ソルダーペーストは、時代が要求する仕様に応じた性能が求められます。例えば、過去を遡れば、ペーストに含まれるフラックスの無洗浄化、高密度実装に伴うペーストの粒径の変更と高精度化鉛フリー対応、ハロゲンフリー対応etc枚挙にいとまがありません。私は、最近、はんだペーストの切替えを行い、顧客から承認を頂きました。
目的は、懸案となっていた はんだボール対策とハロゲンフリー対策でしたが、内容は、ペースト性能試験と部品実装後の評価試験に大別されます。前者ははんだに負荷を与える為、35°C、50%で15hrローリングした後の連続印刷性と粘度変化、銅板加熱によるはんだ広がりテスト、コネクタの回路パターンを想定したはんだ凝集性テスト、後者は、各部位別の体積率、はんだのだれ、はんだボールの発生、マイグレーションやウイスカーの有無の確認を行い結果、ペーストのメーカーによって特徴があることが判りました。
最終的には、ペーストに含まれる活性剤の含有率の高いペーストを採択し、現在の量産に至っています。ハロゲンフリーでは、ハライドタイプで、レジンではなく、ロジンタイプ、ハライド含有量:0.05%以下を選定しました。ペーストの選定は、会社様の目的によって異なりますが、ペーストの選定を行うにあたって、どのような試験を行えば良いのか、その結果から何が言えるのか 皆様が抱えるペースト選定の一助になれば幸いです。
- 背景
- 海外ではんだペーストを生産することも多く、予め劣化した状態で、はんだの性能を見極める必要があります。
今回は、はんだボール対策とハロゲンフリー対策にターゲットを絞った紹介
- はんだペースト基礎性能評価
- 銅板
- 銅板+ガラス板
- はんだ凝集性
- はんだと銅板を両側から挟み込んだぬれ性
- 判定基準
- 部品実装評価
- はんだボール発生量
- 連続印刷性 (体積率測定)
- 部品実装によるはんだ潰れ
- ぬれ性
- はんだ負荷後のはんだ印刷性
- ボイド発生量
- 負荷条件での 各メーカー毎での結果
- 高温槽保管
- ローリング試験 での結果
- 見解
- はんだボール対策
- ペーストに含まれるフラックス (アビエチン酸) とペーストとの相性がよいこと。
- ペースト中に含まれる活性剤の含有比率が高い方が良い。
- ハロゲンフリー対策
- ハライドタイプ:レジンではなくロジンタイプ
- ハライド含有料:0.05%以下
- 活性剤の含有比率が高いこと。
- 考察
- はんだボールの発生要因
- はんだ負荷時の粘度測定
- 信頼性評価試験での検証
- 耐マイグレーション
- ウイスカ
- 銅板腐食試験
- 現在の温度プロファイルでのはんだ付け確認
- 選定したペーストと従来ペーストの違い
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