PCB技術 - 一部のPCBが金メッキを必要とする原因及び金メッキが黒くなる原因

一部のPCBが金メッキを必要とする原因

1、PCB表面処理

耐酸化性、スズ溶射、鉛フリーHASL、金蒸着、スズ蒸着、銀蒸着、硬質金メッキ、フルプレート金メッキ、ゴールドフィンガー、ニッケルパラジウムOSP：低コスト、良好なはんだ付け性、過酷な保管条件、短時間、環境保護プロセス、良好な溶接、スムーズな溶接。

スズスプレー：スズスプレーボードは、一般に多層（4〜46層）の高精度PCBテンプレートであり、多くの国内の大規模通信、コンピューター、医療機器、航空宇宙企業、および研究機関で使用されています。接続フィンガーは、メモリモジュールとメモリスロット間の接続部分であり、すべての信号はゴールデンフィンガーを介して送信されます。

金色の指は、多くの金色の黄色の導電性接点で構成されています。表面が金メッキされており、導電性の接点が指のように配置されていることから「ゴールデンフィンガー」と呼ばれています。

金は強い耐酸化性と強い導電性を持っているため、金の指は実際には特別なプロセスによって銅張積層板上に金の層でコーティングされています。

しかし、金の価格が高いため、現在、より多くのメモリがスズメッキに置き換えられています。1990年代以降、スズ材料が普及してきました。現在、メインボード、メモリ、グラフィックカードのほとんどすべての「ゴールドフィンガー」はスズ素材で作られています。一部の高性能サーバー/ワークステーションアクセサリの接点のみが引き続き金メッキを使用しますが、これは当然高価です。

図１　金メッキPCB

2、なぜ金メッキなのか

ICの統合が進むにつれて、ICピンはますます高密度になります。ただし、垂直スズ溶射プロセスでは、細かいはんだパッドを滑らかにすることが難しく、SMTの取り付けが困難になります。さらに、スズスプレープレートの貯蔵寿命は非常に短いです。

金メッキはこれらの問題を解決します。

1. 表面実装プロセス、特に0603および0402超小型表面実装の場合、パッドの平坦度ははんだペースト印刷プロセスの品質に直接関係し、その後のリフロー溶接品質に決定的な役割を果たすため、ボード全体が金メッキは、高密度で超小型の表面実装プロセスでよく見られます。

2. 試作段階では、部品調達などの理由により、ボードがすぐに溶接されることは少なく、使用するまでに数週間から数ヶ月も待たなければならないことがよくあります。金メッキ板の寿命は鉛スズ合金の何倍も長いので、誰もが喜んで採用します。

また、サンプル段階での金メッキ基板のコストは、鉛スズ合金プレートのコストとほぼ同じです。

しかし、配線がますます密になるにつれて、線の幅と間隔は3〜4milに達しました。

したがって、金線の短絡の問題が発生します。信号の周波数が高くなると、表皮効果によって引き起こされるマルチコーティングでの信号の伝送が信号品質にさらに明らかな影響を及ぼします。

ワイヤーの表面に交流が流れる傾向。計算によると、表皮深さは周波数に関連しています。

金メッキ基板の上記の問題を解決するために、金メッキを備えたPCBには次の特性があります。

1. 金の蒸着と金メッキによって形成される結晶構造が異なるため、沈殿した金は金メッキよりも黄色がかった黄金色になり、顧客はより満足しています。

2. 金メッキに比べて、金の溶着が容易で、溶接不良やお客様からの苦情がありません。

3. パッドにはニッケルと金しか存在しないため、表皮効果の信号伝達は銅層で行われ、信号に影響を与えません。

4. 蒸着された金の結晶構造は金メッキの結晶構造よりもコンパクトであるため、酸化を起こしにくい。

5. パッドにはニッケルと金しか含まれていないため、金線が生成されず、短時間で済みます。

6. パッドにはニッケルと金しか含まれていないため、はんだマスクと銅層の結合が強くなります。

7. プロジェクトは、補正を行うときに間隔に影響を与えません。

8. 金の蒸着と金メッキによって形成される結晶構造が異なるため、金メッキの応力を制御しやすくなり、接合のある製品の接合処理が容易になります。同時に、沈む金は金メッキよりも柔らかいため、金メッキプレートは着用できません。

9. 金メッキの平坦度と耐用年数は、金メッキと同等です。

金めっきプロセスでは、スズめっきの効果は大幅に減少しますが、金めっきの効果は優れています。メーカーがバインディングを必要としない限り、ほとんどのメーカーは金の堆積プロセスを選択します。一般的に、PCBの表面処理は次のとおりです。

金メッキ（電気メッキ金、沈下金）、銀メッキ、OSP、スズ溶射（鉛および鉛フリー）。

これらは主にFR-4またはCEM-3ボード用であり、紙ベース材料の表面処理もロジンでコーティングされています。はんだペーストや他のパッチメーカーの製造および材料技術の理由を除外すると、スズコーティングの不良（スズの摂取不良）が考慮されます。

図２　金メッキ基板

PCBの問題にはいくつかの理由があります

1. PCB印刷では、パンの位置に油漏れ膜があるかどうかによって、スズコーティングの効果が妨げられる可能性があります。これは、スズ漂白試験によって確認できます。

2. パンの位置が設計要件を満たしているかどうか、つまり、パッドの設計が部品の脇役を確実にできるかどうか。

3. イオン汚染試験で結果が得られます。上記の3つのポイントは、基本的にPCBメーカーが検討する重要な側面です。

表面処理のいくつかの方法の長所と短所については、それぞれに独自の長所と短所があります。

金メッキに関しては、PCBは長期間保管でき、外部環境の温度と湿度は（他の表面処理と比較して）ほとんど変化せず、約1年間保管できます。スズ溶射表面処理、続いて再びOSP、これら2種類の表面処理は、環境の温度と湿度の保存時間に注意を払う必要があります。

一般的に、銀の沈殿物の表面処理は少し異なり、価格も高く、保管条件がより厳しいため、硫黄を含まない紙で包装する必要があります！そして保管期間は約3ヶ月です！スズの効果に関しては、沈む金、金メッキ、OSP、スズのスプレーなどは実際には類似しており、PCBメーカーは主に費用対効果の側面を考慮しています。

金メッキが黒くなる原因

1、ニッケルめっきシリンダーの薬水状況

やはりニッケルかめのことを言います。ニッケルシリンダーの薬水が長期にわたって良好な保養が得られず、適時に炭素処理を行わなければ、めっきされたニッケル層はシート状結晶を生じやすくなり、めっき層の硬度が増加し、脆性が強化される。深刻な場合は黒めっきの問題が発生する。これは多くの人がコントロールポイントを見落としがちだ。問題が発生する重要な原因でもある。そのため、あなた方の工場の生産ラインの薬水状況を真剣に検査し、比較分析を行い、そして適時に徹底的な炭素処理を行い、それによって薬水活性と電気めっき溶液の清潔を回復してください。

2、ニッケルめっき層の厚さ制御

金めっき層が黒ずんでいると言われているに違いないが、どうしてニッケルめっき層の厚さについて話しているのだろうか。実はPCBめっき金層は一般的に薄く、めっき金表面に反映される問題の多くはめっきニッケルの発現不良によるものである。一般的にニッケルめっき層が薄いと、製品の外観が白っぽくなり、黒くなることがあります。したがって、これは工場のエンジニアリング技術者の優先的な検査項目です。一般的には5 UM程度のニッケル層厚に電気めっきする必要がある。

3、金筒制御

今になって金筒制御と言った。一般的に、良好な薬水濾過と補充を維持すれば、金シリンダの汚染度と安定性はニッケルシリンダよりもよくなる。ただし、次の点に注意してください。

（1）金筒補充剤の添加は十分で過剰ではないか。

（2）薬水のPH値制御状況はどうですか。

（3）導電性塩の状況はどうですか。

検査結果に問題がなければ、AA機を用いて溶液中の不純物含有量を分析する。保証金シリンダーの薬水状態。最後に金筒ろ過綿芯が久しぶりに交換されていないかチェックするのを忘れないでくださいね。