PCB技術 - PCB基板補強材とPCBAはんだ接合劣化

つのカテゴリー PCB基板補強材

PCB基板は、機械や電気機器、ソフトウェア開発のための不可欠なキャリアに不可欠です。異なる機械および装置は異なるPCB材料を有する。プリント基板（RPCB）のために、PCBボード補強材料の一般的なタイプによれば、多くのタイプに分けられることができます

フェノール系PCB基板

このタイプのpcbボードは紙パルプと木材パルプで構成されているので，段ボール，v 0ボード，難燃板，94 hbを追加することもある。その重要な材料は、フェノール樹脂によって加圧されて、合成される木パルプ繊維紙です。PCBボードの種類。

この種の紙基板の特性は、耐火性ではなく、パンチ処理、低コスト、低価格、低相対密度を行うことができる。xpc，fr‐1，fr‐2，fe‐3などのフェノール性の紙基材を見ることが多く，94 v 0は難燃性板紙に属し，耐火性である。

複合PCB基板

この種類の粉体ボードは、木材パルプ繊維紙または綿パルプ繊維紙を補強材として添加し、同時に表面補強材としてガラス繊維布を補足する。つの材料は、難燃性エポキシ樹脂で作られています。単側ハーフガラスファイバ22 F、CEM−1、両面ハーフガラスファイバーボードCEM−3があり、その中にCEM−1とSEM−3が最も一般的な複合ベース銅クラッド積層体である。

ガラス繊維 PCB基板

エポキシ板、ガラス繊維板、FR 4、ファイバーボードなども追加される。エポキシ樹脂をバインダーとし，ガラス繊維を補強材とした。この種の回路基板は、高い作動温度を有し、環境要因に影響されない。このタイプのボードは、両面PCBでよく使用される。しかし、価格は、比較的高価である。この種の基板は種々の電源ボード，高レベル回路基板に適しており，コンピュータ，周辺機器，通信機器などで広く使用されている。

PCBA処理におけるはんだ接合の劣化の3つの理由

はんだ接合不良モード

pcba処理はんだ継手の信頼性試験動作は，信頼性試験試験と比解析を含む。第1のレベルの目的は、集積回路チップ電子部品の信頼性試験レベルを評価して、検出して、装置全体の信頼性設計のためのデータパラメータを提供することである一方，はんだ接合部の信頼性試験を改善することが課題である。これは失敗した製品の特定の分析、故障モードを見つけること、および故障原因の特定の分析を必要とします。設計プロセス，構造パラメータ，溶接工程などを改善・最適化し，はんだ接合の故障モードをサイクル寿命の予測に基づいている。解析は非常に重要であり、その数学的解析モデルを作成するための基礎です。次に3つの故障モードを詳細に紹介します。

溶接によるはんだ接合不良

溶接工程及びその後の不合理な洗浄工程におけるいくつかの目的条件によって、はんだ接合部が故障することがある。smtはんだ接合部の信頼性試験の現状は，生産・実装段階，投入段階からのものである。生産・据付段階では，事前溶接準備，溶接段階，後溶接検査などの機器条件の制約，溶接仕様の選択におけるヒューマンエラーにより，偽溶接，はんだ短絡，マンハッタン条件などの溶接不良が発生することが多い。

一方、塗布ステージでは、必然的な衝突や振動を考慮して、はんだ接合部に機械的損傷を与える。熱機械的応力に耐える温度差が大きすぎると、電子部品のセラミックやガラス部分が応力割れを起こす。応力亀裂ははんだ接合の長期信頼性試験を危険にさらす客観的条件である。

同時に、厚膜及び薄膜ハイブリッド回路（チップコンデンサを含む）の設置段階では、しばしば、金及び銀の腐食条件が存在する。これは、はんだ付け材料中の錫と金メッキや銀メッキされたピンの金、銀が化学物質を生成し、はんだ接合部の信頼性試験を低下させるためである。過度の超音波洗浄は、はんだ接合部の信頼性試験に有害であり得る。

老化による失敗

溶融はんだ材料が清浄基板に接触すると、インター金属化合物（金属間化合物）が界面で生成される。老化段階では，はんだ接合の微細構造が粗大化し，界面でのimcは成長し続ける。はんだ接合の破壊は部分的にはimc層の成長速度に依存する。界面における金属間化合物は良好な溶接の兆候であるが，使用段階においてその厚さが増加すると，はんだ接合部に微小亀裂や破損も生じる。

その厚さがある臨界点を超えると、金属間化合物は脆性を示す。はんだ接合を構成する様々な材料間の熱膨張不一致の観点から、はんだ接合部は使用段階へのパッティング中に周期的な歪みを経験する。変数が十分大きい場合、それは失敗を引き起こします。Sn 60／Pb 40はんだ合金への微量希土類元素ランタンの添加は金属化学物質の厚さを減少させ、それによって半田接合の熱疲労寿命を2倍増加させ、表面実装はんだ接合部の信頼性試験を大幅に改善することを示した。

熱サイクルによる故障

電子部品が使用されるとき, 電源回路の定期的な断続と作動温度の規則的な変化は、はんだ接合を温度サイクルプロセスに耐える. 実装材料間の熱膨張不整合は、はんだ接合部の応力及び歪みを引き起こす. インなら SMT, icチップ支持体材料A 1203セラミックスの熱膨張係数（CTE）は6&TIMES、10-6摂氏度-1, エポキシ樹脂のCTE/ガラス繊維基材は15&TIMES、10-6摂氏度-1. 温度変化時, はんだ接合部は対応する応力と歪みを負う. 一般に, はんだ接合部の負担は1〜20 %である. THTプロセスにおいて, 電子部品のフレキシブルピンは、熱的不整合に起因する歪みの大部分を吸収する, そして、はんだ接合部が負担する歪みは大きくない. イン SMT, 歪は基本的にははんだ継手によってもたらされる, はんだ接合部の亀裂発生と膨張の原因となる, そしてついに失敗.