PCB技術 - PCB表面処理の利点と欠点の解析

生活環境に対する人間の要求の継続的改善, 環境問題 PCB生産プロセスはますます注目を集めた.

なぜ我々は特別な治療が必要ですか PCB 表面?

最も基本的な目的 PCB 表面処理は、良好なはんだ付け性または電気的性質を確保することである. 空気中の銅は酸化しやすいので, 酸化銅層は溶接に大きな影響を与える, そして、それは簡単に形成する 偽りの溶接は、パッドと部品を真剣に溶接することができません。したがって、プロセスは、製造および製造のように見えるPCBs, それで, the lining The surface of the pad is coated (plated) パッドを酸化から保護する材料の層で。

鉛フリーPCB

現在, the PCB instant noodle 処理 technology of domestic board factories includes: spray tin (HASL, hotairsolderleveling), ホットハンダ, 熱風平準化, OSP (anti-oxidation), ニッケルめっき, すず沈殿, 銀沈着, 化学ニッケルパラジウム金, 電気めっき硬質金, etc. もちろん, いくつかの特別な PCB 特殊用途における表面処理プロセス.

（二）スプレースズ（熱風平準化）PCB

ホットエアレベリングの一般的なプロセスは：マイクロ腐食、予熱、チニング、スプレー洗浄。

ホットエア整流は、ホットエアはんだ付け（一般にスズスプレーとして知られている）として知られており、PCBの表面に溶融スズ（鉛）はんだを被覆し、熱圧縮空気を加熱して銅耐酸化性と良好なはんだ付け性の層を形成する。フロア.はんだおよび銅は、ホット・エアコン半田および銅の接合部に銅－錫金属間化合物を形成する。PCBは、通常、高温空気の仕上げのための溶融はんだに浸漬されますエアナイフは、ハンダが固まる前に、液体のはんだを平らにする；エアナイフは、銅表面上の半田のメニスカスの形状を最小にし、半田ブリッジングを防止する。

熱風は垂直型と水平型に分けられる。一般的に水平型のエアエアレベリングコーティングはより均一であり，自動生産を実現できるので，水平型が優れていると考えられる。

利点：低価格、良い溶接性能。

欠点：スプレースズ板の表面仕上げが不完全であるため、薄いギャップピンや小部品の溶接には適していない。ハンダビーズはPCB処理中に半田ビーズを生成しやすくなり、微細ピッチ成分に短絡する傾向がある。両面SMTプロセスで使用される場合、第2の表面が高温で還流したので、錫スプレー再溶融は、重力によって影響される球形の錫スポットに錫ビーズ又は類似の水滴を生じさせ、結果として表面が平坦になり、溶接問題に影響を及ぼす。

有機溶剤性防腐剤（OSP）PCB

一般的なプロセスは以下の通りですマイクロ腐食ピリング純水洗浄有機塗装洗浄，プロセス制御は他のプロセスより容易であり，処理プロセスがより容易であることを示している。

OSPはRoHS指令によるプリント回路基板（PCB）銅箔の表面処理のためのプロセスである。現在、PCBの約25 %がOSPプロセスを使用しており、OSPプロセスは上昇していると推定されている。OSPプロセスは、低価格PCBまたはハイテクPCB、例えば片面テレビやPCB、高密度チップ実装ボードなどのBGAのために使用することができます、また、多くのOSPアプリケーションがあります。PCBが表面接続または貯蔵時間制限のための機能的要件を持たない場合、OSPプロセスは最も理想的な表面処理プロセスである。

利点：簡単なプロセス、滑らかな表面、鉛フリーはんだとSMTに適しています。便利な再加工、便利な生産と操作、水平操作に適しています。それは様々なプロセス（OSP + ENIG）、低コストと環境に優しいの共存に適しています。

欠点：リフローはんだ付けの回数は限られている（複数のはんだ付けの厚さが繰り返されればフィルムは破損され、2回の問題はない）。技術とワイヤー結合を圧搾することにふさわしくない。目視検査や電気測定は便利ではない。SMTは窒素保護を必要とするSMTの再加工は適用できません。より高い貯蔵条件を必要としてください。

板全体がニッケルめっき金であるPCB

金メッキのPCB表面は、ニッケルの層で、それから金の層でおおわれています。ニッケルめっきは主に金と銅の拡散を防ぐためである。ニッケルメッキには2種類ある：ソフトゴールド（純金、金表面が明るく見えない）、金めっき（表面は滑らかで硬く、耐食性、コバルトなどの元素を含んでおり、金の表面は明るく見える）がある。チップ包装の金線には主に軟金が使用され，非溶接部品の電気的接続には主として硬質金が用いられる。

利点：長いストレージの時間12ヶ月。接触スイッチ設計と金ワイヤー包装にふさわしい。電気試験に適している。

欠点：高いコストと厚い金。金色の指をめっきするとき、電気を行うためにさらなるデザインラインが必要です。金めっきの厚さは必ずしもはんだ接合部の脆化を起こさないので、はんだ接合部の強度に影響する。めっき面の均一性電気メッキされたニッケル・ゴールドは、ワイヤーの端をラップしません。アルミニウム線の束化には適していない。

浸漬金PCB

一般的な工程は以下の通りである。マイクロ腐食prepreg ->アクティベーション無電解ニッケルめっき化学浸漬金プロセスの6化学浴は、ほぼ100種類の化学物質を含む、プロセスは複雑です。

金は銅表面に被覆された厚い金合金の厚い層であり、長い間PCBを保護することができる。また、他の表面処理プロセスがない環境耐性を有する。さらに、金はまた銅の溶解を防ぐことができ、これは鉛フリーアセンブリを容易にする。

利点：酸化することは容易ではなく、長い貯蔵時間、滑らかな表面、微細ギャップピンと小さなはんだ接合部品を溶接するのに適しています。キーPCBボードが好ましい（携帯電話ボードなど）。リフローはんだ付けは、何度も繰り返されることができ、はんだ付け性は著しく低下しない。cob（チップボード）溶接ワイヤの母材として使用できます。

欠点：高コスト、低溶接強度、無電解ニッケルプロセスが使用されているため、それはブラックディスクの問題になりやすいです。ニッケル層は経時的に酸化し長期的信頼性が問題である。

錫沈下PCB

現在、全てのはんだはTiNに基づいているので、TiN層はどんな種類のはんだと整合され得る。錫めっきプロセスは平坦な銅－錫金属間化合物を形成することができ、したがって、錫めっき層は熱風平準化ではなく、熱風平準化と同じはんだ付け性を有するTiN板は、あまりにも長く保管することができず、錫を堆積する順序で組み立てられなければならない。

利点：水平生産に適しています。ワイヤ処理に適した、鉛フリーはんだ付けに適しており、特にブランキングプロセスに適している。非常に良い滑らかさ、SMTに適しています。

欠点：錫ホイスカの成長を制御するためには良好な貯蔵条件（好ましくは6ヶ月以下）が必要である。接触スイッチ設計にふさわしくない。製造工程においては、抵抗溶接膜の要求条件が非常に高く、抵抗溶接膜が落ちる。複数の溶接中に窒素ガスを保護するのがベストです。電気試験も問題である。

浸漬銀PCB

銀めっきプロセスは有機銀メッキと化学ニッケル／金めっきの間であり，工程は簡単で高速である。熱、湿度、および汚染にさらされても、銀はまだ良いはんだ付け性を維持することができますが、それは光沢を失うことになります。銀めっき層の下にニッケルがないので、無電解ニッケル/金めっきの物理的強度は良好ではない。

利点：単純なプロセス、鉛フリーはんだ付けに適した、滑らかな表面、低コスト、非常に細い線に適しています。

欠点：高い貯蔵条件と簡単な汚染。溶接強度は問題になりやすい（微小共振器問題）。抵抗溶接膜下の銅はエレクトロマイグレーションとジャワニーを噛む傾向がある。電気測定も問題である。

化学ニッケルパラジウム金PCB

析出した金と比較して、化学ニッケル、パラジウムおよび金は、ニッケルと金の間にパラジウムの余分な層を有する。パラジウムは、置換反応に起因する腐食を防止し、金堆積のための十分な準備をすることができる。一方、金はパラジウムで密着し、良好な接触面を提供する。

利点：鉛フリーはんだ付けに適した。表面は非常に平坦で，smtに適している。穴は、ニッケルと金でおおわれていることもできます。長期的には貯蔵条件は厳しくない。電気試験に適している。スイッチ接触設計にふさわしい。厚板に適したアルミワイヤー結合に適し、耐環境性に強い。

硬質金めっきPCB

製品の耐摩耗性を向上させるために、挿入・除去の回数を増やし、硬質金を電着します。

プリント基板の表面処理プロセスはあまり変化しておらず、まだ遠い物質であるように思われるが、長期的な遅い変化が大きな変化につながることに留意すべきである。環境保護の増加に伴い，pcbの表面処理プロセスは，今後大きな変化をもたらす。