月別アーカイブ: 11月 2013

Q1 はんだ付け後、基板面にカスが付着しています。原因と影響を教えて下さい

■ここからはディップはんだ付け編となります。 ANSWER 噴流はんだ付け後の基板表面を観察すると、はんだ以外の物質が付着しているのに気付きます。発生源は次の通りです。 ①基板表面に存在していた異物、はんだレベラーに多い。 ②部品のリードの酸化及びリードに付着していた物質。 ③はんだバスで発生した酸化物。 カスの付着の位置での見分け方。 ①の場合はフィレット脇の基板表面と一部フィレットに存在。 ②の場合はフィレット表面と一部フィレット脇の基板表面に存在。 ③の場合は基板表面の不確定な位置に存在。 1.観察のポイントと発生のメカニズム 写真aにはんだ付け前の基板表面の異物の付着の状態を示します。目視でも注意して見れば判別できます。これを噴流はんだ付けしたのが写真bになります。写真a位置と比較して、カスはほとんど移動していません。写真bでは部品リードの酸化により、はんだがはじいているのが確認できます。はんだ付け前の基板ランドの表面にカスが存在していたものをはんだ付けしますと、写真Cの状態になります。この写真ではカスの部分で不濡れが生じ、はんだボールが残留しています。 一般にはんだ付け部に汚れが存在すると、基板がはんだバスに入った時に、汚れの箇所から激しくガスが発生します。その箇所にはポストフラックス、カス、ガスの三者が存在し、フラックス分とカスとにより粘性が高くなり、はんだの流れが停滞するので、本来はんだバスに戻るべきはんだが、この箇所にひっかかり、ボールとして残留します。 写真cではこのフィレットに限定しているので、基板ランド表面に欠陥があったと判断できますが、はんだバスの管理が悪く、はんだバス表面に酸化物が大量に存在し、はんだバス内を酸化物が循環しているような場合は、cに似た形態の付着物を確認することがあります。     写真dは、はんだバスの管理が悪くて発生したものです。突発的に発生することがあります。部品のリードのはんだめっきが酸化されている場合は写真eのようになります。はんだ付け前のリ一ドの酸化が著しいことが分かります。両面基板だと、スルーホール内にこのカスがひっかかり、はんだ付け不良こなることがあります。 写真fはリード線に付着していた異物です。 写真gはリード線に付着していたコーティング材が、はんだ付け後フィレットに付着したものです。このような付着の仕方は、噴流はんだ付けより静止はんだバスの方が顕著に出るので、静止はんだバスで実装されている場合は、部品、基板、はんだバスの管理を徹底しなければなりません。   2.対 策 受入れ検査を徹底し、どのような表面状態になっでいるがを認識します。その結果によっではメーカーに改善をお願いします。そのためにも、社内の保管を徹底し、リードの信頼性を確保することが大切です。 なお、リードの変色(酸化などが原因)とはんだ付け性との関係をはんだウオッシヤー法で確認するとともに、拡大写真をとり限度見本を作成します。 この限度見本は、部品メーカーに対しできちんと対応できるようにするためと、作業者へのはんた付け性の持つ重要性を認識させるために必要です。 2.1 事前に行うリードのはんだ付け性の確認方法(はんだウオッシヤー法) アッセンブリのはんだ付けに使用する部品は、事前にはんだ付け性を確認しでおくことが生産性及び信頼性の面がらも大切になります。必要な装置として、①実体顕微鏡、②はんだポットとポストフラックス(噴流はんだ装置があれば使用)…噴流はんだ付けで使用する部品が対象、③IPA(プラックス残渣の洗浄用)、変色したりードにフラックスを塗布しで、ディップはんだ付けを行います、判断基準を写真hに示します。 2.2 限度見本の作成とはんだ付け作業者に知識の充実 はんだウオッシャー後、はんだでリード表面が濡れない箇所がある場合は、メーカーに改善要求をしなければなりませんので、はんだウオッシヤーしたものしないものについて、写真で記録を取る必要があります。これは現場のはんだ付け作業者に認識してもらわねばなりませんので、限度見本の写真の作成と、教育のために使用します。作業者に理解しでもらうには、次の事柄を説明します。 ①なぜこのような状態になったのが。②悪い状態のリードを使用する事によりどのようなはんだ付け不良が発生するのが。③修正でどれだけの手間暇がががるのが。④誤っで市場に出た場合どのような事故に発展するのか。

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はんだボール

写真は平成2年に購入したパソコンのマザーボードの修正はんだ付け部で発見したはんだボールです。使用環境によってはこのように8年経過した今日でも脱落していません。写真aはフラックス残渣がしっかりとはんだボールを固定していますが、写真bは基板の上にはんだボールが単に乗っているだけです。ちなみにハンディタイプのエアブローを使用しましたが飛びませんでした。

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Q18 クリンチしたはんだ付け部がモールド樹脂の中で導通不良になりました。何が原因となったのでしようか?

ANSWER 1.観察のポイント ①写真aに示したように、クリンチの付け根にはんだ割れが確認できる。 ②樹脂がリードの下で確認できる(写真a)。 ③フィレットは良好。 ④写真bに示したように、リードの表面状態は良好。 ⑤フィレットの状態も良好。 ⑥樹脂が存在している(基板上の部品は全数全体が樹脂の中に埋まっている)。 ⑦不具合品は全ピンで割れが発生(写真以外の情報)。 ⑧QFPは割れは発生していない(同上)。 2.原因と発生のメカニズム 当該不具合部品の手はんだ付けは大変良好です。部品リード部に欠陥はありません。スルーホールの状態の代表的な写真を写真cに示します。スルーホール内は外観で予想したとおりはんだ付け時の欠陥はなく良好です。 写真cの特徴はリード近辺に割れが発生していて、スルーホールの内壁の部分と比較すると結晶が大きく成長している点にあります。これは静荷重が作用した時に見られる結晶の粗大化現象です。 シリコン樹脂、エポキシ樹脂などでアッセンブリ全体を埋め込んだ(ポッティング)時に起きやすく、事例も比較的多い方です。ポッティングした樹脂が固まるときに収縮しますが、この時の力が部品を押さえ、その力がフィレット中のリードをずらします。はんだと接触しているリードの表面の摩擦熱が、はんだの組織を大きくします。 例えば、人差し指を反対の手で握ります。次に、強く握ったまま人差し指を抜こうとします。そうすると、人差し指の表面と手のひらの内側は次第に熱くなります。しがし、手の平は熱くなっても手の甲はけっして熱くなりません。フィレットに静荷重が作用した場合は、これと全く同じと考えることができます。 図aはポッティングした時の状態、図bはポッティング後硬化した状態を示します。仮に溶剤が 50%とした場合、斜線の部分の樹脂分が収縮して部品を押さえる力として作用します。 本件の場合、部品の下にも別の樹脂が付けられています。使用環境で温度サイクルがかかると、ここの樹脂により膨張収縮が起こります。さらにポッティング材の収縮の力も作用します。写真cに見られるように、膨張収縮の力で部品のリードが広がり、ポッティング材の収縮する力でリードが押し下げられてはんた割れにつながっています。 3.対策 ①ポッティングをコーティングに変更する。 ②部品を表面実装用とする。

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Q17 QFPの手はんだ付け及び修正での注意点を教えて下さい。

ANSWER 1.観察のポイシト QFP、SOPの流しはんだ付けはブリッジが多発しやすく、はんだ付けでは難しいクラスになります。 はんだ付け後の不良事故には、ポストフラックスを併用したために発生した絶縁不良があります。ポストフラックスを予め塗っておいてからはんだ付けを行うと、バックフィレットの形成も良く、はんだ付け不良は激減します。 反面、ポストフラックスの量を管理しないと、パッケージの下に入り込み、さらにリード間でまたがることがあると、IPAが残留して絶縁不良を招きます。 IPAの絶縁抵抗値は1×10の8乗Ωで、これはマイグレーションが発生する領域です。 IPAをガラス面に垂らして放置すると、液滴は広がりアルコール分が蒸発します。この時、気化熱がガラス板と直上の空気を冷やして結露します。これは肉眼でもはっきり観察できます。ポストフラックスとやに入りはんだのフラックスが混じると、活性剤の量は増加し、例えRMAのポストフラックスであっても残渣中のハロゲン含有量は増加することになります。 はんだ付け時はフラックスは高温となり、次に冷却が開始されると、吸湿しながら室温に戻ります。フィレットの表面にあったIPAは蒸発するが、蒸発は表面から起こるので、残留フラックスの表面は固形分の多い層になり、これがフラックス内部のIPAの蒸発を阻害してIPAと水分とが残留する状態になります。 この水分は徐々に活性剤を分解してイオン物質を作り始め、これが絶縁不良となって、時にはマイグレーションに発展することがあります。やに入りはんだのフラックスがRMAの特性であっても、ポストフラックス(RMA)の添加によりフラックス残渣がRAに化けてしまいます。はんだ付け後このような認識がないと、「無洗浄タイプのやに入りはんだとポストフラックスだから問題はない」と言う甘い考えになります。QFPが登場したころは事故が多発し、ポストフラックスの併用は少なくなりましたが、海外では併用していることがあります。 一般にRMAは無洗浄タイプ、RAは洗浄タイプです。 2.対策 2.1 後付け ①やむを得ず使用する場合は、ポストフラックスの塗布量と塗布位置を規定し、パッケージの下に廻らないようにする。筆ペンタイプで塗布すると量は安定する。 ②適したやに入りはんだを選定し、ポストフラックスは使用しない。 ポストフラックスを使用しない場合は、Cカットのコテを用いフラックス含有量が3%以上のやに入りはんだを採用します。はんだの供給量とこて先のクリーニングを管理することにより、0.25ピッチの流しはんだまでは可能です。普通、捨てランドを基板側に用意しますが、Cカット面が捨てランドの働きをして、余分なはんだを吸収してくれるので、ブリッジが発生しにくくなります。 2.2 ブリッジの修正 Cカットのコテの面をブリッジしている箇所に当てます。ブリッジのはんだが溶融するのを確認して、やに入りはんだをブリッジの上に差します。差し終かっとらすぐコテの面の後ろを上げて、ここに溶融はんだを呼び込みます(自然とこの空間に流れこみます)。そのままコテを抜くとCカット面にブリッジのはんだが吸い取られます。写真bのようなブリッジは右から1つずつブリッジを外します。

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Q16 黄銅のリードをスルーホールにはんだ付けしたのですが、なぜ導通不良を起こしたのでしょうか?

ANSWER 1.観察のポイント ①写真bの白色部ははんだの断面で、スルーホールの内壁には良くはんだが濡れている。 ②スルーホールの上万分け黒くなっており、黄銅のリード表面に濡れた形跡がある。 ③スルーホールの黒い部分には矢印の箇所にブローホールが確認できる。 ④スルーホールの中央下手分けはんだの表面が光沢がある。 ⑤スルーホールの中央上下を挟んで断層が確認できる。 ⑥フラックス残渣が確認できない。 2.原因と発生のメカニズム 黄銅は銅の約1/3の熱伝導率である点を注目すると、黄銅側の熱不足が十分理解できる状態の写真です。この写真bからも分かるように、黄銅側にはほとんどはんだが濡れていない状態です。 ここのはんだ付けではコテをランドとリードに当て、はんだを差しました。溶融はんだはスルーホールの銅の内壁を走るようにして流れています。ところが、黄銅に接した溶融はんだは熱を奪われて急激に温度を下げ、推定ですが黒色部の最下部は(写真bの断層部)、183℃にまで下がっているはずです。ここで溶融はんだは流れを停止し、はんだ付けが終わっています。 さらに加熱を続けていれば、写真の小さなブローホールが気泡としてブッブツと溶融フィレットから逃げ、次に写真中央部の断切部がブローホールになり、溶融しているフィレットから空気中に逃げているはずでしょう(写真b)。フラックスが存在しているとQ5の写真bの状態になります。 本写真ではフラックス残渣が確認できません。顕微鏡試料を研磨した後、超音波洗浄しますがこの時にフラックス残渣は除去されたためです。 3.対策 コテの容量を大きくして(20W→40W→60W)コテの温度降下を防止します。ワット数が小さいとコテの温度降下は避けられません。次に、コテはリードに優先的に当て少しはんだを供給します。熱不足ですと少量のはんだは固まります。熱不足かどうかのタイミングを計るために少量のはんだを差す訳です。はんだが固まらなければやに入りはんだを供給します。 最終的に部品側のリードにフィレットが形成されないと、スルーホールの内部では本不具合の写真断面の状態になってしまいます。フィレットの外観で判断する基準は図a、bに示したようになります。図aが良くて、図bが悪いのはこのような理由からです。この判断基準はやに入りはんだに限らず、すべてのはんだ付け作業に適用されます。 しかし、アッセンブリによっては、部品側のはんだ上がりが部品の下で観察できない場合があります。はんだ付けの良否が確認できないはんだ付け作業は、事前の調査で徹底的にはんだ付け条件を確立しておかなければなりません。 BGAのはんだ付けの評価は難しいとされていますが、BGAのはんだ付けが登場する以前から、見えない箇所のはんだ付けの実績はすでに行われていたのです。 図bの状態は熱不足のはかに、はんだ付け部の酸化、腐食、異物の付着でも発生します。そのつど幅広い観察で判断し、改善しなければなりません。

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Q15 社内ではんだ付け部で割れが発生し、原因が分からず現在も出ています。どのような方法で調査したらよいでしょうか?

ANSWER 1.観察のポイント 不良解析の中には独自に調査したにもかかわらず、原因が分からないで訪ねてくる場合があります。大変ご苦労されて解析調査を進められた様子が、レポートの厚さで分かるというものです。そして多くの場合、自ら調査した内容の説明から入ります。 ところがこちらとしては現物を見ていないので分かりません。誤った方向に打ち合わせが進む恐れがあり時間もムダになるのは言うまでもありません。不良解析は現物を観察することがすべてのスタートになります。 割れは簡単に考えれば隙間ができる現象、隙間を挟んで上が動いたか下が動いたか、あるいは右側が動いたか左側が動いたかのいずれかです、その力を探せばよい訳で、不良解析では比較的楽なタイプになります。 「割れの解析はその隙間の中を観察するのが鉄則」です。これまでの経験で解析のために実体顕微鏡を覗いていた時間は早くて3分、最も長いので7時間、平均30分位です。 実体顕微鏡で観察する時間を5分ほど戴いて別室に行き、3分位で出てきて、「原因が分かりました。はんだが固まらないうちに、作業者がはんだ付け部を動かしています」「作業者の癖ですからいますぐ確認をとったらいかがでしょうか」 10人中10人までがびっくりして、「自分たちは1ヶ月以上かけて訓査したが分からなかった。どうしてそんなに簡単に分かるのか」と言います。 では、なぜそんなに簡単に分かるのかを説明します。 ※図bはSnPb系はんだのデータで、SnAgCu合金の場合は違った温度、強度となります。 2.原因と結果 調査は観察から始まります。観察の中から発見と疑問が生じます。それを裏付けることになります。今回の件は割れの中にフラックスが入っていたからすぐ分かったのです。フラックスの温度による状態の変化は図aの通りです。温度によるはんだの強度の変化を図bに示します。 図a及び図bの関係を理解すれば、初期はんだ割れの原因を見つけるのはそれほど難しくありません。 ただ、肉眼では割れの中を確認できないだけに実体顕微鏡は必要になります。 蛇足ですが、初期はんだ割れが起きた温度が183℃でより高いか低いかの程度であれば、実体顕微鏡で判断できます。 183℃より高い温度でははんだはまだ液体なので、図cに示したようにフラックスの作用で破断した面は滑らかになっています。ところが183℃より低い温度では、はんだは凝固しているので、破断した面は図dに示したように引きちぎられた凹凸の形状をしています。したがって、ここに角度を微妙に変えて光を当てると、凹凸部で乱反射するので、白く見えます。 次に、図aからフラックスの性質ではんだ割れの判別の仕方がある程度分かります。 ①割れの中にフラックスが十分人っていれば、はんだ付け直後に発生。 ②割れの中にフラックスが少し入っでいれば(フラックスの軟化で少し侵入)、使用環境温度が80℃前後の温度の時に発生。ただし時聞かかかります。 ③割れの中にフラックスが全く入っていなければ、温度とは関係なしに機械的に割れが発生したことになります。 フラックス残渣は不良解析をする上では大変ありかたい存在です。例えば、はんだが割れる前に先にフラックス残渣に亀裂が入ります。このことについてはクリームはんだ付け編で説明します。 フラックス残渣が洗浄されますと、これらの観点から判断できなくなりますので、フラックス残渣は無洗浄の方がよろしいかと言えます。 洗浄しても割れが確認できれば、判断できないという訳ではありません。それは割れの中のフラックス残渣は洗浄が完璧とはならないので、少し残留しているからです。超音波で洗浄されるとお手上げで、観察に膨大な時間を要することになります。

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Q14 セラミック基板にはんだ付けする場合、どのような点に注意したらよいでしょうか?

              ANSWER 1.観察のポイント セラミック基板のAg-Pdのはんだ付けの問題点は3点あります。 ①熱容量が大きいため熱不足になる。 ②加熱オーバーでAg-Pdがはんだ喰われを起こす。 ③フッ素系活性剤でマイグレーションが起きやすくなる。 ①の場合、加熱を誤ると急激にコテの熱が奪われ、Ag-Pdとはんだとの界面で温度が低くなり、充分はんだが濡れなくなります。このため、やに付けのような状態になって簡単に剥がれることがあります。 ②は加熱オーバーになった場合、Ag-Pdにはんだの成分か浸透してアルミナとAg-Pdとの界面が熱劣化を受けることになります。この緋果、図aに示したようにアルミナの表面から剥がれが起きます。Ag-Pdの表面は先ずフラックスで酸化物が除去され、溶融はんだが直接接触します。はんだから主として錫がAg-Pdに拡散(むしろ浸透する表現が適切)し、Ag-Pd部は厚みを増します。ちょうどAg-Pdの初期の厚みの使近くなりますと、Ag-Pdの成分が溶融はんだに溶け出します。 ①の場合ははんだとAg-Pdの界面で、また、②の場合はAg-Pdとアルミナの界面で剥離を起こします。②の場合について説明を加えます。アルミナの表面が汚染されていた場合、Ag-Pdを印刷しますと、次工程の焼成の時に汚染面からガスが発生して、ブローホールを形成します。この場合ははんだ付け後Ag-Pdとアルミナの界面で剥離を起こすことがあります。判断基章はは断面の組織観察をして、Ag-Pdの厚みが倍近くなっていればオーバー加熱、溶融はんだの拡散が巡行していなければアルミナ表面の汚染が原因となります。図b参照 ③のマイグレーションはフッ素系とエタノールアミンの組み合わせの活性剤が使用されているやに入りはんだで顕著に発生します。早い場合ははんだ付げ直後、コテを抜いた時に銀のマイグレーシヨンが発生します。エタノールアミンの還元性とアルミナの触媒的作用が考えられます。 2.対策 ①及び②は温度管理を徹底し、常に一定の条件ではんだ付けをしなければなりません。生産性を高めるためには余熱を行うことが有利です。はんだ付け作業は一回のコテを当てただけで確実に酸化物を除去しはんだ付けを完了することが大切です。リワークする場合はAg-Pdの喰われが懸念されますので、断面観察でどの条件で作業するかを決定しておかなければなりません。リワーク後の錫の浸透の深さは初期のAg-Pdの厚みの2/3位でとどめておくべきです。 ③のマイグレーションについてはやに入りはんだの選定を誤らないことです。現在やに入りはんだ でアルミニウムに付く活性剤はフッ素入りの活性剤に限定されています。選定に際してはメーカにフ ッ素入りかを打診するのは当然ですが、家庭用のアルミホイルに直接はんだ付けして、アルミホイルにはんだが付くか否かをチェックすることをお勧めします。はんだが付けばフッ素系のやに入りはんだです。 事故の事例としては、Ag-Pdが使用されているはんだ付け部で、チップ抵抗、ハーメチック、圧電ブザー、アルミナ基板、などがあります。 フッ素はガラスを溶かしますので、ガラエボ基板のプレス打ち抜き部近くにはんだ付けパッドが整 列しているような箇所は注意しなけれななりません。ここにフラックスが浸透しますとガラスが侵さ れて、絶縁不良の恐れがあります。アッセンブリのはんだ付けには充分な検討の上で使用されることが望まれます。

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Q13 手付けしたQFPの断面写真を撮りました。観察のポイントを教えてください。

ANSWER 1.観察のポイント 研磨技術は大変優れています。写真aではガラエポ基板のガラス繊維の状態が鮮明に出ています。このように丁寧な研磨は、はんだ付け部の組織の状態を正しく表現してくれます。はんだ付けも良好  なフィレットを形成しているのが分かります。写真bでは一部ヘアクラック状の線が確認できます。これを拡大したのが写真cです。本来ならα相とβ相がはっきり組織としてでるのですが、金メッキのはんだ付け部なので、はんだに金が拡散して全体的には白く見えます。 顕微鏡断面組織のカラー写真では、画像そのものはどちらかというと表現力に欠ける場合があります。この点電子顕微鏡写真では鮮明な組織が表現されます。写真cをコピーしたのが写真dになり、組織がはっきりします。 図aは角度を変えて観察しているところを示します。観察の角度を変えますと組織は図bに示す絵が描けます。 この組織の違いについて説明しますと、Aの領域の組織はリードに熱が奪われて凝固した組織、Bの領域の組織は基板のパッドに熱が奪われて凝固した組織になります。この境の線ははんだが最後に固まった所で、このフィレットでは強度が弱い箇所になります。リードに力が作用するとリードのかかと部分から割れが発生しやすいのは、このような状態フィレットの組織がなっているからです。 このような状態は一般的ではんだ付け部不良とは言いません。本写真は研磨が優れていたことで正しい判断ができました。それだけにはんだ付け部の断面研磨技術は重要で、研磨に長けた方が定年退職したということで、その事業部の技術力が低下した逸話はあります。 2.断面組織の観察 ①α相/β相の全体的な面積の比率である程度の錫鉛の含有量が分かる。 ②今回の例のようにはんだの凝固の状態が分かる。 ③はんだ付け部に作用した力の状態が分かる。 ④めっきの厚さ、合金層(金属問化合物)の状態が分かる。 ⑤割れの状態が分かる。 ⑥ブローホールの発生の位置が分かる。   ■参考写真...力と組織 写真eは力が作用していないときの組織です。 写真f、gは引っ張りで破断したはんだ線と先端の破断組織です。 写真h、iは折り曲げて破断した線と先端の破断組織です。 写真j、kはカッターナイフの切り込みと先端の断面組織です。 写真|はニッパーで切断した時の断面組織です。 写真iは、何度も折り曲げられた先端部の状態ですが、微細化した組織になり、少し離れると伸びた組織が観察できます。写真lでは表面は組織が潰され、中心部は組織が伸びているのがわかります。このように、はんだは加えられた力によっていろいろな組織に変わります。逆にこのような状態の組織を理解しておくことにより、市場でどのような力が作用したのかが断面組織を見ただけで分かるようこなります。                              (研磨協力:㈱三啓)

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Q12 4層基板のDIPはんだ付けが上手にできません。何が間違っていたのでしょうか?

ANSWER 1.観察のポイント ①写真a、bにはんだ付け後の外観を示す。 ②フラックス残渣が多い。 ③残澄の色が全体的に同じ状態で濃い。 ④はんだクズも存在。 ⑤基板が写真cに示したように破損している。 ⑥ランドの銅が露出している。 ⑦フィレットの表面は光沢がある。 ⑧噴流はんだ付けのフィレットは正常に形成されている。 ⑨リードは良く濡れている。 2.原因と発生のメカニズム フラックス残渣の色はほぼ同じ色調をし、はんだクズは酸化されてなく綺麗な肌をしているから、コテ先温度は管理されています。フラックスの飛散はありますが、残渣の透明度からフラックスに異常は確認できません。基板の破損の状態からコテ先は最も一般的な形状が使用されていると推定できます。 コテを持ってはんだ付けすれば分かりますが、少々コテに力を入れて基板に当てると思ったより簡単に基板は破損するものです。 使用したはんだ、ランド、部品リードは、いずれも正常で問題点は見当たりません。4層基板になると熱容量が大きく、なかなか温度が上がりません。本基板のランド径は4層基板の割には小さく、コテの伝達面積が減少して熱効率が悪い状態になっています。 このように熱効率が悪い状態のはんだ付け部ではいかに確実に温度を上げるかが大切になります。温度が上がらなければフラックスがスルーホールに入るわけがありません。 ランドAに供給した熱はスルーホール内を伝わりランドBに伝達される。 ランドBの位置で130℃以上の温度に上かっていないとフラックスは流れない。 フラックスBはリードに熱が奪われ、いっそう温度が下がってしまう。このような状態になると、これ以上の量のフラックスはスルーホールに入れることはできない。 フラックス中のロジンが完全溶融して速やかに流れる温度は約130℃以上です。したがって、スル一ホ-ルの中をフラックスが通るには、スルーホールの出口である基板裏面のランドの温度がこの温度以上でなければならないのです。そして初めてフラックスがスルーホール内ではんだ付け性のために効力が発揮できることになります。はんだ付けはまずはんだ付け部に確実にフラックスを供給すること、次に、はんだが溶けて少なくとも流れやすくなる220℃の温度に、リードもスルーホールも速やかに上げることです。 220℃以上に速々かに温度が上がらないと、今度はフラックスが焦げ付いて粘性を高め、狭いスルーホールの中で溶融はんだの侵入を阻止することになります。 最初にやに入りはんだを供給した特にフラックスがスルーホールに入らないと、その後何度供給してもスルーホールにフラックスは入っていきません。この時基板を破損する結果となります。 ランドにはんだが十分まわらないのは、ランド径が小さすぎてコテ先が確実に当たらなかったためです。   3.対策 ①ランドにコテが確実に当たる形状のコテ先を選定する。 ②コテ先をクリーニングしたのを確認してからランドとピンにコテを当てる(子熱)。 ③やに入りはんだのフラックスがスルーホールに入りやすい角度ではんだを供給する。 ④設計変更をしてランド径を大きくする。 この時の温度、時間、はんだの供給角度などは事前に練習用基板でマスターしておかねばなりません。このように作業してもはんだ付け性はバラつくので、無洗浄タイプのポストフラックスをはんだ付け部に付けます。 IPAは蒸発させます。付近にチップ抵抗があると、アルミナから電極が剥離することがあるので、温風加熱によるIPAの蒸発には十分注意しなければなりません。 以上の作業は高度の技術と不具合に対する知識を理解した作業者でなければなりません。また、常に体調が良くなければ、難しい箇所のはんだ付けでは神経を集中し維持できません。これはうっかりミスにつながり、はんだ付け不良に気付かずに次工程にアッセンブリは移動してしまいます。   〈参考〉設計者の心得 設計とは理屈を並べれば頭の中でいくらでも物は作れます。頭と現場とに開きがあると、設計ミスは社内では生産性が劣って経費がかかる程度ですみます。しかし、市場で不具合が発生すると、製品の機能がなくなるばかりか、家が燃え、人身事故を招き、あるいは地域住民全体に迷惑をかけることにもなります。 多少はできますが、生産技術は無理難題を解決してくれる部署ではありません。それよりも作業者が楽に、しかも確実に作業ができよう配慮する心に設計者としての実力が伺えるものです。  

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Q11 フィレットの周辺に白色の粉が付着しています。どのような問題があるのでしようか?

ANSWER 1.観察のポイント やに入りはんだのフラックスは天然ロジンあるいは天然ロジンを加工した変性ロジンなどを主原料として使われています。 ロジンを普通に加熱すると、60℃~85℃で軟化し110℃位から液体となります。ところが高い温度で加熱すると、固体~軟化~夜体の過程を経ないで固体~液体にとなります。この変化はコテの温度が350℃位から顕著となり、この時の体積変化と発生ガスによりロジンの一部は固体の微細粉となって空中に放出します。これは、ひとつひとつはロジンの粒子ですが、状態としては白煙に見えます。はんだ付け時に基板、部品面に沈着して外観を損ねることになります(写真a、b)。 写真cは250℃のコテではんだを再溶融したものですが、はんだの周辺の白色物質が溶融したのが確認できます。実体顕微鏡で観察しながらコテを当てますと、白色物質が速やかに溶けるのが分かります。正常なやに入りはんだであれば、絶縁性を低下することはありません。

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