PCBAのトップレベルのPCB表面処理と使用するもの

PCBAのトップレベルのPCB表面処理と使用するもの

PCB表面処理の詳細

製品開発の購入段階では、ベア基板の PCB の表面処理は些細な決定のように思えますが、変化と複雑さを理解することで問題を回避できる可能性があります。

プリント基板の表面仕上げは、主に2つのことを行います。 まず、銅回路を腐食から保護するのに役立ちます。 次に、PCBA コンポーネントの溶接可能な表面を作成します。 したがって、次の項目を考慮する必要があります。

どのコンポーネントを使用していますか

PCB ボードの予想出力

環境および一般的な耐久性に対する回路基板の要件

環境への影響

バジェット

最も一般的な PCB 表面処理の 5 つのタイプと、それらの長所と短所について以下で説明します。

熱風はんだレベリング (HASL)

最も一般的に使用される PCB 表面仕上げは、HASL または「熱風はんだレベリング」です。 これは、常に存在し、最も経済的だからです。 ただし、価格が HASL に近くなくても、新しいテクノロジーによって表面仕上げをさらに高くすることができます。

このプロセスでは、PCB ボードを溶融はんだに浸し、熱風ナイフで平らにすることからこの名前が付けられました。 回路基板がスルー ホールまたは大きな SMT コンポーネントを使用している場合、HASL は適切に機能します。 ただし、回路基板が 0805 または SOIC より小さい SMT コンポーネントを使用している場合、それは理想的な表面処理ではない可能性があります。

この表面仕上げは完全に平らではないため、小さなコンポーネントでは問題が発生する可能性があります。 このプロセスで使用されるはんだは通常、スズ鉛です。 これは、RoHS にも準拠していないことを意味します。 プロジェクトで RoHS が必要な場合、または会社が使用する鉛の量を減らしたい場合は、鉛フリー HASL を指定する必要がある場合があります。

アドバンテージ：

優れたはんだ付け性

安い・低コスト

大きな処理ウィンドウを許可する

豊富な業界経験・人気

短所:

平らでない表面と大小のパッドの厚さ/形態の違い

小型で密度の高いコンポーネント (間隔が 2,000 万未満の SMD および BGA) には適していません。

ファインピッチブリッジング

HDI製品には適していません

無鉛HASL

鉛フリー HASL は従来の HASL と似ていますが、スズ鉛はんだを使用していません。

対照的に、鉛フリーの HASL は、そのプロセスでスズ銅、スズ ニッケル、またはスズ銅ニッケル ゲルマニウムを使用します。 これにより、鉛フリー HASL は経済的で RoHS 準拠のオプションになります。 ただし、標準の HASL と同様に、小型の SMT コンポーネントには適用されません。

液浸コーティングを使用すると、PCBA を高密度/ファイン ピッチ コンポーネントに有効に活用できます。 価格が少し高い場合もありますが、この目的により適していて、製造プロセスの問題を減らすことができます.

アドバンテージ：

優れたはんだ付け性

安い・低コスト

大きな処理ウィンドウを許可する

豊富な業界経験・人気

暑い外出が多い

短所:

平らでない表面と大小のパッドの厚さ/形態の違い

260～270℃の高い処理温度

小型で密度の高いコンポーネント (間隔が 2,000 万未満の SMD および BGA) には適していません。

ファインピッチでブリッジすることがある

スズ浸漬（ISn）

ISn PCB の製造では、化学プロセスが採用されています。

このプロセスでは、銅線上に平らな金属層を堆積する必要があります。 コーティングの平坦性により、小さな部品に適しています。 スズは、最も経済的なタイプの浸漬コーティングの 1 つです。 これは予算にやさしいオプションですが、いくつかの欠点もあります。

最大の問題は、スズが銅に付着すると変色し始めることです。 したがって、低品質のはんだ接合を避けたい場合は、30 日以内にコンポーネントを溶接する必要があります。

大量生産では、これは問題にならない場合があります。 すぐに大量の回路基板を使い果たした場合でも、変色を避けることができます。 ただし、生産量が少ない場合やベアボードの在庫を確保する場合は、銀メッキなどのコーティングを使用する方が賢明な場合があります。

アドバンテージ：

フラット溶接エリア

狭ピッチ・BGA・小型部品に最適

鉛フリー表面処理のリーズナブルな価格

圧入に適した表面処理

複数の熱サイクルの後でも良好な溶接性

短所:

操作に敏感 - 手袋を着用する必要があります

錫ウィスカ問題

溶接抵抗層の侵食 - 溶接抵抗層のダムは ≥ 5 mil でなければならない

使用前にベーキングするとはんだ付け性が低下します

銀浸漬 (IAg)

したがって、一方では、ISn のように浸漬銀は銅と反応しません。 一方で、空気に触れると光沢が失われます。 したがって、すべての IAg PCB は、保管および取り扱いの間、防錆パッケージに保管する必要があります。

これらの PCB が適切にパッケージ化された後、6 ～ 12 か月間は確実に溶接できます。 ただし、PCB ボードをパッケージから取り出したら、1 日以内にリフローする必要があります。 金メッキは貯蔵寿命を延ばすことができます。

アドバンテージ：

平面

小型、小間隔、BGA コンポーネントに最適

中価格鉛フリー表面処理

ボードは再加工することができます

短所:

考えられる取り扱い/退色の問題

変色を防ぐ特殊包装

組み立て中の最適な溶接性のための小さなウィンドウ

無電解ニッケル金メッキ（ENIG）

私の個人的なお気に入りの PCB 表面処理は ENIG です。 金を電気めっきする方法は、化学ニッケルまたは電解ニッケル上に金の薄層を使用することです。

金メッキは硬くて丈夫です。 これにより、賞味期限が長くなり、優れたメーカーでも数年間使用できます。 材料、プロセス、および信頼性により、ENIG ボードは他の表面処理ボードよりも高価になることがよくあります。 しかし、多くの取締役会がほとんどのプロセスを ENIG に移管し始めていることがわかりました。 他の機関との価格差が小さくても、価格は同じです。

アドバンテージ：

最も平坦な表面仕上げ

小型、小間隔、BGA コンポーネントに最適

信頼できる製造プロセスと手順

リード線ボンディング

短所:

場合によっては完了するのに費用がかかる

BGAの黒マット問題

信号損失 (RF)

はんだマスクで定義された BGA の使用は避けたほうがよい

プロジェクトに適した PCB 表面処理を選択してください

PCB の表面仕上げは重要な決定事項であり、製造前に検討する必要があります。 組み立て工程をスムーズに進めるためには、部品の種類や出力などを考慮することが重要です。 耐久性、環境への影響、およびコストも考慮し、チームと話し合う要素になる場合があります。 お客様のニーズを十分に理解することで、PCB に適した表面仕上げのみを選択できます。 PCB加工工場では、PCBAのトップ基板表面処理、どの種類を使用するか、およびPCB表面処理の詳細について説明しています。