耐用年数を延ばすために適切な PCB 表面を選択するにはどうすればよいですか?

回路材料は、最新の複雑なコンポーネントを相互に接続して最適なパフォーマンスを実現するために、高品質の導体と誘電体材料に依存しています。ただし、導体として、これらの PCB 銅導体は、DC 基板でもミリ波 PCB 基板でも、老化防止と酸化保護が必要です。この保護は、電解および浸漬コーティングの形で実現できます。多くの場合、さまざまな程度の溶接能力が提供されるため、ますます小型の部品やマイクロ表面実装 (SMT) などでも、非常に完全な溶接スポットを形成できます。業界では、PCB 銅導体に使用できるさまざまなコーティングや表面処理が存在します。各コーティングと表面処理の特性と相対コストを理解することは、PCB ボードの最高のパフォーマンスと最長の耐用年数を達成するための適切な選択を行うのに役立ちます。

PCB 最終仕上げの選択は、PCB の目的と作業条件を考慮する必要がある単純なプロセスではありません。高密度、低ピッチ、高速 PCB 回路、および小型、薄型、高周波 PCBS への現在の傾向は、多くの PCB メーカーにとって課題となっています。PCB 回路は、Rogers などの材料メーカーによって PCB メーカーに供給されるさまざまな重量と厚さの銅箔の積層板を通じて製造されます。その後、Rogers はこれらの積層板を電子機器で使用するさまざまなタイプの PCBS に加工します。何らかの表面保護がないと、保管中に回路上の導体が酸化してしまいます。導体の表面処理は、導体を環境から隔てるバリアとして機能します。PCB 導体を酸化から保護するだけでなく、集積回路 (ic) のリード ボンディングを含む、回路やコンポーネントを溶接するためのインターフェースも提供します。

適切な PCB 表面を選択してください
適切な表面処理は、製造プロセスだけでなく PCB 回路の用途にも適合するようにする必要があります。コストは、材料費、必要なプロセス、仕上げの種類によって異なります。表面処理によっては、高密度に配線された回路の高い信頼性と高い絶縁が可能になりますが、他の表面処理では導体間に不必要なブリッジが作成される場合があります。表面処理の中には、温度、衝撃、振動などの軍事および航空宇宙の要件を満たすものもありますが、これらの用途に必要な高い信頼性を保証しないものもあります。以下に、DC 回路からミリ波帯、高速デジタル (HSD) 回路までの回路に使用できる PCB 表面処理のいくつかを示します。
●ENIG
●エネピグ
●HASL
●イマージョンシルバー
●浸漬錫
●LF HASL
●OSP
●電解ハードゴールド
●ソフトゴールドを電解接合しています。

1.ENIG
ENIG は化学ニッケル-金プロセスとしても知られ、PCB 基板導体の表面処理に広く使用されています。これは比較的単純で低コストのプロセスで、導体表面のニッケル層の上に溶接可能な金の薄い層を形成するため、高密度に実装された回路でも良好な溶接性を備えた平坦な表面が得られます。ENIG プロセスはスルーホール電気めっき (PTH) の完全性を保証しますが、高周波での導体損失も増加します。このプロセスは、RoHS 規格に準拠し、回路メーカーの処理からコンポーネントの組み立てプロセス、さらには最終製品に至るまで、保存寿命が長く、PCB 導体に長期の保護を提供できるため、多くの PCB 開発者が一般的な表面処理。

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2.エネピグ
ENEPIG は、化学ニッケル層と金メッキ層の間に薄いパラジウム層を追加することにより、ENIG プロセスをアップグレードしたものです。パラジウム層はニッケル層(銅導体を保護する)を保護し、金層はパラジウムとニッケルの両方を保護します。この表面処理は、デバイスを PCB リードに接合するのに最適であり、複数のリフロー プロセスに対応できます。ENIG と同様に、ENEPIG は RoHS に準拠しています。

3.イマージョンシルバー
化学的銀沈降も非電解化学プロセスであり、PCB を銀イオンの溶液に完全に浸し、銀を銅の表面に結合させます。結果として得られるコーティングは、ENIG よりも一貫性と均一性が高くなりますが、ENIG のニッケル層によって提供される保護と耐久性が欠けています。表面処理プロセスは ENIG よりも簡単でコスト効率が高くなりますが、回路メーカーでの長期保管には適していません。

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4.浸漬錫
化学錫堆積プロセスでは、洗浄、マイクロエッチング、酸溶液プリプレグ、非電解錫浸出液への浸漬、最終洗浄を含む多段階プロセスを通じて、導体表面に薄い錫コーティングを形成します。錫処理は銅と導体を適切に保護し、HSD 回路の低損失性能に貢献します。残念ながら、化学的に沈んだ錫は、時間の経過とともに銅に及ぼす影響(つまり、ある金属の別の金属への拡散により、回路導体の長期的な性能が低下する)のため、最も長持ちする導体表面処理の 1 つではありません。化学銀と同様に、化学スズも鉛フリーの RoHs 準拠プロセスです。

5.OSP
有機溶接保護膜 (OSP) は、水ベースの溶液でコーティングされる非金属保護コーティングです。この仕上げは RoHS にも準拠しています。ただし、この表面処理の保存寿命は長くないため、回路やコンポーネントを PCB に溶接する前に使用するのが最適です。最近、新しい OSP 膜が市場に登場し、導体を長期にわたって永久に保護できると考えられています。

6.電解硬質金
硬質金処理はRoHS処理に準拠した電解処理で、PCBや銅導体を酸化から長期間保護します。ただし、材料費が高いため、最も高価な表面コーティングの 1 つでもあります。また、溶接性が悪く、ソフトゴールド処理を接合するには溶接性が劣りますが、RoHS に準拠しており、デバイスを PCB のリードに接合するための良好な表面を提供できます。

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