高密度PCBA（プリント基板組立）の製造において、錫ウィスカー（Tin Whisker）の成長は無視できない潜在的リスクの一つです。これらの微細な金属状のヒゲは、短絡、信号干渉、さらには機器の故障を引き起こす可能性があり、特に高信頼性を求められる電子機器では深刻な問題となります。製品の長期的な安定性を確保するために、錫ウィスカーのリスクをどのように管理すべきか。今回は、材料選定やプロセス最適化といった観点から、実践的な対策を紹介します。
錫ウィスカーの発生原因
錫ウィスカーは、純錫または高錫合金のめっき層が内部応力の影響を受けて自発的に成長する微小な結晶ヒゲです。その長さは数ミクロンから数ミリメートルに及ぶこともあり、成長のメカニズムは複雑で、内部応力、温湿度の変化、電気化学的な移動など、複数の要因が関与しています。
高密度PCBAにおける課題
電子機器の小型化に伴い、PCBAの配線密度は年々増加し、部品間の間隔も狭くなっています。そのため、錫ウィスカーが成長した場合、簡単にブリッジして短絡を引き起こす危険性が高まります。特に航空宇宙、医療機器などの分野では、錫ウィスカーによる故障は重大な結果を招く可能性があります。
リスク管理のための対策
めっきの最適化：錫鉛合金（例：SnPb）や特殊添加剤（例：ニッケルバリア層）を使用することで、錫ウィスカーの成長を大幅に抑制できます。PCBGOGOでは高信頼性PCBAの製造において、検証済みの低リスクめっきプロセスの採用を顧客に推奨しています。
応力管理：リフローはんだ付けの温度プロファイルや筐体設計を最適化することで、めっき層内部の応力蓄積を低減します。
環境保護：重要な領域にコンフォーマルコーティングを施し、湿気や機械的振動の影響を遮断することで、外部環境からの影響を最小限に抑えます。
PCBGOGOは、PCBA製造において錫ウィスカー抑制の豊富な実績を有しており、厳格な工程検証と材料選定を通じて、顧客の長期的な故障リスクを低減しています。高信頼性が求められる製品に対しては、事前に錫ウィスカーのリスクを評価し、適切な対策を講じることが品質を確保するための重要なステップとなります。
