表面仕上げ
PCB の旅 12：
表面仕上げ
表面仕上げはコンポーネントとベアボード PCB の間のコーティングです。 主に、以下の 2 つの理由から使用されます： はんだ付け性を実装フェーズ中に確保し、銅を酸化から保護します。
1 - OSP
OSP は、有機はんだ付け性保存剤の略語です。 これは、水性表面仕上げです。 基板は槽を通過する前に洗浄されるため環境にやさしく、優れた平坦面が得られます。 このクイックプロセスには多くの装置を使用する必要がないため、コスト効率の高い表面仕上げとなります。 OSP は保存期間が短く、取り扱いに注意が必要である可能性があります。 このため、表面仕上げを行う前にルーティングプロセスが行われます。 まとめると、OSP 表面仕上げは環境に優しく、平坦面が得られ、再活性化が可能なコスト効率の高いソリューションです。またこの仕上げには、保存期間が短い、取り扱い中に傷つきやすい、最終組み立て中に銅が露出する可能性があるなどの短所もあります。
2 - 無鉛 HASL
無鉛 HASL は、「Hot Air Solder Leveling」の略語です。 この仕上げ方法は数年前まで最も人気がありました。 この仕上げが堅牢であったとしても、低価格であることがその限界に繋がりました。 このアプリケーション中、基板を洗浄するためにパネル全体にマイクロエッチングが施され、その後、表面仕上げの基板への密着を強化するためのフラックスコーティングが行われます。 その後、基板は液体錫はんだに浸漬され、基板の表面全体に熱い圧縮空気を吹き付ける 2 つのエアナイフで基板は取り除かれます。 無鉛ソリューションは、高い信頼性を備えた製品にとって議論の余地のない利点です。 しかし、HDI ボードが増えるにつれて、このプロセスで不均等な表面が生じるようになり、ファインピッチのコンポーネントには適していません。 まとめると、無鉛 HASL 表面仕上げは、広く利用可能な技術であり、優れた耐久性を備えた低コストのソリューションです。 また、表面が不均等になる可能性があること、ファインピッチの部品には適さないこと、プロセスが基板に熱ストレスを与える可能性があることなどの欠点もあります。
3 - PENIG
ENIG は無電解金めっきを採用した表面処理です。 ENIG は高価な仕上げプロセスであるため、金が過剰に堆積するのを避けるために、回路の輪郭をテープで被覆する必要があります。 パネルはいくつかの槽に浸漬され、接着力を高めるために、最初に 3 ～ 6 マイクロメートルのニッケルの層が電着されます。 次に、パネル上に最低 0.05 マイクロメートルの金も電着されます。 浸漬仕上げは、優れた平坦性と、強力なはんだ付け性を提供する金の使用を可能にします。 つまり、ENIG 表面は結着に理想的であり、強力なはんだ付け性、平坦な表面と長い保存期間を提供します。 ただし、この表面仕上げは複雑なプロセスであり、費用対効果の高いソリューションではないという主な欠点もあります。
4 - 硬質金めっき
硬質金めっきでは、パネル全体がテープで被覆されます。 表面仕上げが必要な部分だけが除去されます。 この場合、ENIG とは異なり、めっきサイクルの期間を制御することで銅の厚さを変えることができます。 最初にニッケルが電着され、次に、お客様のリクエストに従って、金が電着されます。 金の厚みによって長い保存期間が得られますが、最も高価な表面仕上げオプションの 1 つでもあります。 まとめると、硬質金めっき仕上げには機械的特性があり、長期の保存期間と平坦な表面を提供します。 また、高価、低いはんだ付け性、工程の複雑さなどの欠点もあります。
5 - 浸漬錫
浸漬錫は、金属溶着仕上げです。
錫に最適な接着力を与えるために、基板を複数の化学薬品槽に浸漬します。 浸漬により完全な平坦性が得られ、下にある銅を錫が最大限保護します。 コスト効率の高いオプションですが、錫と銅は親和性が高いため、錫ウィスカが発生する可能性があります。
浸漬錫表面仕上げは、幅広く利用可能で、平坦な表面が得られ、保存期間が長く再加工が可能な、コスト効率の高いソリューションです。
短所として、再加工が限られていること、慎重に取り扱う必要があること、錫ウィスカが生じる可能性があることなどが挙げられます。
ICAPE Group は、ドイツ自動車業界の期待に応える浸漬錫を製造するために、ドイツを拠点とする工場との提携によるハイテク仕上げ製品を特に必要としています。
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