PCB技術 - PCB/FPC表面処理プロセスのまとめ

PCB表面処理の最も基本的な目的は、良好な溶接可能性または電気的性能を確保することである。天然銅は酸化物の形で空気中に存在することが多いため、元の銅として長時間保持することはあまりできないため、銅に対して他の処理を行う必要がある。

1.熱風の平坦化（噴霧スズ）

熱空気平坦化は、熱空気はんだ平坦化（通称スズ溶射）とも呼ばれる。これは溶融したスズ（鉛）半田をPCB表面に塗布し、加熱した圧縮空気で圧平（ブロー）して銅酸化防止層を形成する過程である。また、良好な溶接性を有するコーティングを提供することもできる。熱空気平坦化の過程で、半田と銅は接合部に銅錫金属間化合物を形成する。PCBを熱空気で調整する場合、溶融した半田に浸漬しなければならない。半田が硬化する前に、エアナイフは液体半田を吹き付ける、エアナイフは銅表面上の半田のメニスカスを最小化し、半田ブリッジを防止することができる。

鉛噴霧スズ：

価格が安く、溶接性能が良く、機械的強度、輝度などがある。鉛は無鉛より良いが、鉛などの重金属を含み、環境に優しくなく、ROHSを通過することができない

鉛錫フリースプレー：

価格は安いが、鉛に比べて明るさが暗くなり、環境にも配慮しており、ROHS経由で

一般的な欠点：スズ噴霧板の表面平坦度が悪いため、溶接ギャップが細いピンや小さすぎる部品には適していません。溶接ビードはPCB加工において発生しやすく、細ピッチ素子に短絡しやすい。両面SMTプロセスで使用する場合、第2面は高温還流溶接を経ているため、スズを噴霧して再溶融しやすく、スズビーズまたは類似の液滴が重力の影響を受けて球形スズ点になり、表面をさらに悪化させる。押し潰しは溶接問題に影響する。

2.有機溶接可能性防腐剤（OSP）

OSPはプリント基板（PCB）銅箔の表面処理を行う技術であり、RoHS指令の要求に合致する。OSPは有機溶接可能性防腐剤の略であり、中国語でOrganicろう付け性防腐剤と訳され、英語ではCopper ProtectorまたはPrefluxとも呼ばれる。簡単に言うと、OSPは清潔な裸の銅の表面に学生の有機膜を層化したものである。この層の薄膜は抗酸化、耐熱振動と防湿性能を有し、銅表面を正常な環境下で錆びないように保護することができる（酸化または加硫など）、しかし、その後の溶接高温では、このような保護膜はフラックスによって迅速に除去されなければならず、このようにして露出されたきれいな銅表面は、短い時間ですぐに溶融したフラックスと強固な溶接点に結合することができる。

適用シーン：現在約25%〜30%のポリ塩化ビフェニルがOSP技術を使用しており、その割合は上昇していると推定されている（おそらくOSP技術は現在スズスプレーを超えて1位）。OSPプロセスは、片面テレビのPCBや高密度チップパッケージのPCBなどの低技術PCBやハイテクPCBに使用できます。BGAでは、OSPにはより多くのアプリケーションがあります。PCBに表面接続の機能要件や保存期間の制限がなければ、OSPプロセスは最も理想的な表面処理プロセスになるだろう。

3、板材全体がニッケルメッキメッキメッキ

PCB表面導体上のニッケルめっきとメッキは、まずニッケルをめっきし、それから金をめっきする。ニッケルめっきは主に金と銅の拡散を防ぐためである。現在、ニッケルめっき金には軟めっき（純金、金の表面が明るく見えない）と硬めっき（表面が滑らかで硬く、耐摩耗性、コバルトなどの元素を含み、金の表面が明るく見える）の2種類がある。ソフトゴールドは主にチップ包装過程における金線に用いられる、硬質金は主に非溶接領域の電気的相互接続に用いられる。

4.含浸金

浸漬金は銅表面に形成された厚さが厚く、導電性の良いニッケル金合金であり、PCBを長時間保護することができる、また、他の表面処理プロセスにはない環境耐性もあります。また、金を浸漬することで銅の溶解を防ぐことができ、鉛フリー組立に有利になる。

利点：酸化しにくく、長期保管ができ、表面が平らで、小間隙ピンと溶接点の小さい部品の溶接に適している。ボタン付きPCBボード（携帯電話ボードなど）を選択します。リフロー溶接は、溶接可能性を低下させることなく、複数回繰り返すことができます。COB（オンボードチップ）ワイヤボンディングの基板として使用できます。

欠点：コストが高く、溶接強度が悪く、化学ニッケルめっき技術を採用するため、ブラックディスクの問題が発生しやすい。ニッケル層は時間とともに酸化し、長期信頼性が問題である。

適用場面：浸漬金プロセスはOSPプロセスとは異なる。主に、携帯電話のキーボード、ルータ筐体のエッジ接続領域、弾性的に接続されたチッププロセッサの電気的接触領域など、機能的な接続要件と表面記憶時間の長いボードに使用されています。錫噴霧技術の平坦度問題とOSP技術のフラックス除去問題のため、浸漬金は1990年代に広く応用された、その後、黒色円盤と脆性ニッケルリン合金の出現により、浸漬金の使用が減少した。、しかし、現在はほとんどのハイテクPCB工場に沈下した金線がある。

5.沈Xi

現在、すべてのはんだはスズベースであるため、スズ層は任意のタイプのはんだとマッチングすることができる。沈錫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る。この特徴により、沈殿スズは熱風の平坦化と同じ良好な半田付け性を持ち、熱風の平坦化に悩まされる平坦度の問題は現れない、錫板は長く保管することはできず、沈錫の順に組み立てなければならない。

6.銀浸漬

銀浸漬プロセスは有機コーティングとニッケル化学めっき/金浸漬の間にある。このプロセスは比較的簡単で迅速です。高温、湿気、汚染にさらされても、銀は良好な溶接性を維持することができますが、光沢を失うことがあります。含浸銀は、銀層下にニッケルがないため、ニッケルメッキ／含浸金の良好な物理的強度を有しない。

7.化学ニッケルパラジウム

含浸金に比べて、化学ニッケルパラジウムはニッケルと金の間にパラジウムの層が増えた。パラジウムは置換反応による腐食を防止し、金を浸漬するために十分な準備をすることができる。金はパラジウムに密に被覆され、良好な接触表面を提供する。

8.硬金めっき

PCB製品の耐摩耗性を高めるために、挿入と除去の回数を増やし、硬金めっきをする。