PCB パッドの表面処理方法は、PCB パッドを保護し、はんだ付け性能を向上させるために使用されます。
- ENIG
ENIG (無電解ニッケル浸漬金) と浸漬 金めっき は、今日の PCB 製造で一般的に使用されているプロセスです。 IC の集積度が高まり、ピンの数が増加するにつれて、垂直錫スプレー プロセスでは小さな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、錫溶射ボードの保存寿命は短いです。 ENIG または浸漬金めっきは、これらの問題に効果的に対処します。
表面実装技術、特に 0603 や 0402 などの超小型コンポーネントの場合、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、その後のリフローはんだ付けの品質に決定的な影響を与えます。したがって、高密度および超小型部品の表面実装プロセスでは、基板全体の ENIG または浸漬金メッキが頻繁に見られます。
間に プロトタイピング段階、コンポーネントの調達などの要因により、ボードは使用前に数週間、場合によっては数か月も使用されないことがよくあります。 ENIG または浸漬金めっき基板の保存寿命は、錫めっき基板に比べてはるかに長いため、推奨されます。さらに、ENIG または浸漬金 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。
ENIG では、中間層として無電解ニッケルの層でパッドをコーティングし、続いてニッケル表面に金の層をコーティングします。 ENIG は、優れた濡れ性、平坦性、耐食性、優れたはんだ付け性などの利点を提供します。さらに、金の特性により酸化が防止され、長期保存安定性が向上します。
- HASL：
熱風ソルダー レベリング (HASL) も一般的な表面処理方法です。 HASL プロセスでは、パッドが溶融錫合金のポットに浸漬され、余分な錫が熱風で吹き飛ばされ、均一な錫層が残ります。 HASL の利点には、低コスト、製造、はんだ付けの容易さが含まれます。ただし、他の方法に比べて面精度や平坦度が劣る場合があります。
- 金メッキ
金メッキは、PCB パッド上に金の層を堆積する方法です。金は優れた導電性と耐食性を示し、はんだ付け品質を高めます。ただし、他の方法と比較すると、金メッキは一般的にコストが高くなります。特にゴールドフィンガーの表面処理に使用されます。
- IAG：
イマージョンシルバー (IAg) は、ベースメタル上に直接化学的に置換することで PCB を美しくします。 ENIG のより手頃な価格のいとこに似ており、さらに RoHS に完全準拠しています。一般的な厚さは 4 ～ 12 インチのファッショニスタと考えてください。そして、ここに面白い事実があります。銅と銀は親友のようなものであるため、最終的には互いに溶け合います。
優れた理由: はんだ付けのマジックを行うための平らで滑らかな表面を提供し、完全に鉛フリーで RoHS に準拠し、メッキ穴の公差がより厳しくなります。さらに、シグナルインテグリティアプリケーションにおける低損失の頼りになります。
それほど難しくない点: PCB を扱うと、はんだ付けの問題が発生する可能性があります。ENIG に比べて費用対効果は高くなりますが、浸漬錫ほど倹約的ではありません。また、時間の経過とともに仕上げが少し変色したり、酸化したりする可能性があることに注意してください。
- 浸漬錫
浸漬錫 (ISn) は、母材金属上に直接化学的に置換することで PCB を強化します。これは、ENIG と Immersion Silver のより倹約的な兄弟のようなものですが、どうでしょうか? RoHSにも完全準拠しています。 20 ～ 50u の範囲の一般的な厚さをイメージしてください。そして、ここに楽しい豆知識があります。錫と銅はさやの中の XNUMX つのエンドウ豆のようなものなので、最終的には互いに溶け合います。
優れた理由: はんだ付けのマジックを行うための平らで滑らかな表面を提供し、完全に鉛フリーで RoHS に準拠し、メッキ穴の公差がより厳しくなります。また、プレスフィット用途にも最適であり、PCB 愛好家の間で人気があります。
それほどクールではない点: PCB の取り扱いには少し危険が伴い、損傷やはんだ付けの問題が発生する可能性があります。錫ウィスカーにも注意してください。ENIG に比べて保存期間が短いことに注意してください。
- OSP
有機はんだ付け性保存剤は、PCB の一般的な表面処理方法です。これは PCB 業界で注目のトピックであり、最近の記事ではその利点と応用例が明らかにされています。
OSP は、PCB の銅パッドに薄い有機層を適用することで機能し、銅パッドを酸化から保護し、優れたはんだ付け性を確保します。この方法は、HASL や ENIG などの従来の治療法と比較して環境に優しい性質と費用対効果が高いため、注目を集めています。
最近の記事では、はんだ付け用の平坦な表面を提供する機能、鉛フリーおよび RoHS 準拠、ファインピッチ部品への適合性など、OSP の利点が強調されています。さらに、OSP は熱信頼性を向上させ、高周波アプリケーションでのパフォーマンスを向上させます。
ただし、取り扱いに対する敏感さ、潜在的な保存期間の問題、特定の組み立てプロセスとの互換性など、OSP に関連するいくつかの課題を考慮することが不可欠です。
全体として、OSP は PCB 表面処理におけるエキサイティングな革新であり、最近の記事は現代のエレクトロニクス製造における OSP の使用と可能性についての貴重な洞察を提供します。
- ハードゴールド
PCB の表面仕上げに関して言えば、ハードゴールドは最も高価なオプションの 30 つとして際立っていますが、まあ、それはパンチが効いています!ハードゴールド アプリケーションは耐久性のスーパーヒーローのようなもので、お気に入りの書籍シリーズよりも長い保存期間を誇ります。これは、100 μin のニッケルの上に 50 μin の金から、100 μin のニッケルの上に XNUMX μin の金までの範囲の厚さの割合を指しており、爪のように頑丈です。
しかし、待ってください、まだあります!ハードゴールドは単なる観賞用ではありません。これは、長期間にわたって使用されるコンポーネント用に予約されています。エッジコネクタ、バッテリー接点、そして決して休むことのない特別なテストボードを考えてみましょう。
利点?きっと！硬質金を使用すると、摩耗や損傷に直面しても問題のない表面が得られ、さらに鉛フリーで完全に RoHS に準拠しています。ああ、賞味期限については言いましたか？あまりにも長いので、注文したことを忘れてしまいそうです。
さて、欠点についてですが、ハードゴールドは表面仕上げを施した高級スポーツカーのようなもので、高価です。また、場合によっては、組み立て中にバス メッキとエルボ グリースを少し追加する必要があるかもしれません。でも、最高を目指しているなら、少し余分に努力する価値は十分にありますよね?
結論として、PCB 表面処理の選択には、コスト、性能、環境への影響の間のトレードオフを考慮する必要があります。各方法の固有の特性を理解することで、メーカーはプロジェクトの特定のニーズに基づいて情報に基づいた意思決定を行うことができます。