PCB技術 - PCBプリント基板の溶接欠陥解析

1概要

溶接は実際には化学処理プロセスである。プリント基板（PCB）は、電子製品における回路素子とデバイスの支持であり、回路素子とデバイスとの電気的接続を提供する。電子技術の急速な発展に伴い、PCBの密度はますます高くなり、層数もますます多くなっている。すべての設計が正しい可能性があります（例えば、回路基板が破損していない、印刷回路の設計が完璧であるなど）が、溶接中に問題があるため、溶接欠陥と溶接品質が低下し、回路基板の合格率に影響を与え、ひいては全体の品質が信頼できないことがあります。そのため、プリント基板の溶接品質に影響する要素を分析し、溶接欠陥の原因を分析し、回路基板全体の溶接品質を高める必要がある。

2.溶接欠陥の原因

2.1 PCB設計は溶接品質に影響する

レイアウトでは、PCBサイズが大きすぎると、溶接が制御しやすいにもかかわらず、印刷回線が長く、インピーダンスが増加し、ノイズ抵抗能力が低下し、コストが増加する。回路基板の電磁干渉などの干渉。そのため、PCBボードの設計を最適化する必要があります。

（1）高周波素子間の接続を短縮し、EMI干渉を低減する。

（2）重量の重い（例えば20 gより大きい）部品はブラケットを用いて固定し、その後溶接を行う。（3）加熱素子は放熱の問題を考慮して、素子表面の大島Tによる欠陥と再加工を防止し、加熱素子は熱源から離れなければならない。（4）部品の配列はできるだけ平行で、美しいだけでなく溶接も容易で、大規模な生産に適している。回路基板は4：3の矩形に設計することが望ましい。配線の不連続を避けるために、配線の幅を変更しないでください。回路基板が長時間熱を受けると銅箔が膨張して脱落しやすいため、大面積銅箔の使用は避けるべきである。

2.2回路基板孔の溶接可能性は溶接品質に影響する

回路基板孔の溶接可能性が悪いと、回路中のコンポーネントのパラメータに影響を与え、多層板コンポーネントと内部ワイヤの伝導が不安定になり、回路全体が故障することがあります。溶接可能性とは、金属表面が溶融した半田で濡れている性質、すなわち半田が位置する金属表面に比較的均一で連続的で滑らかな接着膜を形成することを意味する。プリント基板の半田付け性に影響する主な要素は、

（1）半田の成分と半田の性質。はんだは溶接化学処理中の重要な構成部分である。それはフラックスを含む化学物質からなる。一般的に使用される低融点共晶金属にはSn-PbまたはSn-Pb-Agがあります。不純物の含有量は一定の割合に制御して、不純物による酸化物がフラックスに溶解されるのを防ぐ必要があります。フラックスの役割は、熱を伝達し、錆を除去することによって、フラックスが溶接されるべき回路の表面を濡らすのを助けることである。通常、白色ロジン及びイソプロパノール溶媒が用いられる。

（2）溶接温度と金属板表面の清浄度も溶接性に影響する。温度が高すぎると、はんだ拡散速度が増加します。この場合、回路基板と半田の溶融表面が急速に酸化し、半田欠陥を引き起こす高活性が得られます。回路基板表面の汚染は溶接性にも影響し、欠陥を引き起こす。これらの欠陥には、スズビーズ、スズボール、開路、光沢度差などが含まれる。

2.3反りによる溶接欠陥

PCBとアセンブリは溶接中に反り、応力変形による虚溶接や短絡などの欠陥がある。反りは通常、PCBの上下部分の温度不均衡に起因する。大型PCBでは、プレート自体の重量の低下により、反りが発生することもある。通常のPBGAデバイスはプリント基板から約0.5 mm離れている。回路基板上のデバイスが大きい場合、回路基板が冷却されて正常な形状に戻るにつれて、溶接点は長期的に応力を受けることになります。設備が0.1 mm上昇すると、それは上昇します。これは仮想溶接の開路を引き起こすのに十分です。

PCBが反っていると同時に、素子自体が反っている可能性があり、素子の中心にある溶接点がPCBから持ち上げられて虚溶接になる。このような状況は、溶接ペーストを用いて隙間を埋めるのではなくフラックスのみを用いた場合によく発生する。半田ペーストを使用すると、変形により半田ペーストと半田ボールが接続され、短絡欠陥が形成される。短絡のもう1つの理由は、リフロー中に部品基板の層状化である。この欠陥は、内部膨張により装置下方に気泡が形成されることを特徴とする。X線検査の下で、溶接短絡は通常設備の中間にあることがわかる。

3.おわりに

要するに、PCB設計を最適化し、優れた半田を用いて回路基板孔の半田付け性を高め、反りを防止して欠陥を防止することにより、回路基板全体の半田付け品質を高めることができる。