SMT(表面実装)の不良発生率がダウン!

31/08/2018
白谷 徹
Managing Director

SMT(表面実装)は、はんだ付け工法の違いにより、「フローはんだ付け」と「リフローはんだ付け」に分けられます。ここ数年で、プリント基板(PCB)の高密度化・ファインピッチ化が急速に進みました。そして、より高度な技術レベ ルが求められています。
今回のニュース記事は、日本スペリア タイが、5月に開催したプライベート展示会で発表した「SMT(表面実装)工程の不良に対する改善策」の要点をご紹介いたします。


時代の変化、テクノロジーの進化により、はんだやその関連製品も発展を遂げており、環境負荷低減に対応した「鉛フリーはんだの合金」や「ハロゲンフリー対応のフラックス」が出てきています。


また、どのお客さまも不良の発生を「ゼロ」に抑えることが最終目標になりますが、なかなかうまくいかないのが現状です。そのようなお客様に対し、不良発生率を大きく低減することができるポイントを説明致します。
SMT(表面実装)の場合、そのポイントは「クリームはんだの印刷工程」にあります。


実装技術のデータによると、実装不良の約80%がクリームはんだ印刷の工程で抑制できることが判明しました。どうすれば実装不良の発生を抑えられるのか。詳しく見ていきましょう。


▼クリームはんだ印刷でのステンシル(メタルマスク)の重要性!

ステンシルを使ったクリームはんだ印刷の様子


クリームはんだ印刷には、ステンシルを使用します。このステンシルにはプリント基板のランドに合わせ、大小さまざまな穴が開けられています。はんだ印刷機内で基板とステンシルがセットされ、スキージを使ってクリームはんだをローリングさせる事で印刷が出来ます。


しかし、クリームはんだで使用されるステンシルも実装不良へとつながる事をご存知でしょうか?上の図のように、はんだを過不足なく印刷(転写する)には、ステンシルの設計が重要になってくるのです。


最適なステンシル(メタルマスク)の設計とは?

クリームはんだは、ステンシルの開口部に充填された後、ゲル化していきます。ステンシルを基板から離す際、基板に残ろうとする力と、開口部分に付着し残ろうとする力(表面張力)が働きます。この2つの力をコントロールし、クリームはんだを基板へ効率よく転写するには、ステンシルの設計、特に“面積比率”がカギとなります。


ステンシル(メタルマスク)設計で重要な4つのポイント

安定した連続印刷と不良品の低減を実現させるには、下記の4つのポイントが重要です。


1 ステンシルデザインのガイドライン「IPC-7525B型板設計ガイドライン」に準拠したデザイン
2 メタルマスクの厚さは、100~150 µmの範囲内にする
3 アスペクト比 = 開口幅 / ステンシル箔の厚さ = W / T、アスペクト比は1.5よりも大きくする
4 面積比 = 開口部面積 / 開口壁 = W × L / 2 × ( L + W ) × T 、面積比は0.66よりも大きくする


4つのポイントを踏まえるとステンシルの設計は、下の図のようになります。この形状が、はんだの転写を均一化し、効率性を高め、不良の発生を減少させるのです。

ステンシルの開口部は先細り型がベスト!


更に詳しい情報をご覧になりたい方は、下部のボタンをクリックし、プレゼンテーション資料をご覧ください。
日本スペリア タイは、今後もプライベート展示会を開催する予定です。


はんだに関する実用的な知識や技術をご紹介していきますので、ぜひご参加ください。





日本スペリア社(タイランド)
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