PCB (プリント回路基板) の表面仕上げとは、基板表面の露出した銅配線およびパッドに適用されるコーティングまたは処理の種類を指します。表面仕上げには、露出した銅を酸化から保護する、はんだ付け性を向上させる、組み立て中にコンポーネントを取り付けるための平らな表面を提供するなど、いくつかの目的があります。表面仕上げが異なると、さまざまなレベルのパフォーマンス、コスト、および特定の用途との互換性が得られます。
金メッキと浸漬金は、現代の回路基板製造で一般的に使用されるプロセスです。IC の集積度が高まり、ピンの数が増加するにつれて、垂直はんだスプレー プロセスでは小さなはんだパッドを平坦にするのが難しくなり、SMT アセンブリに課題が生じています。さらに、溶射ブリキ板の保存寿命は短いです。金メッキまたは浸漬金プロセスは、これらの問題の解決策を提供します。
表面実装技術、特に 0603 や 0402 のような超小型コンポーネントの場合、はんだパッドの平坦度ははんだペーストの印刷品質に直接影響し、ひいてはその後のリフローはんだ付けの品質に大きな影響を与えます。したがって、高密度および超小型の表面実装プロセスでは、全面金メッキまたは浸漬金の使用がよく見られます。
試作段階では、部品調達などの理由により、基板が到着してすぐにはんだ付けされないことがよくあります。代わりに、使用されるまでに数週間、場合によっては数か月もかかる場合があります。金メッキおよび浸漬金基板の保存寿命は、錫メッキ基板よりもはるかに長くなります。したがって、これらのプロセスが好ましい。金メッキおよび浸漬金 PCB のサンプリング段階でのコストは、鉛-錫合金基板のコストと同等です。
1. 無電解ニッケル浸漬金 (ENIG): これは一般的な PCB 表面処理方法です。これには、はんだパッド上の中間層として無電解ニッケルの層を塗布し、続いてニッケル表面に浸漬金の層を塗布することが含まれます。ENIG には、良好なはんだ付け性、平坦性、耐食性、良好なはんだ付け性能などの利点があります。金の特性は酸化防止にも役立つため、長期保存安定性が高まります。
2. 熱風はんだレベリング (HASL): これも一般的な表面処理方法です。HASL プロセスでは、はんだパッドを溶融錫合金に浸漬し、熱風を使用して余分なはんだを吹き飛ばし、均一なはんだ層を残します。HASL の利点には、表面精度と平坦度が比較的低い場合がありますが、低コスト、製造およびはんだ付けの容易さが含まれます。
3. 金の電気めっき: この方法では、はんだパッド上に金の層を電気めっきします。金は導電性と耐食性に優れており、はんだ付け品質が向上します。ただし、金メッキは他の方法に比べて一般に高価です。特にゴールド フィンガー アプリケーションに適用されます。
4. 有機はんだ付け性保護剤 (OSP): OSP には、はんだパッドを酸化から保護するために有機保護層をはんだパッドに塗布することが含まれます。OSP は平坦性、はんだ付け性に優れており、軽負荷のアプリケーションに適しています。
5. 浸漬錫: 浸漬金と同様に、浸漬錫では、はんだパッドを錫の層でコーティングします。浸漬錫は優れたはんだ付け性能を提供し、他の方法と比較して比較的コスト効率が高くなります。ただし、耐食性と長期安定性の点では浸漬金ほど優れていない可能性があります。
6. ニッケル/金メッキ: この方法は浸漬金に似ていますが、無電解ニッケルメッキの後、銅の層がコーティングされ、その後金属化処理が行われます。このアプローチにより、優れた導電性と耐食性が得られ、高性能アプリケーションに適しています。
7. 銀メッキ: 銀メッキでは、はんだパッドを銀の層でコーティングします。銀は導電性の点で優れていますが、空気にさらされると酸化する可能性があり、通常は追加の保護層が必要です。
8. 硬質金めっき：頻繁に抜き差しが必要なコネクタやソケットの接点に使用される方法です。耐摩耗性と腐食性能を提供するために、より厚い金の層が適用されます。
金メッキとイマージョンゴールドの違い:
1. 金メッキと浸漬金では形成される結晶構造が異なります。金メッキは浸漬金に比べて金の層が薄いです。金メッキは浸漬金よりも黄色くなる傾向があり、お客様はこちらの方が満足度が高いと考えています。
2. 浸漬金は金メッキに比べてはんだ付け特性が優れており、はんだ付け不良や顧客からのクレームが減少します。浸漬金基板は応力をより制御しやすく、接合プロセスにより適しています。ただし、浸漬ゴールドは柔らかい性質があるため、ゴールドフィンガーの耐久性が低くなります。
3. 浸漬金ははんだパッド上のニッケル金のみをコーティングするため、銅層の信号伝送には影響しませんが、金メッキは信号伝送に影響を与える可能性があります。
4. 硬質金めっきは浸漬金に比べ結晶構造が緻密で酸化しにくいです。イマージョンゴールドの金層は薄いため、ニッケルが拡散する可能性があります。
5. 浸漬金は、金メッキと比較して、高密度設計でワイヤの短絡を引き起こす可能性が低くなります。
6. 浸漬金はソルダーレジストと銅層の間の接着力が優れているため、補償プロセス中の間隔に影響を与えません。
7. イマージョン ゴールドは、平坦性が優れているため、需要の高い基板によく使用されます。金メッキは通常、組み立て後の黒いパッドの現象を回避します。浸漬金基板の平坦性と保存寿命は金メッキと同等です。
適切な表面処理方法を選択するには、電気的性能、耐食性、コスト、用途要件などの要素を考慮する必要があります。特定の状況に応じて、設計基準を満たす適切な表面処理プロセスを選択できます。
投稿日時: 2023 年 8 月 18 日
