生活環境のための人間の条件の連続的な改善によって、PCBの工程にかかわる環境問題は特に顕著である。現在、導けば臭素はホット トピックである;無鉛およびハロゲンなし多くの面のPCBの開発に影響を与える。それは今でも遠い事であることに現在、PCBの表面処理プロセスの変更が大きくない、およびそれはようであるが、長期遅い変更が大きい変更をもたらすこと注意されるべきである。環境保護のための増加する要求によって、PCBの表面処理プロセスは確かに大きい変更を将来経る。
表面処理の目的
表面処理の基本的な目的はよいsolderabilityか電気性能を保障することである。実際のところ銅以来空気の酸化物の形に存在しがちである元の銅として長い間残ることはまずない従って他の処置は銅に要求される。それに続くアセンブリで、銅酸化物のほとんどを取除くのに強い変化が使用することができるが強い変化自体を取除くことは容易ではない従って企業は一般に強い変化を使用しない。
共通の表面処理プロセス
現在、有機性コーティング水平になる、熱気を含む多くのPCBの表面処理プロセスが、electroless、浸る銀製に浸ることおよび錫浸るある一つずつ導入されるニッケル メッキ/金。
1. 熱気の水平になること
水平になる熱気の水平になること、別名熱気のはんだはPCBの表面の溶解した錫の鉛のはんだに塗り、銅の酸化に対して抵抗力があり、よいsolderabilityを提供するコーティングの層を形作るために（吹くこと）プロセス熱くする圧縮空気と水平になるである。銅の錫の金属間化合混合物ははんだおよび銅の接続点で熱気の水平になることによって形作られる。銅の表面を保護するはんだの厚さは約1-2ミルである。PCBは熱気の水平になることの間に溶解したはんだで浸る;空気ナイフははんだが凝固する前に液体のはんだを吹く;風の刃は銅の表面のはんだのメニスカスを最小にし、はんだの連結を防ぐことができる。熱気の水平になることは縦のタイプおよび横のタイプに分けられる。主にコーティングを水平にする横の熱気が均一で、自動生産を実現できるので横のタイプがよりよいことが一般に考慮される。プロセスを水平にする熱気の一般的なプロセスは次のとおりである:→のコーティングの変化→の噴霧の錫の→のクリーニングを予備加熱するマイクロ エッチングの→。
2. 有機性コーティング
有機性コーティング プロセスは銅と空気間のバリヤー層として機能する他の表面処理プロセスと異なっている;有機性コーティングの技術はそれを企業で広く利用されたようにする簡単な、安価である。防せいの役割を担う早い有機性コーティングの分子はイミダゾールおよびbenzotriazoleである。最も最近の分子はPCBと窒素の基を化学結合銅の主にbenzimidazoleである。それに続く溶接プロセスでは、銅の表面にたった1つの有機性コーティングの層があれば、それは可能ではない。多くの層がなければならない。こういうわけで液体の銅は通常化学タンクに加えられる。最初の層に塗った後、コーティングの層は銅を吸着する;それから、第2層の有機性コーティングの分子は20までの銅と結合されるまた更に有機性コーティングの分子の100回は多数に退潮はんだ付けを保障できる銅の表面で集まる。実験は最も最近の有機性コーティングの技術が多くの無鉛溶接プロセスで良い業績を保つことができることを示す。有機性コーティング プロセスの一般的なプロセスは次のとおりである:油を取り除く→のマイクロ エッチングの→のピクルスにする→の純粋な水クリーニングの→の有機性コーティングの→のクリーニング。プロセス制御は他の表面処理プロセスより容易である。
3. Electrolessニッケル メッキ/金の液浸のelectrolessニッケル メッキ/金の液浸プロセス
有機性コーティングとは違って、electrolessニッケル メッキ/金の受胎はPCBに厚い装甲を置くようである;さらに、electrolessニッケル メッキ/金浸るプロセスはantirustバリヤー層として有機性コーティングのようではない。それはPCBの長期的に有用な使用でそしてよい電気性能を実現できる。従って、electrolessニッケル メッキ/金の液浸はPCBを長い間保護できる銅の表面のよい電気特性が付いているニッケルの金合金の厚い層を包むことである;さらに他の表面処理プロセスが持っていないこと、それにまた環境の許容がある。ニッケル メッキの理由は金および銅が互いを拡散させる、ニッケルの層は金と銅間の拡散を防ぐことができることであり;ニッケルの層なしで、金は時間内の銅に拡散する。electrolessニッケル メッキ/金の受胎のもう一つの利点はニッケルの強さである。ニッケルの5ミクロンだけ高温でZの方向の拡張を限ることができる。さらに、electrolessニッケル メッキ/金の液浸はまた無鉛アセンブリのために有利である銅の分解を防ぐことができる。プロセスを濾すelectrolessニッケル メッキ/金の一般的なプロセスは次のとおりである:→のprepregの→の活発化の→の濾すelectrolessニッケル メッキの→のelectroless金をエッチングする酸性クリーニングの→のマイクロ。ほぼ100つの化学薬品を含む主に6つの化学タンクがある従ってプロセス制御は困難である。
4. 銀製の濾過プロセス
濾す有機性コーティングおよびelectrolessニッケル メッキ/金間でプロセスは比較的簡単、速い;それはelectrolessニッケル メッキ/金の液浸程に複雑ではない、PCBに装甲の厚い層を置く、まだよい電気性能を提供できる。銀は金の弟である。、湿気および汚染熱するためにの露出されて銀はまだよいsolderabilityを維持できてがも光沢を失う。ニッケルが銀製の層の下にないので銀製の液浸にelectrolessニッケル メッキ/金の液浸のよい体力がない。さらに、銀製の受胎によい貯蔵の特性があり、銀製の受胎の後の数年のアセンブリに入る場合大きい問題がない。銀製の受胎はほとんどミクロ以下の純粋な銀製のコーティングの変位反作用である。時々、ある有機性物質は主に銀製の腐食を防ぎ、銀製移動を除去する銀製の濾過の過程において、含まれている;一般に有機物のこの薄層を測定することは困難であり有機体の重量が1%よりより少しであることを分析は示す。
5. 錫の液浸
すべてのはんだが錫に基づいているので、錫の層はタイプのはんだに一致できる。この視点から、錫浸るプロセスに大きい開発の見通しがある。但し、錫のひげは前のPCBが錫で浸った後現われる。溶接プロセスの間に、錫のひげの移動および錫は信頼性問題を持って来る。従って、錫の浸るプロセスの使用は限られている。より遅い、有機性添加物は現われ粒状構造、前の問題を克服するために、あるよい熱安定性およびsolderabilityが錫の層状構造を作ることができる錫の液浸の解決に加えられた。錫浸るプロセスは熱気に水平になることによって引き起こされる平坦の頭痛なしで熱気に水平になることとして錫の浸を持っている同じよいsolderabilityを作る平らな銅の錫の金属間化合混合物を形作ることができる;錫の浸ることの金属を浸すelectrolessニッケル メッキ/金間に拡散問題がない-銅の錫の金属間化合混合物はしっかりと一緒に結ぶことができる。錫の液浸の版は錫の液浸の順序に従って遂行されるには余りにも長いのために貯えられないし、アセンブリはなる。
6. 他の表面処理プロセス
他の表面処理プロセスはより少なく適用される。比較的より適用されてelectrolessパラジウムめっきプロセスおよびニッケルの金張りは次の通りである。ニッケルの金張りはPCBの表面処理プロセスの創始者である。それはPCBの出現以来現われ、他の方法に次第に展開した。次にそれは最初にへニッケルの層および金の層とPCBの表面のコンダクターに塗ることである。ニッケル メッキは主に金と銅間の拡散を防ぐことである。現在2つのタイプのニッケルの金張りがある:柔らかい金張り（純粋な金は、金の表面明るく見ない）および堅い金張り（表面は滑らか、堅かったり、耐久力のある、コバルトおよび他の要素を含み、金の表面は明るく見る）。柔らかい金は破片の包装の間に金ワイヤーのために主に使用される;堅い金は非溶接された場所で電気相互連結のために主に使用される。費用を考慮して、企業は頻繁に選択的なめっきが金の使用を減らすことができるようにイメージ転送方法を使用する。
現在、electrolessニッケル メッキ/金の濾過のプロセスの制御の難しさが主に原因である企業の選択的な金張りの使用は増加し続ける。通常の状況で、溶接は耐用年数を短くするめっきされた金のぜい化をもたらす。従って、めっきされた金の溶接は避けるべきである;但し、electrolessニッケル メッキ/金の液浸のぜい化の薄く、一貫した金が原因でまれに起こらない。electrolessパラジウムめっきのプロセスはelectrolessニッケル メッキのそれに類似している。主要なプロセスは還元剤を通して触媒作用の表面のパラジウムにパラジウム イオンを減らすことである（ナトリウムのdihydrogenのhypophosphiteのような）。新興パラジウムは反作用を促進する触媒になることができる従ってパラジウム コーティングのどの厚さでも得ることができる。electrolessパラジウムめっきの利点はよく信頼性、熱安定性および表面の平坦を溶接する。
表面処理プロセスの選択
表面処理プロセスの選択は最終的な組み立てられた部品のタイプによって主に決まる;表面処理プロセスはPCBの生産、アセンブリおよび最終的な使用に影響を与える。次はとりわけ5つの共通の表面処理プロセスの適用機会をもたらす。
1. 熱気の水平になること
水平になる熱気は一度PCBの表面処理プロセスの先導的な役割を担った。80年代では、PCBsの4分の3以上熱気水平になる技術を使用した。但し、企業はずっと熱気水平になる技術の使用を過去10年間に減らしている。それはこと約25%推定される- PCBsの40%は現在熱気水平になる技術を使用する。プロセスを水平にする熱気は汚れ、臭く、そして危ない、従ってそれはいままで決して好みのプロセスではなかった。但し、熱気の水平になることはより大きい間隔のより大きい部品そしてワイヤーのための優秀なプロセスである。高密度のPCBでは、熱気の水平になることの平坦はそれに続くアセンブリに影響を与える;従って、プロセスを水平にする熱気はHDI板のために一般に使用されない。技術の進歩によって、より小さい間隔によってQFPそしてBGAを組み立てるために適したプロセスを水平にする熱気は企業で現われたが、実際の適用はより少なくある。現在、ある工場は有機性コーティングおよびelectrolessニッケル メッキ/プロセスを水平にする熱気を取り替えるのに金の浸るプロセスを使用する;技術開発はまたある工場を錫および銀製の受胎プロセスを採用するために導いた。近年無鉛傾向によって、熱気の水平になる使用は更に制限される。いわゆる無鉛に熱気の水平になることは現われたが、装置の両立性を含むかもしれない。
2. 有機性コーティング
25%についてこと現在、推定される- PCBsの30%は有機性コーティングの技術を使用し、有機性コーティングが初めに今熱気に水平になることを越えてしまったことが）割合は上がっている（ずっと本当らしい。有機性コーティング プロセスはsingle-sided TV PCBおよび高密度破片の包装板のようなローテクPCBかハイテクなPCBに、使用することができる。BGAのために、有機性コーティングはまた広く利用されている。PCBに表面の関係または貯蔵期間のための機能条件がなければ、有機性コーティングは最も理想的な表面処理プロセスである。
3. Electrolessニッケル メッキ/金の液浸のelectrolessニッケル メッキ/金の液浸プロセス
ルーターの貝の携帯電話の重要な地域、エッジ接続区域および破片プロセッサの伸縮性がある関係の電気接触区域のような表面の関係および長期保管の生命の機能条件の板で有機性コーティング、それはと別主に、使用される。有機性コーティングの変化の熱気に水平になることおよび取り外しの平坦が原因で、electrolessニッケル メッキ/金の受胎は90年代に広く利用されていた;後で、黒いディスクおよび壊れやすいニッケルのリンの合金の出現が原因で、electrolessニッケル メッキ/金の浸るプロセスの適用は減った。但し、現在、ほとんどあらゆるハイテクなPCBの工場にラインを浸すelectrolessニッケル メッキ/金がある。銅の錫の金属間化合混合物が取除かれる場合はんだの接合箇所が壊れやすくなると考慮して、多くの問題は比較的壊れやすいニッケルの錫の金属間化合混合物で起こる。従って区域を保護する重要な地域、接触域およびEMIを形作るのにelectrolessニッケル メッキが/金の液浸は使用されているが、ほとんどすべての携帯用電子プロダクト（携帯電話のような）使用するため有機性コーティング、銀製の液浸または錫の液浸によって形作られる銅の錫の金属間化合混合のはんだの接合箇所を。それはこと現在、約10%推定される- PCBsの20%はelectrolessニッケル メッキ/金の受胎プロセスを使用する。
4. 銀製の液浸
それはelectrolessニッケル メッキ/金の液浸より安い。コストを削減するPCBに機能条件および必要性があれば銀製の液浸はよい選択である;銀製の受胎のよい平坦そして接触に加えて、銀製の受胎プロセスは選ばれるべきである。銀製の液浸はコミュニケーション プロダクト、自動車およびコンピュータ周辺機器とまた高速信号の設計で広く利用されている。銀製の受胎はまた他の表面処理によって一致させることができない優秀な電気特性のために高周波信号で使用することができる。EMSは集まっていることは容易である推薦し、よいinspectabilityがあるので銀製の受胎プロセスを。但し、銀製の受胎の曇りおよびはんだの穴のような欠陥が原因で、成長は遅い（しかし減らされない）。それはこと約10%推定される- PCBsの15%は現在銀製の受胎プロセスを使用する。
5. 錫の液浸
ずっとそれは錫が表面処理プロセスに導入されてからほぼ10年である。このプロセスの出現は生産のオートメーションの条件の結果である。錫の受胎は溶接の場所に新しい要素を持って来ないし、コミュニケーション バックプレーンのために特に適している。錫は板の貯蔵期間を越えるsolderabilityを失う、従ってよりよい貯蔵条件は錫の液浸に要求される。さらに、錫の受胎プロセスの使用は発癌性の物質が制限された原因である。それはこと約5%推定される- PCBsの10%は現在錫浸るプロセスを使用する。Vの結論:顧客のますます高い条件によって、より厳密な環境要求事項およびますます表面処理プロセスのそれはよりよい開発の見通しおよびより強い普遍性によって表面処理プロセスを選ぶために少し複雑、複雑であることにようである。PCBの表面処理プロセスが将来行くところで正確に今予測することができない。いずれにしても、顧客の要求を満たすことおよび環境を保護することは最初にされなければならない!
