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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