PCB 設計の表面仕上げを選択する方法
Ⅲ 選考指導と動向
上のグラフが示すように、技術の発展と環境に優しい方向の存在により、PCB 表面仕上げの用途は過去 20 年間で大きく変化しました。
1) HASL鉛フリー。近年、エレクトロニクスは性能や信頼性を犠牲にすることなく重量とサイズが大幅に減少しました。そのため、HASL の使用は大幅に制限されており、表面に凹凸があり、ファインピッチ、BGA、小型部品の配置、メッキスルーホールには適していません。熱風レベリング仕上げは、パッドと間隔が大きい PCB アセンブリで優れたパフォーマンス (信頼性、はんだ付け性、複数の熱サイクルへの対応、長い保存寿命) を発揮します。最も手頃な価格で入手可能な仕上げの1つです。HASL テクノロジーは、RoHS 規制および WEEE 指令に準拠する鉛フリーの新世代 HASL に進化しましたが、PCB 製造業界における熱風レベリング仕上げは、1980 年代にこの分野で独占的 (3/4) であったことから 20 ~ 40% に低下しました。
2) OSP。OSP は、コストが最も低く、プロセスが簡単で、同一平面上のパッドを備えているため人気がありました。このため今でも歓迎されています。有機コーティングプロセスは、標準的な PCB と、ファインピッチ、SMT、サーブボードなどの高度な PCB の両方で広く使用できます。有機コーティングの多層メッキに対する最近の改良により、OSP は複数サイクルのはんだ付けに耐えることが保証されています。PCB に表面接続の機能要件や保存期間の制限がない場合、OSP は最も理想的な表面仕上げプロセスになります。しかし、その欠陥、取り扱い上の損傷に対する敏感さ、短い保存寿命、非導電性、および検査の難しさにより、より堅牢になるまでのステップが遅くなります。現在、PCB の約 25% ~ 30% が有機コーティング プロセスを使用していると推定されています。
3) ENIG。ENIG は、平面上での優れた性能、はんだ付け性と耐久性、変色に対する耐性により、高度な PCB や過酷な環境で使用される PCB の中で最も人気のある仕上げです。ほとんどの PCB メーカーは、回路基板工場またはワークショップに無電解ニッケル/浸漬金ラインを備えています。コストやプロセス管理を考慮しなくても、ENIG は HASL の理想的な代替品となり、幅広く使用できます。無電解ニッケル/浸漬金は、熱風レベリングと有機コーティングされたフラックスの除去による平坦性の問題の解決により、1990 年代に急速に成長しました。ENEPIG は ENIG の更新バージョンであり、無電解ニッケル/浸漬金の黒色パッドの問題を解決しましたが、依然として高価です。浸漬銀、浸漬錫、OSP などの低コストの代替品が台頭して以来、ENIG の適用は少し減速しています。現在、PCB の約 15 ~ 25% がこの仕上げを採用していると推定されています。ボンディングに予算がない場合、ENIG または ENEPIG は、ほとんどの条件において、特に高品質保険、複雑なパッケージ技術、複数のはんだ付けタイプ、スルーホール、ワイヤボンディング、プレスフィット技術などの非常に厳しい要件を持つ PCB にとって理想的な選択肢です。等..
4) イマージョンシルバー。ENIG の安価な代替品として、浸漬銀は非常に平坦な表面、優れた導電性、中程度の保存寿命を有する特性を備えています。PCB にファインピッチ / BGA SMT、小さなコンポーネントの配置が必要で、低予算で良好な接続機能を維持する必要がある場合は、イマージョンシルバーが好ましい選択肢です。IAg は通信製品、自動車、コンピュータ周辺機器などに広く使用されています。比類のない電気的性能のため、高周波設計に歓迎されています。浸漬銀の成長は、変色しやすく、はんだ接合部にボイドがあるという欠点があるため、ゆっくりとしています (それでも上昇しています)。現在、PCB の約 10% ~ 15% がこの仕上げを使用しています。
5) 浸漬錫。浸漬錫は 20 年以上にわたって表面仕上げプロセスに導入されてきました。生産自動化が ISn 表面仕上げの主な推進力です。これは、平面要件、ファインピッチのコンポーネントの配置、および圧入に適した、もう 1 つのコスト効率の高いオプションです。ISn は、プロセス中に新しい要素が追加されない通信バックプレーンに特に適しています。錫ウィスカーと短い動作ウィンドウが、そのアプリケーションの主な制限です。はんだ付け中に金属間化合物層が増加するため、複数のタイプの組み立ては推奨されません。さらに、発がん性物質が存在するため、錫浸漬プロセスの使用は制限されています。現在、PCB の約 5% ~ 10% が浸漬錫プロセスを使用していると推定されています。
6) 電解Ni/Au。電解Ni/AuはPCB表面処理技術の元祖です。プリント基板の緊急事態に伴い登場しました。しかし、コストが非常に高いため、その用途は大幅に制限されています。現在、ソフトゴールドは主にチップパッケージングの金ワイヤに使用されています。硬質金は主に、ゴールドフィンガーやICキャリアなど、はんだ付け以外の箇所の電気的相互接続に使用されます。電気ニッケル金メッキの割合は約 2 ~ 5% です。
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投稿日時: 2022 年 11 月 15 日