プリント基板の表面処理にはどんな種類があるか?

プリント基板の画像 プリント基板

当記事では、プリント基板の代表的な表面処理を紹介しています。

現在、代表的なプリント基板の表面処理は「水溶性プレフラックス」、「半田レベラー」、「無電解金めっき」の三種類。

私は、プリント基板の設計をしていますが設計だけでなく、試作基板とメタルマスクの手配も行います。

設計の過程ではプリント基板の表面処理の事を気にした事はありません。

プリント基板の表面処理が基板の設計に与える影響は皆無です。

基板の設計者が実際に生基板や自分が設計し部品が実装された状態を見る事も多くは無いと思います。

ですので、プリント基板の設計者が基板の表面処理を気にすることはありません。

設計時に支給された仕様書に書かれていたりするのでプリント基板の表面処理の言葉だけは知っていたりするのですが、どんな物かまでは私も試作基板・メタルマスクの手配をするようになるまでは知りませんでした。

プリント基板の表面処理の違いを知るようになったのは、試作基板の調達をするようになってからの事です。

半田レベラーに共晶半田レベラーと鉛フリー半田レベラーがある事を知ったのも同じ理由からです。

半田レベラー以外にプリント基板の表面処理にはどういったものがあるのでしょうか。
気になりましたので調べてみました。

代表的なプリント基板の表面処理は下記の3種類でそれぞれ長所と短所があります。

・水溶性プレフラックス(OSP)
・半田レベラー(共晶半田レベラー処理と無鉛半田レベラー処理があります。)
・無電解金めっき(金フラッシュ)

プリント基板の表面処理とは

プリント基板上には部品を実装する為にランドやパッドと呼ばれる銅が露出している部分があります。

銅は空気と触れると酸化し錆びてしまいます。又、人の指紋でも酸化します。

銅の酸化を防止するために、銅表面にコーティングすることを表面処理と呼んでいます。

水溶性プレフラックス

水溶性プレフラックス処理はOSPと呼ばれたりします。

保管期限が2~3ヵ月。

メリットはコストが安いうえに実装時の半田との接続信頼性の実績が高い。

デメリットは賞味期限が2~3ヵ月と短いので部品実装を推奨期間内にする必要があります。

半田レベラー

鉛入りの半田を使う共晶半田レベラー、鉛フリーの半田を使う無鉛半田レベラーがあります。

保管期限が6ヵ月。

メリットは、コストも水溶性プリフラックスよりは高いが安い部類に入る。
信頼性も高いため多くの基板で採用されています。

デメリットは表面処理の厚みにばらつきがあり、平滑度を求められる部品の実装には向いていない。

無電解金めっき

無電解金めっきは金フラッシュと呼ばれたりします。

無電解ニッケルめっき層の上に無電解金めっき層を施します。

保管期限が6ヵ月

メリットはプレフラックス・半田レベラーと比較して半田の濡れ性が高く、表面の平滑度も高いことです。

デメリットは「水溶性プリフラックス」、「半田レベラー」と比較してコストが高い。

まとめ

プリント基板の表面処理は、部品を実装するためのランドやパッドと呼ばれる銅が露出している箇所の銅の酸化防止のためにコーティングすることです。

現在、代表的なプリント基板の表面処理は三種類あり「水溶性プレフラックス」、「半田レベラー」、「無電解金めっき」があります。

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