PCBAの技術 - PCBAエージェントにおける一般的な問題と解決策

PCBAを製造する際に、PCBAの不良品に遭遇することがよくあります。PCBA代行工場として、iPCBは経験に基づいて、PCBA代行によくある問題と解決策をまとめます：

a.印刷プロセスにおいて、テンプレートとパッドのペアがずれているため、パッドの外にペーストが流れる：

  1. パッド、素子ピン、錫ペーストが酸化しているかどうかをフォローする。

  2. テンプレート開口部とパッドの正確な位置合わせを調整する、

部品の貼付過程で、シート素子のピンとパッドの間に半田ペーストが配置され、もし半田パッドと素子ピンの濡れ不良（半田性が悪い）場合、液状半田が収縮して半田が不十分になり、すべての半田粒子が一 つの半田点に重合できなくなる。一部の液状半田が溶接ビードから流出し、錫ビーズが形成されます。

b.パッチ中のZ軸の圧力があまりにも瞬間的に錫ペーストをパッドの外に押し出す：

  1.Z軸圧力を正確に調整する、

c.加熱速度が速すぎ、時間が短すぎて半田ペースト内部の水分と溶媒が完全に揮発せず、リフロー半田付けゾーンに到達した時に溶媒、水分が沸騰し、錫ビーズがスパッタされる：

  1.予熱ゾーン活性化ゾーンの温度上昇速度を調整する。

d.テンプレート開口寸法及び輪郭が不明瞭：

  1.テンプレートの開口部と輪郭がはっきりしているかどうかをチェックし、必要に応じてテンプレートを交換する必要がある。

PCBA

碑を建てる（マンハッタン現象）

標識を立てるのはリフロー溶接過程におけるCHIP素子の両端パッド上の錫ペーストの表面張力の不平衡によるもので、それは部品が部分的に或いは完全に立ち上がることを表現し、通称墓石現象（Tomb Stone Effect）或いはつり橋現象（Draw-bridging Effect）、マンハッタン現象（Manhattan Effect、ニューヨーク・マンハッタン区のビルが林立する現象を指す。マンハッタンは地質上の理由から特に高層ビルの建設に適しており、マンハッタン全体に5500棟を超える高層ビルがそびえており、そのうち35棟は200メートルを超え、世界最大の摩天楼集中区である。

ニューヨークのシンボル的なエンパイア・ステート・ビルディング、ロックフェラー・センター、クライスラー・ビルディング、メトロポリタン生命保険タワーなどの建物を所有している。）、素子の体積が小さいほど発生しやすい。特に1005以下の0603パッチ素子の製造においては、碑立て現象を解消することは困難である。

墓石現象とつり橋現象は直感的で理解しやすいが、マンハッタン現象は少し難解に見える。初期のPCBA文献翻訳者はマンハッタン現象という言葉が眩しく見えるため、多くの人が知らないように使っていたのかもしれない。

次に、主な要因について簡単に分析します。

a.予熱期間

予熱温度の設定が低く、予熱時間の設定が短いと、部品の両端の半田ペーストが同時に溶融しない確率が大幅に増加し、両端の張力の不均衡が「碑」を形成するため、予熱期間のプロセスパラメータを正確に設定しなければならない。柏瑞安の経験によると、予熱温度は一般的に150+10℃、時間は60-90秒程度である。

b.パッドサイズ

シート抵抗、容量パッドを設計する際には、ペーストの溶融を保証するために、パッドパターンの形状と寸法が完全に一致するように、その全面的な対称性を厳格に維持しなければならない。設計は製造過程の第一歩であり、パッドの設計が不適切であることは部品の起立の主要な原因である可能性がある。具体的なパッド設計基準については、IPC-782の「表面実装設計とパッドレイアウト基準の導入事実上、要素が多すぎるパッドは、要素が半田湿潤中に摺動することを可能にし、要素をパッドの端から引き出すことができる。

小型のシート状素子では、素子の一端に異なるパッドサイズを設計したり、パッドの一端をアース基板に接続したりすることで、素子が立ち上がることもあります。異なるパッドサイズの使用は、不均衡なパッド加熱と錫ペースト流動時間をもたらす可能性がある。還流中、素子はまるで液体の半田上に漂い、半田が硬化するとその最終位置に達する。パッド上の異なる湿潤力は、付着力の欠如と要素の回転を引き起こす可能性がある。場合によっては、液化温度以上の時間を延長することにより、要素起立を低減することができる。

c.ペースト厚

半田ペーストの厚さが小さくなると、石碑現象が大幅に減少します。これは、半田ペーストが薄いと、半田ペーストが溶融したときの表面張力が低下します。

2.半田ペーストが薄くなり、半田パッド全体の熱容量が減少し、2つの半田パッド上の半田ペーストが同時に溶融する確率が大幅に増加した。半田ペーストの厚さはテンプレートの厚さで決まり、表2は0.1 mmと0.2 mmの厚さテンプレートを用いた標識現象の比較であり、1608素子を用いた。一般的に1608以下の部品を使用する場合は、0.15 mm以下のテンプレートを使用することを推奨します。

一般的なPCBA問題の形成及び解決方案一般的なPCBA問題の形成及び解決方案

d.貼付オフセット

一般的には、貼り付け時に発生する部品のずれは、リフロー中にペースト溶融時の表面張力によって部品が引っ張られて自動的に修正されます。私たちは「自己調整」と呼んでいますが、ずれが深刻で、引っ張るとかえって部品が立ち上がり「碑を立てる」現象が発生します。

1.なぜなら、素子との接触が多い半田端は、先に溶融するためにより多くの熱容量を得る。

2.素子の両端と半田ペーストの接着力が異なる。そのため、部品のパッチ精度を調整し、大きなパッチ偏差が発生しないようにしなければならない。

e.部品重量

軽量な部品「石碑」現象の発生率が高いのは、不均衡な張力が部品を容易に引っ張ることができるからだ。したがって、構成部品を抽出する際には、可能であれば、サイズ重量の大きい構成部品を優先的に選択する必要があります。

溶接欠陥はまだ多く、本文で挙げたのは2種類の最も一般的な欠陥にすぎない。これらの溶接欠陥を解決するための措置も多いが、しばしば相互に制約される。予熱温度を上げると碑を消すことができますが、加熱速度が速くなるために大量の半田ボールが発生する可能性があります。そのため、これらの問題を解決する際には、複数の面から考慮して折衷案を選択する必要があります。この点は実際の仕事ではよく覚えておく必要があります。

PCBAエージェント

iPCBアイビー回路はPCB設計生産、部品調達、PCBA OEM、組立テストに専念し、顧客にサンプルの中小ロットワンストップPCBA電子製造サービスを提供することに力を入れている。