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<font dir="auto" style="vertical-align: inherit;"><font dir="auto" style="vertical-align: inherit;">PCB製造におけるENIGプロセスの応用と利点

2025-01-14記者: SprintPCB

無電解ニッケル・金めっき（ENIG）は、 PCB製造において最も広く採用されている表面処理プロセスの一つです。平坦で耐久性があり、はんだ付け性に優れた表面を提供できることから高く評価されており、多層PCB、高周波回路、高信頼性電子機器といった高度なアプリケーションには欠かせないものとなっています。この記事では、ENIGプロセスについて、その原理、利点、そしてこの精密な仕上げを実現するための手順を含め、詳細に解説します。

ENIG プロセスとは何ですか?  

ENIGは、PCBの銅配線上にニッケルバリアと薄い金層を組み合わせた二層表面処理です。ニッケルは銅の拡散を防ぐバリアとして機能し、はんだ付け時の強固な下地として機能します。一方、金はニッケルの酸化を防ぎ、長寿命のはんだ付け性を確保します。電気めっきとは異なり、ENIGは無電解めっきプロセスです。つまり、電流ではなく化学反応によってめっきが行われます。これにより、複雑なPCB設計でも均一なめっき層を確保できます。ENIGプロセス

ENIGプロセスの利点

  1. 平らで均一な表面

ENIGは、表面実装技術（SMT）や高密度相互接続（HDI）に不可欠な、平坦で滑らかな表面を実現します。この平坦性は、ボールグリッドアレイ（BGA）やファインピッチ部品といった高度なパッケージングにおいて極めて重要です。

  1. 優れたはんだ付け性

金層は優れたはんだ接合品質を確保し、脆い接合部のリスクを低減します。そのため、ENIGは信頼性が最も重視されるアプリケーションに最適です。

  1. 耐食性

ニッケル層は湿気や酸化などの環境条件に対する強力な保護を提供し、PCB の寿命を延ばします。

  1. 鉛フリープロセスとの互換性

ENIG は RoHS に準拠しており、環境に優しいため、現代の製造方法に適しています。

  1. 長い保存期間  

ENIG コーティングされた PCB は、はんだ付け性を低下させることなく長期間保管することができ、航空宇宙や医療機器などの長い生産サイクルを持つ業界にとって重要な利点となります。  

ENIGプロセスの詳細な手順  

ENIGプロセスでは、正確で一貫した結果を確保するために、一連の化学処理が行われます。以下に手順を順を追って説明します。

  1. 表面洗浄  

銅表面は、汚染物質、酸化物、残留物を除去するため、徹底的に洗浄されます。この工程には通常、以下の工程が含まれます：化学脱脂：油分や有機残留物を除去します。マイクロエッチング：最適な接着性を得るために、新鮮で清潔な銅表面を形成します。

  1. 事前アクティベーション

洗浄された銅は、析出プロセスを強化するために前活性化溶液で処理されます。この工程により、均一なニッケル析出に適した表面が整えられます。

  1. 触媒の応用  

パラジウムベースの触媒を銅表面に塗布します。パラジウムは、無電解ニッケルめっきプロセスを開始するシード層として機能します。

  1. 無電解ニッケルめっき  

銅は、ニッケル塩と還元剤（例えば、次亜リン酸ナトリウム）を含むニッケル浴に浸されます。化学反応により、銅上に均一なニッケル層（通常3～6ミクロンの厚さ）が析出します。ニッケル層は銅のマイグレーションを防ぐバリアとして機能し、強固ではんだ付け可能な表面を提供します。

  1. 浸漬金めっき  

次に、基板を浸漬金浴に浸します。このプロセスでは、金イオンが表面のニッケル原子と置換する置換反応を利用し、約0.05～0.1ミクロンの薄い金層を形成します。金はニッケルの酸化を防ぎ、優れた接合特性を確保します。

  1. すすぎと乾燥  

めっき後、PCBは残留化学物質を除去するために徹底的に洗浄されます。その後、乾燥され、次の製造段階または保管段階の準備が整います。    

ENIGプロセスの応用 

  1. 多層PCB

ENIG仕上げは、正確な層の位置合わせと平坦な表面が重要な多層PCBに特に効果的です。その均一性により、複雑なHDI設計でもエラーのない組み立てが保証されます。

  1. 高周波回路  

ENIG の滑らかな表面は信号損失とインピーダンスの変動を最小限に抑えるため、RF およびマイクロ波アプリケーションに最適です。

  1. ミッションクリティカルなアプリケーション  

航空宇宙、自動車、医療用電子機器などの業界では、過酷な条件下での耐久性と信頼性のために ENIG に依存しています。  

制限への対処

ENIGには多くの利点がある一方で、潜在的な欠点も存在します。ブラックパッド欠陥：ニッケル層中のリン含有量が過剰になることで発生し、はんだ接合部の強度が低下します。この問題は、厳格なプロセス管理とモニタリングによって軽減できます。高コスト：  HASL（ホットエアーソルダーレベリング）などのよりシンプルな仕上げ方法と比較すると、ENIGは高価です。しかし、その優れた性能と高度な設計との互換性は、投資に見合うだけの価値があります。  

ENIG ソリューションに SprintPCB を選ぶ理由  

SprintPCBは、業界をリードするPCBメーカーとして、ENIG仕上げによる高品質PCBの提供に特化しています。最先端の設備と厳格な品質管理により、あらゆる製品の精度と信頼性を確保しています。民生用電子機器から高信頼性が求められる産業用アプリケーションまで、SprintPCBはお客様のニーズに合わせたカスタマイズされたソリューションを提供します。

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