はんだビーディングについて議論するには、まずSMTの欠陥を正確に定義する必要があります。錫ビードはリフロー溶接されたプレート上に存在し、フラックスのプールに埋め込まれた大きな錫のボールであることが一目でわかります。このボールは、シート抵抗器やコンデンサ、薄型小型パッケージ（TSOP）、小型トランジスタ（SOT）、D-PAKトランジスタ、抵抗アセンブリなど、接地高が非常に低い個別部品の隣に配置されています。これらの部品に対する位置関係から、錫ビードはしばしば「サテライト」と呼ばれます。
スズビーズは製品の外観に影響を与えるだけでなく、さらに重要な点として、プリント基板上の部品密度が高いため、使用中に配線が短絡する危険性があり、電子製品の品質に悪影響を及ぼします。スズビーズの発生原因は多岐にわたり、多くの場合、1つまたは複数の要因が重なって発生するため、発生の予防と改善に努め、より適切な管理を行う必要があります。以下の記事では、スズビーズの発生に影響を与える要因と、スズビーズの発生を抑えるための対策について解説します。
錫ビーズはなぜ発生するのでしょうか？
簡単に言えば、錫ビーズは、はんだペーストの堆積量が多すぎる場合によく発生します。これは、はんだペーストに「ボディ」がなく、個々の部品の下に押し込まれて錫ビーズを形成するためです。この現象の増加は、リンスインはんだペーストの使用増加に起因しています。チップ部品をリンスインはんだペーストに実装すると、はんだペーストが部品の下に押し込まれる可能性が高くなります。堆積したはんだペーストが多すぎると、はみ出しやすくなります。
錫ビーズの生産に影響を与える主な要因は次のとおりです。
（1）テンプレートの開口部とパッドのグラフィックデザイン
（2）テンプレートのクリーニング
（３）機械の繰り返し精度
（4）リフロー炉の温度曲線
（５）パッチ圧
（6）はんだペースト量（パン外）
（７）錫の着地高さ
（８）ラインプレート及びはんだ抵抗層における揮発性物質のガス放出
（9）フラックス関連
スズビーズの発生を防ぐ方法：
（1）適切なパッド形状とサイズ設計を選択します。実際のパッド設計では、PCと組み合わせ、実際の部品パッケージサイズ、溶接端サイズに応じて、対応するパッドサイズを設計します。
（2）スチールメッシュの製造に注意してください。PCBA基板の部品配置に合わせて開口部のサイズを調整し、はんだペーストの印刷量を制御する必要があります。
（3）BGA、QFN、高密度実装部品を搭載したPCBベアボードには、はんだ板表面の水分を除去し、溶接性を最大限に高めるため、厳格なベーキング処理を施すことをお勧めします。
（4）テンプレートの洗浄品質を向上させる。洗浄が不十分だと、テンプレート開口部の底に残ったはんだペーストがテンプレート開口部付近に蓄積し、はんだペーストが過剰になり、錫ビードが発生する。
（5）装置の再現性を確保する。はんだペーストを印刷する際、テンプレートとパッドのオフセットにより、オフセットが大きすぎるとはんだペーストがパッドの外側に染み出し、加熱後にスズビードが発生しやすくなります。
（6）実装機の実装圧力を制御します。圧力制御モードが装備されているか、部品の厚さ制御が装備されているかにかかわらず、錫ビードの発生を防ぐために設定を調整する必要があります。
（7）温度曲線を最適化します。リフロー溶接の温度を制御することで、溶剤をより良い状態で揮発させることができます。
「衛星」は小さく、一つも引っ張ることができず、全体を引っ張ることになります。電子工学では、細部にこそ落とし穴が潜んでいることが多いです。そのため、プロセス生産担当者の注意に加え、関連部門も積極的に協力し、材料の変更や交換などについて、プロセス担当者とタイムリーにコミュニケーションを取り、材料の変更によるプロセスパラメータの変化を防ぐ必要があります。PCB回路設計を担当する設計者も、プロセス担当者とコミュニケーションを取り、プロセス担当者から提示された問題点や提案を参考に、可能な限り改善する必要があります。
投稿日時: 2024年1月9日
