μm（パラジウム）、0.03～0.1μm（金）	2～6μm（ニッケル）、0.05～0.2μm（金）
接触抵抗	低	低
ワイヤーボンディング	エクセレント	良い
コスト	ENIGより高い	ENEPIGより低い
賞味期限	6-12ヶ月	3-6ヶ月
取り扱い・連絡先	影響は最小限	取り扱い／接触に敏感
SMT地表面の平坦性	より良い	可
複数のはんだ付けサイクル	複数のサイクルに耐える	数サイクルに限定
クリーンフラックスの使用なし	限定使用	広く使われている
電気テストプロービング	良い	貧しい
組み立て後の腐食リスク	低	中程度
接触面の用途	金線ボンディングに推奨	銅線ボンディングに推奨