プリント基板の表面めっき（コーティング）工程を極めたい

基板製造、基板設計、PCBA加工メーカーがマスターしなければならないプリント基板表面のめっき（コーティング）工程を解説

1、プリント基板表面のメッキ（コーティング）方法：電気めっき法。 b. 無電解メッキ。

2、 PCB 表面コーティングの共通要素:

a. ニッケル、元素記号 Ni、原子量 58.7、密度 8.88g/cm3、Ni2+1.095g/AH の電気化学当量。

b. 金、元素記号Au、原子量197、密度19.32g/cm3、Au+0.1226g/A・mの電気化学当量。

c. スズ、元素記号Sn、原子量118.69。

d. 銀、元素記号 Ag、原子量 107.88。

e. パラジウム、元素記号 Pd、原子量 106.4。

3、メッキの概要：

a. ニッケル: プリント回路基板に使用されるニッケルコーティングは、セミブライトニッケル (低応力ニッケルまたはダムニッケルとも呼ばれます) とブライトニッケルに分けられます。主にメッキやプラグ金メッキの下層として使用され、必要に応じて表層としても使用できます。コーティングの厚さは、IPC-6012 (1996) 標準に従って 2 ～ 2.5 μ m 未満であってはなりません。または圧接。

b. 金: PCB 製造に使用される金メッキ層は 2 つのカテゴリに分けられます。基板に金メッキ、プラグに金メッキ。

(1)基板の金メッキ：基板の金メッキ層は柱状構造の24K純金で、導電性と溶接性に優れています。メッキ厚 0.01~0.05 μm。

基板上の金メッキ層は、最下層として低応力ニッケルまたは光沢ニッケルでできています。ニッケルメッキ層の厚さは3～51xmです。ニッケルめっき層は、金と銅の間のバリア層として機能し、金と銅の間の相互拡散を防ぎ、銅が金表面に浸透するのを防ぐことができます。ニッケル層の存在は、金コーティングの硬度を向上させることに相当します。

printed circuit board

基板上の金メッキ層は、アルカリエッチングの保護層であるだけでなく、IC アルミワイヤボンディングやボタンタイプのプリント基板の最終表面コーティングでもあります。

(2)プラグの金メッキ：プラグの金メッキは硬質金メッキとも呼ばれ、通称「ゴールデンフィンガー」と呼ばれています。 Co、Ni、Fe、Sbなどの合金元素を含む合金皮膜です。純金皮膜より硬度、耐摩耗性が高くなります。硬質金コーティングは層状構造になっています。プリント基板に使用されるプラグの金めっき層は、一般的に0.5～1.5μM以上の厚さです。合金元素含有量 ≤ 0.2%。金メッキプラグは、安定性と信頼性の高い電気接点接続に使用されます。膜厚、耐摩耗性、気孔率が求められます。

硬質金コーティングは、低応力ニッケルをバリア層として使用し、金と銅の相互拡散を防ぎます。硬質金コーティングの密着性を向上させ、気孔率を減らし、めっき液を保護し、汚染を減らすために、ニッケル層と硬質金の間に 0.02 ～ 0.05p、m の純金層をめっきする必要があります, 層。

c. スズ：PCB裸銅板への無電解スズめっきも近年注目されているはんだ付け可能なコーティングです。

銅基板への無電解スズめっきは、本質的に化学的スズ浸漬であり、これはめっき液中の銅と複雑なスズイオンとの間の置換反応であり、スズコーティングを生成します。銅の表面がスズで完全に覆われると、反応は停止します。

d. 銀：無電解銀コーティングは、はんだ付けと「接着」（圧接）の両方が可能なため、広く評価されています。無電解銀コーティングの本質は銀浸漬でもあります。銅の標準電極電位は 0Cu+/Cu=0.51 V、銀の標準電極電位は 0Ag+/Ag=0.799 V です。したがって、銅は溶液中の銀イオンと置き換わり、銅表面に銀層を形成することができます: Ag ++Cu → Cu++Ag 反応速度を制御するために、溶液中の Ag+ は錯イオンの形で存在します。銅表面が完全に覆われるか、溶液中の銅が一定の濃度に達すると、反応は終了します。

e. パラジウム: 無電解 Pd めっきは、PCB 上の理想的な銅およびニッケル保護層であり、溶接および「接合」することができます。銅に直接めっきでき、Pdには自己触媒能があるため、めっきを長く厚くすることができます。その厚さは0.08~0.2μmに達することがあります。また、無電解ニッケルコーティングの上にメッキすることもできます。 Pd 層は耐熱性、安定性が高く、複数回の熱衝撃に耐えることができます。

組立溶接中、Ni/Au コーティングの場合、金コーティングが溶融はんだと接触すると、金ははんだに溶け込み、AuSn4 を形成します。はんだの重量比が 3% に達すると、はんだが脆くなり、はんだ接合の信頼性に影響を与えます。しかし、溶けたはんだはPdと化合物を形成せず、Pdがはんだ表面に浮いて安定しています。

Pdは価格が高すぎるため、その用途はある程度限定されています。 IC の統合とアセンブリ技術の向上により、無電解 Pd めっきはチップ電極アセンブリ (CSP) でより効果的な役割を果たすようになります。基板メーカー、基板設計者、PCBAメーカーがマスターしなければならない基板表面のめっき（コーティング）工程を解説します。