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Methods of PCB Tests

PCBについて

PCB表面処理

 

PCBの銅表面は大気中で酸化しやすいため、ソルダーレジストで覆われていない露出部分をコーティングし、酸化から保護するプロセスが必要となります。各種加工ニーズに対応するため、さまざまな材質、価格、保護レベルの表面処理方法が開発されてきました。

 

一般的なPCB表面処理には以下のものがあります:

 

 

裸銅:
その名の通り、露出した銅箔に一切の処理が行われていない状態を指します。
メリットとしては、コストが最低限に抑えられ、溶接性と平滑度に優れており、デメリットとしては、保護されていないため、空気に触れると酸化しやすいことが挙げられます。

 

はんだレベラー(HASL/HAL):
銅箔表面にはんだを塗布し、エアーナイフで表面を平らにします。装置は水平レベラーと垂直レベラーの2つのタイプに分けられます。
はんだレベラーはPCBで最も一般的な表面処理方法であり、溶接性に優れ、長期保管が可能で、低コストというメリットがあります。ですが、表面の平滑度が悪く、SMT工程において、はんだ量が不均一なことによる溶接不良を起こしやすく、また、各接点間距離が近すぎると、はんだボールによるショートが発生しやすくなるというデメリットがあります。
はんだレベラーのはんだは錫と鉛の合金であることから、近年、各国の環境保護推進にともない、鉛フリープロセスへのニーズが高まっていることから、無鉛はんだレベラープロセスも選択肢となっています。

 

無鉛はんだレベラー(Lead-Free HASL):
はんだレベラーと同様のプロセスで、合金に鉛が含まれていない点のみが異なります。一般的には錫銅ニッケル、錫銀銅の2種類の合金が使用されます。

 

無電解金めっき ENIG:
(Electroless Nickel Immersion Gold,無電解ニッケル/置換金めっき)とは、ここではPCBに電流を印加する必要のない無電解金めっきプロセスを指します。裸銅の表面に化学的にニッケル皮膜を形成し、めっき槽での化学置換作用により、ニッケル表面が完全に覆われるまで、ニッケル皮膜上に金皮膜を形成します。化学置換型であるため、金の厚さは電解金めっきほど厚くすることはできず、金皮膜の厚みは一般的に約1μ"~5μ"、ニッケル皮膜の厚みは約100μ"~200μ"となります。メリットとしては、PCBにリード線を追加する必要がなく、電解めっきに比べて設計がシンプルであること、また、はんだ付け部分が平坦で均一なため、部品密集エリア(BGAなど)で溶接不良やブリッジ、ショートが起こりにくいという点があります。デメリットとしては、コストが高く、SMT後の溶接強度に差が生じることです。

 

電解金めっき:
電解ニッケル金めっきでは主にハードゴールドが使用され、リード線でニッケル層と金層のPCB銅面露出部にめっきを施します。ゴールドフィンガー(金端子)と呼ばれる、抜き挿しを繰り返すPCBのエッジコネクタ端子にめっきを施すことが一般的ですが、基板の全体たまは一部に電解金めっきを施す製品もあります。一般的なめっき厚さは約5~30μ"となります。メリットとしては、電解金めっきの表面は硬く、耐摩耗性に優れ、繰り返しの摩擦によっても摩耗、酸化しにくく、デメリットとしては、めっきのためのリード線が必要となり、表面平滑度が悪く、非常に高価であるというが挙げられます。

 

無電解銀めっき(Immersion Silver):
PCB無電解銀めっきは浸漬めっき法を利用したもので、銅と銀の酸化電位の特性の違いを利用して、銅表面の銅原子を銀に置き換えることで、表面改質を実現します。一般的なめっき厚さは約6μ"~10μ"となります。メリットとしては、表面平滑度と溶接性に優れており、デメリットとしては、価格がやや高く、空気に触れると酸化/硫化しやすいことが挙げられます。PCB開梱後は出来るだけ早く使用する必要があり、保管期間は短期となります。

 

水溶性プリフラックス(OSP:Organic Solderability Preservative):
OSPはPCBの銅面露出部に有機保護膜を化学的に塗布します。この皮膜によって、PCB銅露出部が空気との接触によって酸化するのを防ぐことができます。メリットとしては、低コスト、高速加工で、裸銅の溶接性と平滑度に優れており、デメリットとしては、加工後に直接電気検査、外観検査を行うことが難しい点が挙げられます。

 

More Information :What is PCB | PCB Introduction

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1987年:生産経験豊かなプリント基板メーカとして、チアタイムは台湾の新北市新荘区に会社を設立

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