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PCBニュース

PCBニュース - 原因と対策

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PCBニュース - 原因と対策

原因と対策

2021-09-29
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Author:Kavie

In the reflow soldering プロセス of the surface mount process (SMTマウント), チップ部品は、隆起のために脱落する欠陥がある, which is called the "tombstone" phenomenon (that is, the Manhattan phenomenon).

PCB

「tombstone」現象はチップ部品(チップコンデンサやチップ抵抗器など)のリフローはんだ付けプロセスで生じる。成分が小さいほど、それはより高い可能性があります。その理由は、部品の両端のパッド上のはんだペーストをリフローして溶融すると、2つの半田の端部の表面張力が不釣り合いであるからである。具体的な分析には以下の7つの理由がある。

1 )リフローオーブンにおける不均一な温度分布の加熱による板表面温度むらの温度分布

2)はんだ付け端の形状や大きさは、はんだ付け端の形状や大きさが異なるため、部品の重量が異なっている

3)基板材料と基板材料の熱伝導率の劣らない基板厚さの均一性

4)土地の形状とはんだ付け性。土地の熱容量は大きく変化する。土地のはんだ付け性は大いに変化する。

5)はんだペーストにおけるフラックスの均一性や活性が悪い。2つのパッド上のはんだペーストの厚さは異なる。はんだペーストは厚すぎる

印刷精度、深刻なミスアライメント

6 )予熱温度予熱温度が低すぎる

7)不良配置精度と重度偏位。

「墓石」現象は上記諸要因の混合効果の結果である。ここで、上記主要要因の簡単な解析を行う。

溶接方法

GRM 39 ( 1.6 * 0.8 * 0.8 mm )

気相加熱6.6 % 2.0 %

赤外線ホットエアリフローはんだ付け0.1 % 0

溶接方法発生率

GRM 39 ( 1.6 * 0.8 * 0.8 mm )

気相加熱6.6 % 2.0 %

赤外線ホットエアリフローはんだ付け0.1 % 0

ウォームアップ期間:表1は、赤外線加熱および気相加熱リフローはんだ付けにおける墓石現象の実験的統計結果である。テストでは1608と2125のチップコンデンサを使用する。試験は赤外線及び熱風リフローはんだ付け及び予熱なしの気相加熱リフローである。ハンダ付けにより,墓石現象の発生率は前者よりはるかに高いことが表から明らかである。これは、気相加熱が予熱ゾーンを有していないため、温度上昇が非常に速いためである。その結果、成分の両端のはんだペーストが同時に溶融しない確率は大きく増加する。

予熱温度と時間は非常に重要です。1〜3分の予熱時間と130〜160°の予熱時間の実験統計を行った。予熱温度が高いほど、ウォームアップ時間が長くなると、「墓石」現象の発生率が低下することが明らかになった。

我々が試験した高い予熱温度は170℃で,通常生産時の予熱温度よりわずかに高かった。予熱温度が140度から170度に上昇すると,「墓石」現象の発生率は大幅に減少した。これは、予熱温度が高いほどリフローはんだ付け後の部品両端の温度カットオフが小さく、両端の半田ペーストの溶融時間が近いためである。しかし、半田ペーストがより高い予熱温度にさらされると、フラックスの劣化がより深刻になり、フラックスがより悪くなると、はんだ付け欠陥が生じやすくなる。

パッドサイズと墓石現象との関係の実験結果は,bとcが減少すると,墓石現象の発生率は減少するが,cが0 . 7 mm以下のとき,cが減少すると,コンポーネント変位欠陥の発生率は著しく増加した。概略図を見る

試験では,パッドピッチを2 . 8 mmから2 . 0 mmに減少させ,「墓石」現象の発生率は90 %減少し,これはオリジナルの10分の1であった。これは、パッドの大きさを小さくした後、半田ペーストの塗布量を減らし、溶融したときのはんだペーストの表面張力も低下するためである。したがって、設計においては、はんだ接合部の強度を確保することを前提として、パッドのサイズをできるだけ小さくする必要がある。印刷テンプレートの厚さが20μmのときのはんだペーストの厚さは、ステンシルの厚さが100μmよりも大きい。これは1である。金型の厚さを薄くすることは、はんだペーストの量を減少させ、それに応じて溶融ペーストの表面張力を低減することである。(2)ハンダペーストを薄くするための金型の厚さを薄くし、パッド全体の熱容量を低下させ、同時に溶着される2つのパッド上の半田ペーストの確率を大きくする。

通常時には、リフロー時にハンダペーストが溶融した際の表面張力により部品を引っ張り、自動的に部品のずれを補正する。我々はそれを“適応”と呼ぶ。しかし、偏差が厳しい場合には、成分が浮き上がり、墓石現象を引き起こす。これは1です。部品のはんだ付け端からはんだペーストへの熱伝達は不均一であり、加熱されたときには半田ペーストが少ない端部が溶融する。(2)成分の両端とハンダペーストとの密着性は不均一である。

基板材料試験は、3つの異なる基板を使用した。ペーパーベースエポキシボード,ガラスエポキシ板,アルミナセラミックボードの中では墓石現象が発生した。これは、異なる材料の熱伝導率および熱容量のためである。異なる。

はんだペースト中のフラックス組成,活性,金属含有量の違いによるはんだペーストは,「墓石」現象の発生も異なっている。

部品重量が小さくなればなるほど、不良率が高くなる。

もちろん、パッド上の厳しいオフセット、ビア、一貫したパッド設計、均一な半田コーティングなどの他の多くの影響要因があります。

配置精度の連続的な向上により、0603、0402、0201等のより多くのより少ない構成要素が使用されるが、配置オフセットに起因する墓石現象は、欠陥発生率全体の割合を大きく増加させた。主要な要因になります。

墓石現象を避ける方法

(1)パッド及び成分の表面には酸化がない。

2 .パッドの設計は同じで、パッドにはビアホールがない。

3 .配置精度が配置中に90 %以上になるようにしてください。

リフローはんだ付炉は、はんだ付け時に最初に試験しなければならず、適切な温度プロファイルプロセスを見つけた後に、はんだ付けすることができる。

以上が「墓石」現象の原因と対策である SMT生産 process. IPCBも提供 PCBメーカー PCB製造方法.