プリント基板表面仕上げ

表面仕上げは、コンポーネントとベアPCBボード間の極めて重要なインターフェースです。。 第一に、露出した銅の痕跡が酸化するのを防ぐことができます。 次に、コンポーネントをPCBにはんだ付けするための表面を作成します。 どちらもPCBの良好なはんだ付け性と電気的特性を保証します。 表面仕上げにはさまざまな種類がありますので、お客様のご要望に合わせて適切なものをお選びいただく必要があります。 表面仕上げの種類を選択するときは、 以下の要素を考慮する必要があります:コスト、鉛フリー、生産性、コンポーネントタイプ、および環境に優しい材料。

PCB表面仕上げ

図1:PCB表面仕上げ

無電解ニッケル浸漬(ENIG)

ENIG、ニッケルと金の二重層金属コーティングとしては、現在、業界で最も人気のあるタイプの表面仕上げです。 ニッケル層は、銅表面とコンポーネントのはんだ付け表面の間のバリアとして機能します。 金の層は、保管中にニッケル層を保護し、強力なはんだ付け性を提供するために使用されます。 他の表面仕上げタイプと比較して、ENIGはボンディングおよびメッキスルーホールに適しています (PTH)、長い貯蔵寿命を持ち、最も平らなはんだ付け可能な表面を提供します。 それは鉛フリーですが、複雑なプロセスと再加工可能な特性のために高価です。

無電解ニッケル浸漬(ENIG)

図2:無電解ニッケル浸漬(ENIG)

イマージョンティン(I-Tin)

I-Tin表面仕上げは、回路基板をXNUMXつの化学浴に浸して、最高のスズ接着性と理想的な平坦性を実現することです。 はんだはスズをベースにしており、スズ層はあらゆる種類のはんだに適合させることができるため、この技術は非常に有望です。 I-Tinは鉛フリーで、費用効果が高く、再加工可能で、ファインピッチ製品に適しています。 でも、 複数の組み立てプロセスやメッキスルーホールには適していません (PTH)、敏感な取り扱いが必要で、ソルダーマスクを損傷する可能性があります。 ブリキのウィスカーが現れ、短絡につながる可能性があります。

イマージョンティン(I-Tin)

図3:浸漬スズ(I-Tin)

有機はんだ付け性保存剤(OSP)

他の表面仕上げタイプとは異なり、OSPは銅回路と空気の間のバリアとして機能します。 言い換えれば、OSPは、はんだ付けする前に、きれいな裸の銅の表面に有機膜を化学的に形成することです。 鉛フリーで、同一平面上の表面を作成し、機器のメンテナンスが少なく、プロセスが簡単です。 短い貯蔵寿命や最終組み立て中に銅が露出する可能性など、いくつかの欠点もあります。

鉛フリー熱風はんだ付けレベリング(HASL)

この表面仕上げタイプでは、 PCBボードはフラックスコーティングを受け、溶融スズはんだの槽を通過します、熱風ナイフで除去されます。 HASLには主にXNUMXつのタイプがあります。XNUMXつは鉛HASLで、もうXNUMXつは鉛フリーHASLです。 HASLはかつて業界で支持されていましたが、環境にやさしいものではありません。 HASLの利点は、低コストであり、優れた貯蔵寿命で広く利用できることです。 ただし、その欠点は無視できません。 鉛フリーのものは環境にやさしいですが、表面が不均一になり、細かいピッチの部品には受け入れられません。 鉛および鉛フリーのHASLの過程で、 PCBボードは高温にさらされています、ボードに高い熱応力を発生させる可能性があります。 HASLは、メッキスルーホール(PTH)にも適していません。

HASL製造プロセス

図4:HASL製造プロセス

ハードゴールドメッキ

電気メッキとして知られている硬質金メッキは、高価な表面仕上げタイプのXNUMXつです。 コストが高く、プロセスが複雑で、はんだ付け性が比較的低いため、通常、はんだ付け可能な領域ではなく、エッジコネクタなどの摩耗の激しい領域に適用されます。 ENIGとは異なり、金の層の厚さは顧客の要件に応じて変えることができます。 ハードゴールド表面仕上げのその他のメリットには、平坦な表面の形成が含まれます、優れた耐久性、および長い貯蔵寿命。

無電解ニッケル無電解パラジウム浸漬金(ENEPIG)

ENEPIGは、ニッケル、パラジウム、金のXNUMX層金属コーティングとして、比較的新しい表面仕上げタイプです。 ENIGとは異なり、ニッケルが酸化して銅層に拡散するのを防ぐために、抵抗層として追加のパラジウム層があります。 ENIGは、単純なプロセスメカニズムと耐高温性を備えていますが、 ENEPIGは、卓越した複数のリフローサイクルと信頼性の高いワイヤボンディング機能を備えています。 ENIGとENEPIGはどちらも、PCBに最高のはんだ付け性を提供するため、コストがかかります。 ENEPIGは接着可能で、間隔が限られている高周波アプリケーションに非常に適しています。 さらに、腐食やブラックパッドのリスクがなく、優れた貯蔵寿命とはんだ接合を備えています。 下の図は、ENIGとENEPIGのさまざまな製造プロセスを示しています。

ENIGおよびENEPIGの製造プロセス

図5:ENIGおよびENEPIGの製造プロセス

イマージョンシルバー(I-Ag)

I-Agは比較的安定した表面仕上げタイプで、適度な貯蔵寿命があります。 ファインピッチおよびフラットパッケージコーティングの場合、ENIGの優れた代替品になります。 鉛フリーで費用効果が高く、高速PCBアプリケーションに最適です。 ただし、周囲の汚染物質に敏感であるため、変色の問題が発生する可能性があります。 また、銀のウィスカーと高い摩擦係数の問題があります。

 

参照:

https://www.youtube.com/watch?v=bq5_74bEU7k&ab_channel=ICAPEGROUP

https://www.epectec.com/articles/pcb-surface-finish-advantages-and-disadvantages.html

https://www.pcbcart.com/article/content/surface-finish-intro-and-comparision.html

https://www.7pcb.com/blog/immersion-silver.php

https://www.7pcb.com/blog/hard-gold-plating.php