IPC-TM-650 プロトコル 2.4.24.6 によると、分解温度または Td は、PCB 物質が化学的に崩壊または分解する加熱温度です。 物質はその質量の少なくとも 5% を失います。 Td は、Tg と同様に摂氏 (°C) で測定されます。 材料の耐熱性はこの特性によって決まります。
TD 材料試験方法マニュアル
IPC-TM-650 ラミネート材料の分解温度。 この試験方法は、TGA または熱重量分析を通じて基板ラミネートの熱堆積を把握するプロセスの概要を示します。 この試験方法を PCB やその他の複合材料に使用した場合、同等の結果が得られない可能性があります。
まず、このテスト手順用のテスト サンプルを生成する必要があります。 サンプルは、クラッドのないラミネート物質 (CCL) か、TGA サンプリング パンにさらに滑り込ませるためにほぼ正方形にカットされ、すべての銅が除去されたラミネート物質 (油は使用せず、水冷/洗浄のみを使用) のいずれかです。 サンプルの質量 (重量) は通常 10 mg ～ 30 mg の範囲です。 熱衝撃や物理的ストレスを軽減するには、適切な技術とツールを使用してサンプルを必要なサイズにトリミングする必要があります。 より小さい表面積を持ち、同じ質量を持つサンプルは、よりゆっくりと質量を失う可能性があります。
同様の手順またはサンディング手順により、すべてのサンプルのエッジをバリがなく滑らかに研磨する必要があります。 これにより、試験サンプルをサンプリングパンの上に完全に平らまたは真っすぐに置くことができます。 サンプルに過度の熱や機械的ストレスを与えないように注意してください。 質量の読み取り値は +/-0.01 mg 以内の精度でなければなりません。
ブラックパッドは、PCB の露出部分に堆積されたダークニッケル表面のコーティングとして説明できます。 金の堆積プロセス中にリンが過剰に使用されるため、この層は製造プロセス全体を通じて発達します。
金属の黒いパッドで示されるように、この無電解ニッケルは酸化して腐食しています。 組み立てプロセスでは、さまざまな金属部品が接合されますが、この腐食が悪化すると、ゆっくりと広がります。
製造中にニッケルの酸化が増加し、金の厚さが増加したため、はんだ付け性が不十分になり、はんだ付け接続が不適切に構成されます。 「黒いパッド」という用語は、圧力がかかるとすぐに粉々になり、その下の錆びたニッケルが現れるはんだ接続を指します。
ENIG ブラックパッドとは何を意味しますか?
回路基板分野におけるこの ENIG ブラック パッド論争は、他のどの問題にも比類のないものかもしれません。 簡単に言えば、黒いパッドはニッケルとはんだの界面で発生する接続不良です。 一部の推定では、このような現象の発生率は ENIG PCB の 1 ～ 2% に比べてはるかに低いですが、多くの業界専門家は、このような現象は非常にまれになると考えています。
それにもかかわらず、黒いパッドの問題は通常、組み立てプロセスが開始されるまで特定されないため、製造後の段階での修正だけでなく修正にも費用がかかる可能性があります。
ENI ブラックパッドはなぜ発生するのですか?
リン含有量が高い
金蒸着法におけるリンのレベルが大幅に低下すると、通常はんだ付けやリフローが原因で ENIG の黒いパッドが生成されます。
リンはニッケル中に拡散し、過剰になると酸化を引き起こします。 この手順により金がニッケルから分離され、接着結合の発生が防止されます。
したがって、これにより、信頼性の高いはんだ接合部が剥離したり破損したりする可能性があり、その結果、回路基板上で電気的ショートが発生する可能性があります。
金の析出による腐食
PCB 製造で使用される一般的な ENIG 表面仕上げには、プロセス全体で重要なステップである金蒸着技術が必要です。 ただし、正しく処理しないと、この手順により ENIG 黒いパッドが発生する可能性もあります。
活発な金浴の使用は、金の堆積中に黒いパッドが発生する理由の 1 つです。 ニッケル浴法ではニッケルが急速に腐食し、黒いパッドが発生する可能性があります。
この ENIG ブラック パッドの作成は、過剰な金の厚さにも影響を受ける可能性があります。 一般的なニッケル基板処理に過剰な金が含まれている場合、重度の電気腐食が発生し、最終的には ENIG 黒色パッドが形成される可能性があります。
黒いパッドの生成を避けるために、IPC-4552 ENIG の仕様で要求されているように、約 2 ～ 4 μin の厚さの金を使用してください。
脆性破壊
多大な応力がかかった材料は、張力に耐えられる柔軟性に欠けており、警告や通知なしに急速に破壊するため、脆性破壊として知られる方法で破損する可能性があります。
通常、この障害により、PCB の表面には ENIG の黒いパッドができます。
この錫のニッケルへの変態は、脆性破壊の最も一般的な原因です。 これらの冶金的結合は、この転移後に残るリンの小さなコーティングによって損なわれます。
さらに、温度応力、衝撃、振動によって脆性破壊が引き起こされる可能性があります。 これが起こると必ずニッケルが破損し、電気的ショートが発生する可能性があります。
ENIG Black Pad の開発と潜在的な害
めっき液の組成と化学置換処理時の温度は、ニッケルめっきの品質に影響を与える2つの主な要因です。 最も重要なのは、この酸性金水をどのように扱うかです。
このメッキ層は、無電解メッキのプロセス中に、パッド表面のニッケル塩と次亜リン酸塩の間の自己触媒相互作用によって形成されます。
この加工補助を使用して、最終製品中のリンの量が計算されます。 化学ニッケルの堆積におけるリン比率の業界標準は、いくつかの調査で 7 ～ 10% であることが判明しました。
ただし、温度が変化したり、溶液の組成が厳密に管理されていない場合、この割合は理想的な範囲から外れます。 リン含有率が低い場合、コーティングは酸性の金水の侵食による過腐食に対してより脆弱になります。 金属イオン濃度めっきにリンが含まれていないと、金の浸漬処理中に化学置換反応が効果的に起こらず、過腐食が発生します。
金コーティングに多数の亀裂が生じると、酸性残留物を除去することが困難になります。 無電解ニッケル表面は酸性水にさらされると腐食し、黒くなります。
逆に、リンのレベルが過剰な場合、生成されるコーティングの硬度が著しく上昇し、溶接能力が制限され、バッチはんだ接合の信頼性が損なわれます。
黒パッドの防止
ブラックパッドについては、電子製品や電子部品の研究および製造経路において、これ以上に悪い場所で発生するはずがない、と業界の専門家が満場一致で認めています。
その結果、PCB サプライヤーとメーカーにとって、ENIG ブラック パッドを防止することが重要になります。 もちろん、過剰なリン レベルが ENIG ブラック パッドの原因であることを理解することは、製造プロセス全体でリン レベルを適切に規制することと同じではありません。 ENIG 仕上げのブラックパッドの問題を回避するには、当社をプロバイダーとして選択することがおそらく最も賢明な選択です。 当社は、少量の注文であろうと大量の注文であろうと、お客様の要件に完全に一致するように作られた PCB を提供することに全力を尽くしています。
ENIG ブラック パッドの問題はどのように解決できますか?
残念ながら、プロセスが完了して結果が評価されるまで、ENIG ブラック パッドの形成を識別する方法はありません。
- 特定の障害をチェックして黒いパッドがあるかどうかを確認し、それに応じて次のアクションを調整できます。
- 黒ニッケルとその影響を管理する方法には次のようなものがあります。
- ENIG のサプライヤー候補を確認してください。
- エッチング用に PCB を準備するには、残留物と油を除去することが重要です。
- キレート剤を利用する。
- タンク内へのニッケルのメッキの流出を防ぎます。
- 黒いパッドが現れた領域を継続的に掃除します。
- この金の浸漬プロセスは慎重に制御して、適切なニッケルと金の比率を確保してください。
- pH レベルを監視して、適切なリン含有量を確実にプレートに塗布します。
ENIG は黒いパッドに問題がありますか?
たとえ ENIG 仕上げのプロセスに金やニッケルが含まれていたとしても、黒いパッドは重大な問題となります。 潜在的な黒いパッドを回避するには、潜在的な ENIG サプライヤーを確認することが重要です。 最先端のテクノロジーを利用し、適切なプロセス管理を意識していることを確認します。
結論 ENIG ブラックパッドは、ENIG 仕上げのプロセス中に重大な問題を引き起こす可能性があります。 ただし、信頼できるサプライヤーと取引し、手順を監視することで、それらを防ぐ措置を講じることができます。 この投稿により、状況がより明確になったと信じています。 ご不明な点がございましたら、いつでもお問い合わせください。
結論
回路基板分野におけるこの ENIG ブラック パッド論争は、他のどの問題にも比類のないものかもしれません。 簡単に言えば、黒いパッドはニッケルとはんだの界面で発生する接続不良です。
