高信頼性電子機器の世界では、PCB表面処理は単なる保護コーティング以上のものです。銅回路とはんだ接合部の間の冶金学的インターフェースです。DUXPCBのエンジニアリングチームは、間違った処理を選択すると、脆いはんだ接合部から信号劣化まで、壊滅的な現場故障につながる可能性があると強調しています。

この記事では、ハードウェア設計者と調達専門家がPCBAプロジェクトを最適化できるよう、HASL、ENIG、OSPをデータに基づいて比較します。

HASLは、PCBを溶融したスズ鉛または鉛フリー合金に浸し、高圧熱風ナイフでレベリングするプロセスです。

• エンジニアリング価値：優れた濡れ性と堅牢なはんだ接合部を提供します。スルーホール技術（THT）および低密度SMT設計にとって、最も費用対効果の高いソリューションです。
• 技術的制限：主な欠点は平坦性です。このプロセスでは、パッド上に不均一な厚さ（メニスカス）が残り、小型パッシブ部品（0201/01005）の「墓石化」や微細ピッチBGAのブリッジングを引き起こす可能性があります。
• 熱応力：高温浸漬（約260℃）は熱衝撃を引き起こし、高層基板のZ軸膨張に影響を与える可能性があります。

ENIGは、2層の金属コーティングです。拡散バリアとして機能する無電解ニッケル層（3〜6μm）の上に、酸化を防ぐための薄い浸漬金層（0.05〜0.1μm）が重ねられています。

高信頼性分野（医療、航空宇宙）では、IPC-4552Bへの準拠が必須です。この規格は、「ブラックパッド」現象、つまり過剰な金浸漬がニッケル層を腐食させ、脆い接合部につながる欠陥に対処しています。

• DUXPCBの利点：大量生産の「プロトタイプミル」とは異なり、当社のチームはX線蛍光（XRF）分光法を使用してニッケル/金の厚さを検証し、「製品評価」システムを採用して、微視的なレベルでのニッケル腐食を監視しています。

エンジニアは、1 GHzを超える周波数では、スキン効果により信号が主にニッケル層を通過することに注意する必要があります。ニッケルは強磁性であり、銅よりも導電率が低いため、ENIGはOSPまたは浸漬銀と比較して、より高い挿入損失を引き起こす可能性があります。

OSPは、銅に選択的に結合する透明な有機フィルムです。当社は、MacDermid Alpha Entek Plus HTなどの業界をリードする化学薬品を使用しています。

• 熱安定性：最新のOSPは、鉛フリーSMTプロファイル用に設計されており、複数のリフローサイクルを通じてはんだ付け性を維持します。
• 平坦性とRF性能：OSPは完全に平坦な表面を提供し、微細ピッチコンポーネントに最適です。ニッケルを含まないため、信号損失を最小限に抑える必要がある高速デジタル（HSD）およびRF設計に最適です。
• 取り扱い感度：OSPは湿度と手動での取り扱い（指紋）に敏感です。DUXPCBでは、6〜12か月の保管寿命を確保するために、厳格な真空パックと湿度管理された保管を実施しています。

1. 詳細な手動エンジニアリングレビュー：すべてのプロジェクトは、手動DFMチェックを受けます。HASL指定の基板で微細ピッチBGAが検出された場合、当社のエンジニアは、アセンブリ欠陥を防ぐために、ENIGまたはOSPへの移行を積極的に提案します。
2. 厳格なQC：単に「浸して出荷」するだけではありません。当社の化学浴は、pH、濃度、および汚染物質レベルについて毎時監視され、ブラックパッドの前駆体を防ぎます。
3. 専門的な焦点：当社は、熱管理と信号完全性が交差することが多い2〜8層基板を専門としており、特定のSMT熱プロファイルに基づいて、仕上げの選択に関するカスタマイズされたアドバイスを提供しています。

• HASLを選択予算に敏感で、主にスルーホールコンポーネントを使用する、低複雑度の基板の場合。
• ENIGを選択高密度設計、BGAパッケージ、および長期保管またはワイヤボンディングを必要とするアプリケーションの場合。
• OSPを選択高周波RF回路、コストに敏感なSMTアセンブリ、および信号完全性が最優先される設計の場合。

設計の製造可能性に関する包括的なレビューについては、今すぐDUXPCB技術編集委員会にお問い合わせください。