PCBゴールドフィンガーの傾斜と平面詳細

キーワード: ゴールドフィンガーPCB、メッキ金PCB

異なる基板間の接続を可能にするため、プリント基板の端には金メッキされた細長いコネクタ、すなわちゴールドフィンガーPCBが設けられています。これらは優れた導電性と入手可能な最も硬い金の一種であるハード金で作られており、長期間にわたって機能します。ゴールドフィンガーの厚さは通常、3から50マイクロメートルの範囲です。

銀と銅に次ぐ最高の導電性と耐腐食性を持つため、これらのフィンガーには金が選ばれています。フィンガーの摩耗に対する耐性を高めるため、金には時折コバルトやニッケルが添加されます。プリント基板は何度も接続・分離されるため、これらの接点にはある程度の摩耗が生じます。

この表面仕上げを施す際、PCB用のすべての金の用途において純度は99.9%の純金です。プリント基板に適用される金仕上げには多くの種類があり、一部は完成した組立品の一部となります。無電解ニッケルメッキと下地の仕上げを組立工程中に保護するため、SMTデバイスとスルーホールが使用されます。

PCBゴールドフィンガーの傾斜加工とは？

PCBゴールドフィンガーのメッキ工程は、表面仕上げの前、はんだマスク形成後に始まります。以下の工程が含まれます：

傾斜加工：対応する開口部への挿入を容易にするため、エッジを特定の角度で先細りまたは傾斜させます。
金メッキ：この工程では、ニッケル層の上に1〜2マイクロメートルのハード金がメッキされます。表面抵抗を高めるため、一般的な実務では金にコバルトが添加されます。
ニッケルメッキ：最初に、フィンガーのコネクタエッジに2〜6マイクロメートルのニッケルがメッキされます。

PCBゴールドフィンガーの設計仕様：

ゴールドフィンガーから1mm以内にプレートドスルーホールを配置することは推奨されません。
傾斜加工時の露出を防ぐため、PCBエッジに向かう内部のPCB層は銅なし（ノンクッパー）であるべきです。
規定の間隔値を損なうと、基板が割れたり弱くなったりする結果を招く可能性があります。
基板外形とゴールドフィンガーの間には、少なくとも0.5mmの距離を維持してください。
メッキ金PCBは、PCBの中心から外向きに配置されるべきです。
ゴールドフィンガーの近くでは、シルク印刷やはんだマスクを施してはいけません。

不均一なゴールドフィンガーを持つPCB：

一部のPCBでは、ゴールドフィンガーが他よりも短く設計されています。その最も適切な例は、メモリーカードリーダーに使用されるPCBです。長いフィンガーに関連するデバイスは、短いフィンガーに接続されるものよりも先に電源を投入する必要があります。

分割されたゴールドフィンガーを持つPCB

同一のPCB上の同一のフィンガー内でも、一部が分離・分割されており、ゴールドフィンガーの長さが変化しているものもあります。このようなPCBは、頑丈なデバイスや防水性が求められる用途に適しています。

PCBゴールドフィンガーの品質基準：

Association Connecting Electronics Industries (IPC) は、PCBゴールドフィンガーの製造に関するいくつかの基準を規定しています。IPC規格は以下の通りです：

物質配置：プリント基板の金指のエッジで最大の剛性を達成するためには、めっき金は5〜10%のコバルトを含むべきです。
厚さ：2〜50マイクロインチの範囲内で、めっき厚さは維持されるべきです。サイズ別の標準厚さは、0.125インチ、0.062インチ、0.031インチ、および0.093インチです。
外観検査：拡大レンズを通して、外観検査が行われます。接触エッジは、ニッケルのような過剰なめっきがなく、清潔で滑らかな表面であるべきです。
テープテスト：めっき金の接触部への密着性を確認するために実施されます。このテストでは、接触エッジの上にテープを貼り付け、その後剥がします。次の段階で、テープを調べてめっきの痕跡がないか確認します。テープ上に金が確認された場合、一貫した挿入と引き抜きに対して、めっきは不十分と見なされます。

ENIG（無電解ニッケル浸漬金）

ソフトゴールドは、設計者によって使用される最も一般的な表面仕上げです。それは比較的容易に管理でき、自己制限的であり、1〜3マイクロインチで処理されます。組み立て時の処理困難を緩和する無電解ニッケル浸漬金（ENIG）は、表面仕上げとして非常に平坦です。

最近、金が副産物であることを考慮に入れて、より多くの金を追加するよう設計エンジニアからの要求が増加しているのを目にします。例えば、4〜8マイクロインチの金を追加することは、製造中の標準処理を変更し、リードタイムを追加し、この多量の金を追加するには追加コストが必要となります。これらの特別な注文が処理される間、これは出荷可能な製品を制限します。では、なぜ金の量を増やす必要があるのでしょうか？調整処理のために追加の金は保護に役立つかもしれませんが、必要な領域にのみ追加されるべきだと考えなければなりません。

ENEPIG（無電解ニッケル・無電解パラジウム浸漬金）

ENIGと同様に、無電解ニッケル・無電解パラジウム浸漬金（ENEPIG）では化合物にパラジウムを追加するだけです。ENIGが最初に導入された時には問題がありました。特に、ブラックパッドと非ぬれ性の二つが挙げられます。ぬれ性と保護性を助けるために、基本的なニッケルにパラジウムを追加することで問題が軽減されると考えられました。

予想通り、ENEPIG仕上げは普及しませんでした。製造の複雑化、設計者と購入者、専用の処理ライン、そして高価なパラジウムの追加コストが組み合わさったためです。量に応じて、コストは35〜60%増加し、この仕上げは処理時間を延長しました。リードタイムは延長され、追加コストが伴います。一般的に、このプロセスは準備が整っていても、ラインが満杯になる時や月に一度しか実行されません。

保存期間とワイヤーボンディングに関して、この仕上げにはいくつかの利点がありますが、重大な欠点も伴います。