Q17 SOPでブリッジが発生しています。原因と対策を教えてください。

ANSWER

チップ混載のアッセンプリにはQFP、SOPのような表面実装部品が搭載されており、はんだ付け不良としてブリッジがよくみられます。原因にはいろいろな因子があって、どの因子が最も強く出たかは一つひとつ検証しなければなりません。本アッセンブリにおいては下記の理由によるものでした。

 

 

 


 

 

 

 

1.観察のポイント

①本SOPはフェノール基板の端に近い所に搭載され、しかもSOPが搭載している側では基板の厚み分の反りが発生し、基板の割る箇所ですでに基板割れが起きている(写真a)。

②写真bに示すブリッジが基板を流す頭側で発生している。

③写真Cに示したブリッジのないSOPは基板の中央に位置している。

④写真bの側面のリード形状を写真dに、写真cのリード形状を写真eに示す。

⑤基板上その他のフィレットでは、基板に対しほぼ真上にツノが発生している(写真f)。

⑥ツノの多発は基板割れの周辺に集中している。

本SOPの基板搭載位置はコンベアの爪の付近にあり、その近くで基板の厚み分の反りが発生しています。アッセンブリ全体からみるとコンベアの爪が支えている基板の高さは正常ですが、基板割れを境として、反対側は基板の厚み分かはんだバスに深く浸漬したことになります。この基板割れは、写真gに示したようにケースの端子をひねって基板に固定したことにより発生したものです。

SOPのブリッジとその他の部品でのツノの発生に共通していることは、フィレットのはんだ切れに有効なフラックス量が減少している点です。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.発生のメカニズムと対策

基板にケースをひねって取り付ける時に、何らかのミスで基板に大きな応力をかけることになってしまった。フラックス塗布後アッセンブリは予熱ゾーンに入りますが、この時ケースが熱変形し、その力で基板を割っています。この割れによりコンペアの爪の位置を基準とするとヽはんだ付け面は基板の厚み分下がったことになります。

このまま噴流はんだバスに侵入したので、噴流する溶融はんだの基板面に対する当たりが強くなり、フラックスは洗い流され、さらに二次噴流でもフラックスは洗い流されてしまいました。この結果、フイレットを形成するのに必要なフラックスが減少し、ブリッジの発生に至っています。当該SOPのリードの形状は写真dに示したように、写真eと比較して外観が異なり、パッケージとの隙間も狭い状態にあるので、溶融はんだの通りが阻害されやすい傾向にあります。他のはんだ付け箇所でもフラックスは洗い流され、ツノが多発しています。ツノは基板面に対しほぼ垂直なので、コンベアスピードと噴流の落ちるスピードが良好な状態にあったことを裏付けています。

ここでは、ケースの基板への固定法について設計段階に戻り検討しなければなりません。このような固定の方法は、基板にストレスを与えるばかりでなく、振動を拾って緩むと、再び固定することはありません。はんだ割れ、導体破断などの事例もあります。作業者ははんだ付け部に目が行きがちですが、全体の状態を観察することで目視でも分かりますから、はんだ付け後の基板割れに注意されると良いでしょう。その他の条件は良好なので噴流はんだ付け条件をいじってはなりません。

〈参考〉

「ひねり」による固定方法のほかに、「かしめ」も同じように基板に与える影響はあります。いずれの固定方法も、一度ゆるむと二度と固定はできなくなるので、ゆるんだときに力がはんだ付け部にかからないような構造にしておかなければなりません。

カテゴリー: ディップはんだ付け編Q16-20   パーマリンク

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