PCB基板の金、銀、銅について
プリント基板 (PCB) は、さまざまな電子製品および関連製品で広く使用されている基本的な電子部品です。 PCB は、PWB (Printed Wire Board、プリント回路基板) と呼ばれることもあります。 香港、中国、日本ではより多く使用されていましたが、現在はますます使用されなくなりました (実際には、PCB と PWB には違いがあります)。
欧米の国や地域では一般的にPCBと呼ばれています。 東洋では国や地域によって呼び名が異なります。 たとえば、現在、中国本土では一般にプリント基板（以前はプリント基板）と呼ばれ、台湾では一般的に PCB と呼ばれています。 回路基板は、日本では電子（回路）基板と呼ばれますが、韓国では基板と呼ばれます。
PCB は電子部品の支持体であり、電子部品の電気接続のためのキャリアです。 主にサポートと相互接続の役割を果たします。 外観だけ見ると、基板の外層は主に金、銀、薄赤の3色があります。 価格で分類すると、ゴールドが最も高価で、次にシルバー、ライトレッドが最も安価です。 ただし、回路基板内の回路は主に純銅、つまり裸の銅基板です。
PCBには貴金属が多く含まれていると言われています。 平均して、各スマートフォンには {{0}}.05g の金、0.26g の銀、12.6g の銅が含まれていると報告されています。 ラップトップの金含有量は携帯電話の 10 倍です。
PCB 上に貴金属が存在するのはなぜですか?
電子部品の支持体として、PCB はその表面に部品をはんだ付けする必要があり、そのために銅層の一部をはんだ付けのために露出させる必要があります。 これらの露出した銅層はパッドと呼ばれます。 パッドは通常、面積が小さい長方形または円形です。 したがって、ソルダーレジストを塗布した後、空気にさらされるのはパッド上の銅だけになります。
PCB 上の露出パッドでは、銅層が直接露出しています。 この部分は酸化から保護する必要があります。
PCB に使用されている銅は酸化しやすいです。 パッド上の銅が酸化すると、はんだ付けが困難になるだけでなく、抵抗率が大幅に上昇し、最終製品の性能に重大な影響を与えます。 そのため、パッドは不活性金属である金でメッキされたり、化学処理により表面が銀の層で覆われたり、銅層が特殊な化学膜で覆われたりして、パッドが空気に触れないようになっています。 酸化を防止してパッドを保護し、後続の溶接プロセスでの歩留まりを確保します。
PCB 上の金、銀、銅
1. PCB銅クラッドボード
銅張積層板とは、ガラス繊維クロスなどの補強材に樹脂を含浸させ、片面または両面に銅箔を張り、熱プレスした板状の材料です。
ガラス繊維クロスベースの銅張積層板を例にとると、その主原料は銅箔、ガラス繊維クロス、エポキシ樹脂であり、それぞれ製品コストの約32%、29%、26%を占めます。
銅張積層板はプリント基板の基本材料であり、プリント基板はほとんどの電子製品の回路相互接続に不可欠な主要部品です。 科学技術レベルの継続的な向上により、近年、一部の特殊な電子銅張積層板を使用して、プリント電子部品を直接製造できるようになりました。 プリント基板に使用される導体は、一般に薄い箔状の精製銅（狭義の銅箔）で構成されています。
2. PCB 浸漬金回路基板
金と銅が直接接触している場合、電子の移動と拡散の物理的反応（電位差の関係）が発生するため、最初にバリア層として「ニッケル」の層を電気めっきし、その後その上に金を電気めっきする必要があります。ニッケルの含有量が多いため、一般に電気メッキ金と呼ばれるものを、実際の名前は「電気メッキニッケルゴールド」と呼ぶべきです。
ハードゴールドとソフトゴールドの違いは、メッキされる金の最終層の組成です。 金メッキの場合、純金または合金を電気メッキすることができます。 純金は硬度が比較的柔らかいため「柔らかい金」とも呼ばれます。 。 「金」は「アルミニウム」と良好な合金を形成することができるため、COB はアルミニウム線を製造する際にこの純金層の厚さを特に必要とします。 また、金ニッケル合金や金コバルト合金に電気めっきを施した場合、純金よりも硬くなるため、「硬質金」とも呼ばれます。
金メッキ層は、回路基板のコンポーネントパッド、ゴールドフィンガー、コネクタ破片などに広く使用されています。 最も広く使用されている携帯電話回路基板のメイン基板は、ほとんどが金メッキ基板、浸漬金基板です。 コンピュータのマザーボード、オーディオおよび小型デジタル回路基板は、通常、金メッキ基板ではありません。
ゴールドは本物のゴールドです。 たとえ薄い層だけをめっきしたとしても、すでに回路基板のコストの 10% 近くを占めています。 金は、第一に溶接を容易にするため、第二に腐食を防ぐためにメッキ層として使用されます。 メモリースティックのゴールドフィンガーは、数年使用した後でも、依然として輝き続けています。 銅、アルミニウム、鉄を使用すると、すぐに錆びて廃棄物の山になってしまいます。 また、金メッキ板はコストが高く、溶接強度も劣ります。 無電解ニッケルメッキ処理のため黒メッキが発生しやすいです。 ニッケル層は時間の経過とともに酸化するため、長期信頼性も問題となります。
3. PCB 浸漬銀回路基板
イマージョン シルバーはイマージョン ゴールドよりも安価です。 PCB に接続の機能要件があり、コストを削減する必要がある場合は、イマージョンシルバーが良い選択です。 また、浸漬シルバーは平坦性と密着性に優れているため、浸漬シルバープロセスを選択する必要があります。
