PCB表面仕上げ
| 表面仕上げ | 標準値 | サプライヤー |
| ボランティア消防団 | 0.3～0.55µm、0.25～0.35µm | エンソン |
| Shikoku chemical | ||
| 同意する | または：0.03～0.12μm、Ni：2.5～5μm | ATO tech/荘志 |
| 選択的ENIG | または：0.03～0.12μm、Ni：2.5～5μm | ATO tech/荘志 |
| エネピック | Au: 0.05~0.125µm、Pd: 0.05~0.3µm | 荘志 |
| 3～10um | ||
| ハードゴールド | Au : 0.127~1.5um、Ni : min 2.5um | 支払者/EEJA |
| ソフトゴールド | Au : 0.127~0.5um、Ni : min 2.5um | 魚 |
| 浸漬缶 | 最小: 1um | エンソン / ATO テック |
| イマージョンシルバー | 0.127～0.45μm | マクダーミッド |
| 鉛フリーHASL | 1～25μm | 日本スーペリア |
銅は空気中で酸化物として存在するため、PCBのはんだ付け性や電気性能に重大な影響を与えます。そのため、PCBの表面処理は不可欠です。PCBの表面が処理されていないと、はんだ付け不良が発生しやすく、ひどい場合にははんだパッドや部品のはんだ付けが不可能になることもあります。PCB表面処理とは、PCB上に人工的に表面層を形成するプロセスを指します。PCB表面処理の目的は、PCBのはんだ付け性や電気性能を良好に保つことです。PCBの表面処理には様々な種類があります。
ホットエアーはんだレベリング（HASL）
プリント基板の表面に溶融した錫鉛はんだを塗布し、加熱した圧縮空気で平坦化（吹き付け）することで、銅の酸化耐性と良好なはんだ付け性を兼ね備えたコーティング層を形成するプロセスです。このプロセスでは、はんだ付け温度、ホットエアーナイフの温度、ホットエアーナイフの圧力、浸漬時間、引き上げ速度など、以下の重要なパラメータを習得する必要があります。
HASLの利点
1. 保存期間が長くなります。
2. パッドの濡れ性と銅の被覆率が良好です。
3. 広く使用されている鉛フリー（RoHS対応）タイプです。
4. 成熟した技術、低コスト。
5. 目視検査や電気テストに最適です。
HASLの弱点
1. ワイヤーボンディングには適していません。
2. 溶融はんだの自然メニスカスにより、平坦性は劣ります。
3. 静電容量式タッチスイッチには適用されません。
4. 特に薄いパネルの場合、HASLは適さない場合があります。高温の浴槽により回路基板が反ってしまう可能性があります。
2. ボランティア消防団
OSPはOrganic Solderability Preservative（有機はんだ付け性保護剤）の略称で、はんだ付け後保護とも呼ばれます。簡単に言うと、OSPとは銅はんだパッドの表面に塗布され、有機化学物質でできた保護膜を形成するものです。この膜は、通常の環境下で銅表面を錆び（酸化や加硫など）から保護するために、耐酸化性、耐熱衝撃性、耐湿性などの特性を備えている必要があります。しかし、その後の高温はんだ付けでは、この保護膜はフラックスによって速やかに容易に除去されなければなりません。そうすることで、露出したきれいな銅表面が溶融はんだとすぐに結合し、非常に短時間で強力なはんだ接合部を形成できるようになります。つまり、OSPの役割は、銅と空気の間のバリアとして機能することです。
OSPの利点
1.シンプルでお手頃価格。表面仕上げはスプレー塗装のみです。
2. はんだパッドの表面は非常に滑らかで、平坦度は ENIG に匹敵します。
3. 鉛フリー（RoHS規格準拠）で環境に優しい。
4. やり直し可能。
OSPの弱点
1.濡れ性が悪い。
2. フィルムは透明で薄いため、目視検査やオンラインテストで品質を測定することが困難です。
3. 耐用年数が短く、保管と取り扱いに厳しい要件があります。
4. メッキスルーホールの保護が不十分。
イマージョンシルバー
銀は化学的性質が安定しています。銀浸漬技術で処理されたPCBは、高温多湿、汚染環境にさらされても良好な電気性能を維持し、光沢が失われても良好なはんだ付け性を維持します。浸漬銀は、置換反応によって純銀の層を銅に直接堆積させる方法です。浸漬銀は、銀が環境中の硫化物と反応するのを防ぐため、OSPコーティングと組み合わせられる場合もあります。
浸漬銀の利点
1. はんだ付け性が高い。
2. 表面の平坦性が良好。
3. 低コスト、鉛フリー（RoHS規格準拠）。
4. Alワイヤボンディングに適用可能。
浸漬銀の弱点
1. 保管要件が高く、汚染されやすい。
2. パッケージから取り出した後の組み立て時間が短い。
3. 電気テストの実施が困難。
浸漬缶
すべてのはんだは錫をベースとしているため、錫層はあらゆる種類のはんだに適合します。錫浸漬溶液に有機添加剤を添加すると、錫層構造は粒状になり、錫ウィスカーや錫マイグレーションによる問題を克服するとともに、優れた熱安定性とはんだ付け性も実現します。
浸漬錫プロセスでは、平坦な銅錫金属間化合物を形成できるため、平坦性や金属間化合物の拡散の問題がなく、浸漬錫のはんだ付け性が良好になります。
浸漬錫の利点
1.水平生産ラインに適用可能。
2.細線加工や鉛フリーはんだ付けに適用可能で、特に圧着加工に適しています。
3. 平坦性が非常に良好で、SMT に適しています。
浸漬錫の弱点
1. ストレージ要件が高いため、指紋の色が変わる可能性があります。
2. スズウィスカによりショートやはんだ接合部の不具合が発生し、保存寿命が短くなる場合があります。
3. 電気テストの実施が困難。
4. このプロセスには発がん性物質が関与しています。
同意する
ENIG（無電解ニッケル・浸金めっき）は、広く使用されている表面仕上げコーティングで、2層の金属層から構成されています。ニッケルを銅に直接堆積させ、その後、置換反応によって金原子を銅にめっきします。ニッケルの内層の厚さは通常3～6μm、金の外層の堆積厚さは通常0.05～0.1μmです。ニッケルははんだと銅の間にバリア層を形成します。金の機能は、保管中のニッケルの酸化を防ぎ、保管寿命を延ばすことですが、浸金めっきプロセスは優れた表面平坦性も実現します。
ENIGの処理フローは、洗浄→エッチング→触媒→化学ニッケルメッキ→金蒸着→洗浄残留物です。
ENIGの利点
1. 鉛フリー（RoHS準拠）はんだ付けに適しています。
2. 表面平滑性に優れています。
3. 長い保存期間と耐久性のある表面。
4. Alワイヤボンディングに適しています。
ENIGの弱点
1. 金を使用しているため高価です。
2. プロセスが複雑で、制御が難しい。
3. ブラックパッド現象が発生しやすい。
電解ニッケル/金（ハードゴールド/ソフトゴールド）
電解ニッケル金は「ハードゴールド」と「ソフトゴールド」に分けられます。ハードゴールドは純度が低く、主に金メッキフィンガー（PCBエッジコネクタ）、PCBコンタクト、その他の耐摩耗性が必要な箇所に使用されます。金の厚みは用途に応じて異なります。ソフトゴールドは純度が高く、主にワイヤーボンディングに使用されます。
電解ニッケル/金の利点
1. 保存期間が長くなります。
2. 接点スイッチやワイヤボンディングに適しています。
3. 硬い金は電気テストに適しています。
4. 鉛フリー（RoHS準拠）
電気ニッケル/金の弱点
1. 最も高価な表面仕上げ。
2. 電気メッキの金フィンガーには追加の導線が必要です。
3. 金ははんだ付け性が悪い。金の厚みにより、層が厚くなるほどはんだ付けが難しくなる。
エネピック
無電解ニッケル・無電解パラジウム・金めっき（ENEPIG）は、PCB表面処理にますます多く使用されています。ENIGと比較して、ENEPIGはニッケルと金の間にパラジウム層を追加することで、ニッケル層を腐食からさらに保護し、ENIG表面処理工程で容易に形成されるブラックパッドの発生を防ぎます。ニッケルの蒸着厚さは約3～6μm、パラジウムの厚さは約0.1～0.5μm、金の厚さは0.02～0.1μmです。金の厚さはENIGよりも薄いため、ENEPIGはより高価です。しかし、近年のパラジウム価格の低下により、ENEPIGの価格はより手頃になりました。
ENEPIGの利点
1. ENIG のすべての利点を備え、ブラック パッド現象は発生しません。
2. ENIGよりもワイヤボンディングに適しています。
3. 腐食の危険がありません。
4. 長期保管可能、鉛フリー（RoHS準拠）
ENEPIGの弱点
1. プロセスが複雑で、制御が難しい。
2. コストが高い。
3. これは比較的新しい方法であり、まだ成熟していません。