PCB の基礎 · 読了 8 分

どの表面処理を指定すべきですか？

Q: 使える中で最も安い表面処理にしたい

OSP または LF HASL. どちらも 1 平方インチあたり数セントです。難点は時間で、どちらも実装までの保管期間が短いため、製造後すぐに実装する基板に向いています。

Q: 0.4 mm 以下のファインピッチ部品がある

OSP または ENIG または EPIG または ENEPIG. ホットエアレベリングの表面処理は表面に凹凸が残りますが、ファインピッチには平坦なパッドが必要です。以下は、対応できるピッチを公表している、カタログ内の平坦な表面処理です。

Q: 基板を数か月在庫として保管する

LF HASL または Imm Sn または Imm Ag または ENIG または EPIG または ENEPIG または Hard Gold. これらは 1 年以上の保管期限を公表しています。3 か月で酸化する表面処理は、はんだ付け不良の原因となり、その責任を実装業者に求めてしまうことになります。

Q: RF または高速信号の基板である

OSP または Imm Sn または Imm Ag または EPIG. 金の下のニッケルは高周波で損失が大きくなります。そのため、RF 性能について「低い」より良い評価を公表している表面処理が、問い合わせる価値のある候補です。

Q: 金ワイヤボンディングが必要

ENEPIG. 金ワイヤボンディングへの対応を公表しているのは、これらだけです。選択を誤った場合、問題が見つかるのは受入検査ではなく実装の段階です。

表面処理とは、基板が実装されるまで銅のはんだ付け性を保つ薄い層のことです。コストは 1 平方インチあたり数セントですが、ファインピッチ部品が平坦に載るかどうか、箱の中で 6 か月保管した後でもはんだ付けできるかどうか、高周波の配線で余計な損失が生じるかどうかを左右します。ここでは、当社カタログ収録の 8 種類の表面処理について、それぞれのコストと起こりやすい不具合を紹介します。

課題から始める

使える中で最も安い表面処理にしたい

OSPLF HASL

どちらも 1 平方インチあたり数セントです。難点は時間で、どちらも実装までの保管期間が短いため、製造後すぐに実装する基板に向いています。

0.4 mm 以下のファインピッチ部品がある

OSPENIGEPIGENEPIG

ホットエアレベリングの表面処理は表面に凹凸が残りますが、ファインピッチには平坦なパッドが必要です。以下は、対応できるピッチを公表している、カタログ内の平坦な表面処理です。

基板を数か月在庫として保管する

LF HASLImm SnImm AgENIGEPIGENEPIGHard Gold

これらは 1 年以上の保管期限を公表しています。3 か月で酸化する表面処理は、はんだ付け不良の原因となり、その責任を実装業者に求めてしまうことになります。

RF または高速信号の基板である

OSPImm SnImm AgEPIG

金の下のニッケルは高周波で損失が大きくなります。そのため、RF 性能について「低い」より良い評価を公表している表面処理が、問い合わせる価値のある候補です。

金ワイヤボンディングが必要

ENEPIG

金ワイヤボンディングへの対応を公表しているのは、これらだけです。選択を誤った場合、問題が見つかるのは受入検査ではなく実装の段階です。

それぞれのコスト

基板 1 平方インチあたりの米ドル建てコストで、調査資料の公表値です。価格が公表されている表面処理のうち、最も安いのは OSP、最も高いのは ENEPIG で、その差は約 3.1 倍です。100 × 80 mm の基板ではその差はわずかな金額です。慎重に選ぶべき理由は、その下の表にすべて示されています。

OSP0.05–0.07
LF HASL0.05–0.08
Imm Sn0.08–0.12
Imm Ag0.08–0.12
ENIG0.10–0.20
EPIG0.12–0.22
ENEPIG0.12–0.25
Hard GoldVariable

8 種類すべてを並べて比較

表面処理	コスト $/sq in	保管期限	リフロー回数	最小ピッチ mm	RF	標準	既知のリスク
OSP	0.05–0.07	3–6 mo	4–6	0.4	Excellent	IPC-4555 (draft)	Handling
LF HASL	0.05–0.08	6–12 mo	6+	0.5	Poor	非公表	Flatness
Imm Sn	0.08–0.12	6–12 mo	3–4	0.5	Good	IPC-4554	Whiskers/IMC
Imm Ag	0.08–0.12	6–12 mo	3–4	0.5	Excellent	IPC-4553A	Tarnish
ENIG	0.10–0.20	12+ mo	5+	0.4	Poor (Ni loss)	IPC-4552B	Black pad
EPIG	0.12–0.22	12+ mo	5+	0.3	Excellent	Under dev.	Wire bond (EPIG)
ENEPIG	0.12–0.25	12+ mo	5+	0.4	Poor (Ni loss)	IPC-4556	Cost/complexity
Hard Gold	Variable	12+ mo	非公表	非公表	非公表	MIL-G-45204	Cost/selective

見積依頼に書くべきこと

表面処理の名称と、準拠する規格を明記してください。「ENIG、IPC-4552B 準拠」と書けば解釈の余地はありません。「金仕上げ」と書くと、工場にある最も安い金色の処理が使われかねません。

実装までに基板を保管する場合は、その期間を伝えてください。来週実装する基板向けに選んだ表面処理は、次の生産ロットまで棚で保管する基板には適しません。

材料カタログの全体を見るタイで基板を製造している企業

数値は当社が調査した材料カタログから引用しており、各出典が公表した単位と範囲をそのまま保持しています。注文前に、正確なグレードと規格を工場にご確認ください。表面処理はメールで合意するものではなく、図面で指定するものです。