PCBニュース - SMT生産における錫ビーズの原因と制御方法

錫ビーズの原因と制御方法 SMT生産

過去20年にわたって、より軽く、薄く、省エネルギー、小型化、および平面的である電子情報製品の連続的な開発により、異なる用途の電子製品は、表面実装（SMT）技術を採用しなければならない。錫ビーズは電子製品への重大な危険であるので、錫ビーズを減らす方法はSMT企業の重要な管理と管理内容の一つです。

関連事例による, リフローはんだ付け中 SMT 製品ion, すずペースト金属粒子のスプラッシュのために, 小さな球形のはんだビーズや不規則なはんだ粒子を形成することは容易である, スズビーズという. スズビーズは1つの主な欠陥の一つです SMT生産. 直径は約0.2回1 / 2.4 mm. それは、主にSMTコンポーネントの側またはICピンの間で現れる. それは PCB product, しかし、使用中に短絡回路を引き起こすこともある, 電子製品の品質と生活に深刻な影響を与える個人的な傷害を引き起こす可能性がありますて.

錫ビーズは多くの要因に起因する。原料、はんだペースト、テンプレート、取り付け、リフローはんだ付け、環境などは、すべて、錫ビーズを引き起こす可能性があります。したがって、それの原因を研究し、最も効果的な制御のために努力することは非常に重要です。

1. PCBボード quality, components

PCBパッド設計は無理です。部品本体をパッド上に押圧しすぎ、はんだペーストを押し出しすぎると半田ボールが発生する。PCBを設計する際には、適切なコンポーネントパッケージと適切なパッドを選択する必要がある。PCBハンダマスクはよく印刷されず、表面は粗いので、リフロー中に錫ビーズが生じる。入って来るPCB検査を締めなければなりません。はんだマスクが重大に不良であるとき、それは戻されなければならないか、廃棄されなければなりません。パッドに湿気や汚れがあり、スズビーズの生産につながります。それが生産に置かれる前に、PCBの湿気または汚れは慎重に取り除かれなければなりません。加えて、顧客は異なるパッケージ・サイズのデバイスの代用要求に遭遇する。そして、デバイスおよびパッド間のミスマッチに結果としてなる。そして、ハンダ・ボールは生じる傾向がある。したがって、代替はできるだけ避けるべきです。

PCBは湿った

pcbに水分が多すぎ，実装後のリフローオーブンを通過すると水分の急激な膨張によりガスが発生し，スズビーズが発生する。PCBは、SMT製造に入る前に乾燥して真空包装されなければならないことが要求される。湿っていればオーブンで焼く必要があります。有機はんだ保護膜（OSP）ボードにはベーキングが認められない。生産サイクル別に計算したところ，3か月以内に生産ラインのラインを張ることができ，3か月以上の材料の交換が求められている。

はんだペーストの選定

はんだペーストははんだ付けの品質に著しく影響する。はんだペースト中の金属含有量，酸化物含有量，金属粉末粒子径，およびはんだペースト活性は，すべての程度まで錫ビーズの形成に影響する。金属含有量と粘度通常、はんだペースト中の金属含有量の体積比は約50 %、質量比は約89 %〜91 %、残りはフラックス（フラックス）、レオロジー改質剤、粘度調整剤、溶剤等である。予熱帯では、フラックス蒸発によって発生する力が大きすぎるため、錫ビーズの製造が容易である。

はんだペーストの粘度は印刷性能に影響する重要な因子である。通常、孔版印刷時には、0.5〜1.2 kPa・s・sの間で、半田ペーストの粘度は0.8 kPa・・・程度である。これは、錫ビーズを減らすことができます。

酸化物含有量はんだペーストの酸化物含有量は、はんだ付け効果にも影響する。酸化物含有量が多いほど、金属粉末が溶融した後の接合工程に対する抵抗が大きくなる。リフローはんだ付け段階では、金属粉末表面の酸化物量が増加し、パッドの「濡れ」と錫ビーズの形成には寄与しない。したがって、粉末が酸化されるのを防止するために、金属粉末（粉末）プロセスにおいて、真空動作が必要である。

金属粉末の粒度と均一性金属粉は非常に細かい球形の粒子であり、その形状、直径、および均一性はすべて印刷性能に影響を及ぼす。より細かい粒子は、より高い酸化物含有量を有する。微細粒子の割合が大きい場合は、印刷の解像度が向上するが、スズを生成することが容易であり、スズビーズの数を増やすことができる。粒子の割合が大きいほど、スズの量が増える。均一性は大きく変化し、これは錫ビーズの増加につながる。

はんだペースト活性ハンダペーストの活性は良くなく，速すぎて乾燥する。希釈液を過剰に添加すると、予熱帯では希釈ガスのガス化による力がスズビーズを生成する。あなたが活動が悪いソルダーペーストに遭遇するならば、それはすぐにそれを使うのを止めて、良い活動でそれを取り替えるのが最高です。

板問題は錫ビーズとその制御方法を引き起こす

ステンシルが厚すぎると、はんだペースト印刷が厚くなり、リフローはんだ付け後に半田ボールが発生しやすくなる。テンプレート厚さの選択原理

テンプレート厚原理

テンプレートがあまりに厚くて、あまりに多くのスズビーズがあるならば、できるだけ早くテンプレートをもう一度作ってください。テンプレートの開口部は、TiNビーズを製造するのが簡単である反錫ビーズで扱われません。無鉛または無鉛のいずれにせよ、錫印刷テンプレートのチップ開口部は、アンチボール開口部でなければならない。不適切な、過度に大きい、またはオフセットのテンプレートの開口部は、錫ビーズを生成する原因となります。パッドのサイズは、テンプレート開口部のサイズを決定する。テンプレートのオープンデザインの最も重要な要素はサイズと形です。過度のはんだペースト印刷を避けるために、開口サイズは、対応するパッド接触面積の10 %未満に設計される鉛フリーの開口部設計は、鉛ペーストよりも大きくなければならないので、半田ペーストができるだけパッドを覆っている。

点滅機のパラメータ設定の不適切な調整とスズビーズへのリード制御

印刷後にハンダペーストをサクションし、リフローオーブンを通過した後に錫ビーズを形成してもよい。ハンダペーストはサグを有し，これは印刷機スキージの圧力，速度，脱落速度に関係する。ハンダペースト崩壊がある場合、スキージの圧力、速度または脱落速度は、崩壊を減少させて、錫ビーズの発生を減らすために再調整されなければならない。位置が正しくアライメントされていない場合には印字を開始し、プリントをオフして半田ペーストの一部をPCB上に染色し、半田ビーズを形成してもよい。パッドに印刷されたハンダペーストは厚すぎるので、部品を押し下げた後に余分な半田ペーストが溢れ、半田ビーズを形成することが容易である。はんだペーストの印刷厚は，通常はテンプレートの厚さ（1＋10 %≒15 %）に等しい。厚すぎると縁の崩壊と錫ビーズの形成につながる。印刷厚は、テンプレートの厚さによって決定され、機械の設定及び半田ペーストの特性と一定の関係を有する。印刷厚の微調整は、スキージ圧や印字速度を調整することにより達成されることが多い。

取付圧力問題がスズビーズとその制御方法を引き起こす

パッチの中間部分の圧力設定が大きすぎる場合には、ハンダペースト上に押し付けられると、半田ペーストの一部が成分の下で押しつぶされる。リフローはんだ付け段階では、はんだペーストのこの部分は溶融し、容易にスズビーズを形成するので、適切な配置圧力を選択すべきである。

炉温度問題がTiNビーズとその制御方法を引き起こす

リフロー曲線は，予熱，熱保存，リフロー，冷却の4段階に分けられる。予熱段階では、温度は120℃から150度まで増加し、これは半田ペースト中の揮発性溶媒を除去し、成分への熱振動を低減することができる同時に、はんだペーストの内部で気化が生じる。圧力が蒸発によって生じる力より小さい場合、はんだペーストの金属粉が接合されるならば、少量のハンダペーストはパッドからあふれて、去って、一部はチップ抵抗の下で隠れて、リフローの後ハンダボールを形成するでしょう。予熱温度および予熱帯の急速加熱が高いほど、大気現象が増加し、錫ビーズを形成することが容易になることが分かる。したがって、リフロー炉の温度を調節し、コンベアベルトの速度を低下させ、適度な予熱温度及び予熱速度を用いてスズビードを制御する。

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