一般的な PCB 表面処理プロセスには、HASL (熱風はんだレベリング)、有機コーティング (OSP)、浸漬金、浸漬銀、浸漬錫などが含まれます。
HASL（熱風はんだレベリング）
熱風レベリングは、熱風はんだレベリングとも呼ばれ、PCB 表面を溶融錫鉛はんだでコーティングし、圧縮空気レベリング (ブロー) を加熱して、銅の酸化と耐久性の両方に耐性のあるコーティング層を形成するプロセスです。良好なはんだ付け性が得られます。熱風調節の接合部でははんだと銅が銅錫化合物を形成し、その厚さは約1～2ミルです。
熱風仕上げ中に PCB を溶融はんだに浸し、はんだが固まる前にエアナイフで液体はんだを平らに吹き飛ばし、銅表面のはんだのメニスカスを最小限に抑え、はんだブリッジを防止します。
熱風は垂直型と水平型の2つに分けられますが、一般に水平型の方が優れていると考えられており、主に水平型熱風レベリングコーティングはより均一であり、自動生産を実現できます。一般的なプロセスは、マイクロエッチング - 予熱 - フラックスのコーティング - 錫スプレー - 洗浄です。
OSP基板
OSP は、銅と空気の間のバリア層として機能するという点で他の表面処理プロセスとは異なります。簡単に言うと、OSP は、きれいな裸の銅表面上に化学的に成長させた有機スキン フィルムです。このフィルムは、抗酸化、熱衝撃、耐湿性を備えており、通常の環境（酸化または加硫など）で錆びない銅の表面を保護します。同時に、その後の溶接高温においてフラックスにより速やかに容易に除去されなければなりません。
有機コーティングはプロセスが簡単でコストが低いため、業界で広く使用されています。初期の有機コーティング分子は防錆剤として作用するイミダゾールとベンゾトリアゾールであり、最新の分子は主にベンゾイミダゾールです。複数のリフローはんだ付けを確実に実行できるようにするには、銅の表面に有機コーティングを 1 層だけでは不十分で、多くの層を設ける必要があります。そのため、通常、薬液タンクに銅液を追加する必要があります。第１層をコーティングした後、コーティング層は銅を吸着する。次に、有機コーティング分子の第 2 層が銅に結合し、20、さらには数百の有機コーティング分子が銅の表面に集まります。
一般的なプロセスは、脱脂 - マイクロエッチング - 酸洗 - 純水洗浄 - 有機コーティング - 洗浄であり、処理プロセスを示すプロセス管理は比較的容易です。
ENIG PCB
イマージョンゴールドは、銅表面に良好な電気特性を備えたニッケル金合金の厚い層であり、PCB を長期間保護できます。防錆バリア層としてのみ使用される OSP とは異なり、PCB の長期使用に役立ち、良好な電気特性を実現します。また、他の表面処理にはない耐環境性も備えています。
ニッケルメッキの理由は、金と銅が相互に拡散するためで、ニッケル層がそれらの間の拡散を防ぐことができます。ニッケル層の障壁がなければ、金は数時間で銅に拡散します。無電解ニッケルめっき/金浸出のもう 1 つの利点はニッケルの強度であり、わずか 5um の厚さのニッケルで高温での Z 方向の膨張を制御できます。さらに、無電解ニッケルめっきは銅の溶解を防ぐことができるため、鉛フリー溶接に役立ちます。
一般的なプロセスは次のとおりです: 酸洗い洗浄 - マイクロエッチング - 予備浸出 - 活性化 - 無電解ニッケルめっき - 化学金浸出。工程内には6つの薬液タンクがあり、100種類近くの薬液が使用されており、工程はより複雑です。
イマージョンシルバー
銀めっきプロセスはOSPめっきとENIGめっきの中間に位置し、プロセスが簡単かつ迅速です。浸漬銀は、熱、湿気、汚染にさらされても、PCB に厚い外装を形成せず、依然として良好な電気特性を提供し、良好なはんだ付け性を維持しますが、光沢は失われます。シルバー層の下にはニッケルがないため、イマージョン シルバーにはイマージョン ゴールドほどの優れた物理的強度がありません。
銀メッキは置換反応であり、ほぼサブミクロンレベルの純銀コーティングです。銀の浸出プロセスには、主に銀の腐食を防止し、銀の移行の問題を排除するために、有機物が含まれる場合があります。この有機物の薄い層を測定することは一般に困難であり、分析によると、有機物の重量は 1% 未満であることが示されています。
浸漬錫
すべてのはんだが錫ベースであるため、錫層はあらゆる種類のはんだに適合することができ、この観点から錫ディッププロセスは大きな発展の可能性を秘めています。しかし、従来のPCBは錫めっき処理後に錫の泡が発生しやすく、溶接工程での錫の泡や錫の移行が信頼性の問題を引き起こすため、錫めっきプロセスの使用は制限されています。有機添加剤を浸出溶液に添加すると、錫層構造は粒状構造となり、これまでの問題を克服し、良好な熱安定性と溶接性を備えています。
浸漬錫プロセスは、平坦な銅-錫金属間化合物を形成することができるため、浸漬錫は、熱風平滑処理で発生する厄介な平坦性の問題を生じることなく、熱風平滑処理と同様の優れたはんだ付け性を実現します。無電解ニッケルめっきと浸漬金との間の拡散の問題もありません。ただ、缶詰はあまり長期保存はできません。
他の表面処理プロセスはあまり適用されておらず、その中でも電気ニッケル金めっきと無電解パラジウムめっきが多く適用されています。
ENIGメッキ
電気ニッケル金メッキは PCB 表面処理プロセスの元祖であり、PCB の出現以来、他のプロセスがゆっくりと進化してきました。ニッケル金めっきは、主に金と銅の間の拡散を防ぐために、最初に PCB 表面導体上にニッケルの層を電気めっきし、次に金の層を電気めっきします。ニッケル金めっきには、ソフト金めっき（純金、金の表面が明るく見えない）とハード金めっき（表面が滑らかで硬い、耐摩耗性、コバルトなどの元素が含まれており、表面が明るく見える）の2種類があります。 。ソフトゴールドは主にチップパッケージングの金線に使用されます。硬質金は主に非溶接電気相互接続 (ゴールド フィンガーなど) に使用されます。
通常、溶接を行うと電気めっきが脆くなり、寿命が短くなりますので、電気めっきへの溶接は避けてください。ただし、無電解ニッケルめっき/浸漬金では、金が非常に薄く均一であるため、めっきが発生することはほとんどありません。
Pdメッキ
無電解パラジウムめっきのプロセスは、無電解ニッケルめっきのプロセスと似ています。主なプロセスは、触媒表面上で還元剤（次リン酸二水素ナトリウムなど）によってパラジウムイオンをパラジウムに還元することであり、新たに生成したパラジウムを触媒と呼んで反応を促進させることで、任意の厚さでパラジウムを析出させることができます。 。無電解パラジウムめっきの利点は、優れた溶接信頼性、熱安定性、表面の平坦性です。デメリットとしては、パラジウムは比較的希少な貴金属であるため、価格が高くなるという点です。
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