公開された： 2025-07-12 起源： パワード
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PCBA プロセス中にはんだ付けの問題が発生する場合があります。リフロー オーブンはこれらの問題の多くを引き起こす可能性があります。温度が間違っていると問題が発生する可能性があります。 内のエアフロー不良や機器の故障 I.C.T リフロー オーブン もトラブルの原因となります。これらの問題により、良好なはんだ接合を形成することが困難になります。電子機器のはんだ付け欠陥の約 30% は、リフローはんだ付けの不良または原材料の不良が原因です。
パーセンテージ (%) | |
ステンシル 印刷中 | 53 |
コンポーネントの配置 | 17 |
不適切なリフローはんだ付けと原材料の欠陥 | 30 |
オーブンを正しく設定し、PCBA 機器の手入れをすれば、より良い結果が得られます。無駄を減らし、より良い製品を作ることができます。優れたはんだ接合は、コストを節約し、より多くのアイテムを作成するのに役立ちます。
・ リフローオーブンをきれいにして、良い形にしてください。これは、熱が均等になるのに役立ちます。また、ブリッジングやトゥームストーンなどの問題も低下します。
· オーブンの 温度プロファイルは 注意して設定してください。冷たい接合部、ボイド、はんだボールが発生しないように注意深く観察してください。
· オーブン内の空気の流れを頻繁にチェックしてください。不均一な加熱を防ぐために必要に応じて修正してください。これは、はんだ接合をより良くするのに役立ちます。
・ 適切なはんだペーストと適切なステンシルデザインを使用します。一般的なはんだ付けの問題を止めるために、部品を正しい場所に置きます。
· 問題を早期に発見して解決するようにスタッフに指導します。を使用して 検査ツール 、欠陥が悪化する前に欠陥を発見します。
小さなチップ部品が片端に立っていることに気づくかもしれません。これが墓石化です。これは、コンポーネントの一方の側がもう一方の側よりも早く加熱される場合に発生します。加熱が不均一になると部品が引き上げられ、一方の端だけが取り付けられたままになります。トゥームストン処理により、ジョイントが不完全になり、回路が断線してしまいます。リフローオーブンが両面を均等に加熱するようにすることで、これを防ぐことができます。
はんだブリッジは、表面実装技術における最も一般的なはんだ付け欠陥の 1 つです。はんだブリッジは、分離すべき 2 つ以上のパッドを余分なはんだが接続すると形成されます。これにより、はんだショートが発生し、回路が損傷する可能性があります。ブリッジングはよく発生します。 、はんだペーストの印刷が 正確でない場合、またはリフロー プロファイルが間違っている場合にIPC 規格によれば、 はんだブリッジ、はんだボール、非濡れまたは濡れの低下は、 報告される欠陥の上位に含まれています。ステンシルの設計をチェックし、オーブンの設定が正しいことを確認することで、はんだブリッジを減らすことができます。
ヒント: 自動光学検査は、プロセスの早い段階ではんだブリッジを発見するのに役立ちます。
ボイドは、はんだ接合部内の空の空間です。空隙が大きいと接合部が弱くなり、信頼性が低下します。研究によると、 ジョイント領域の半分以上をボイドが覆うと、ジョイントの寿命が最大 50% 短縮される可能性があります。. また、ボイドは電気抵抗を高め、熱の流れを低下させ、デバイスの過熱を引き起こす可能性があります。ボイドを小さく保つために、リフロー プロファイルとはんだペーストを制御する必要があります。
はんだボールは、接合部の近くに形成されるはんだの小さな球ですが、接合部には接続されていません。ショートやブリッジなどのはんだ付け不良を引き起こす可能性があります。はんだボールは、 はんだペーストがうまく印刷されない場合、リフロー プロファイルが速すぎる場合、またはオーブンのエアフローが不均一な場合によく発生します。はんだボールの発生を防ぐには、適切なペーストを使用し、ステンシルを確認し、オーブンのプロファイルを慎重に設定します。
濡れが不十分なことは、はんだがパッドまたはコンポーネントのリードにうまく固執しないことを意味します。これにより 、冷たいはんだ接合が不十分な電気的接触が不十分で、機械的強度の弱い. 非濡れまたは濡れが亀裂、ボイドを引き起こし、パーツがボードから落ちることさえあります。濡れが不十分なデバイスは、早期に故障したり、時々機能したりする可能性があります。表面を清潔に保ち、適切なはんだとフラックスを使用することで、これを回避できます。
注: はんだ接合が冷えていること、濡れていない、または濡れていないことは、デバイスの故障と高額な修理コストの主な原因です。
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リフロー炉ははんだ付けには非常に重要です。小さな故障でも大きなトラブルを引き起こす可能性があります。最も 一般的なリフロー オーブンの障害について知っておく必要があります。これにより、はんだ付けプロセスをスムーズに保つことができます。また、製品の品質も高く保ちます。発生する可能性のある主な問題は次のとおりです。
故障 | はんだの品質への影響 | 予防と監視のヒント |
ブロワーファンの故障 | 不均一な熱分布、冷たいはんだ接合、コンポーネントの損傷、高い不合格率 | ファンを検査して維持します。エアフロー監視ツールを使用します |
ヒーターの故障 | 温度の不一致、不完全なはんだ付け、焼けた成分、収量の低下 | ヒーターを定期的にチェックしてください。熱監視装置を使用する |
コンベヤー キャリブレーション ドリフト | 不適切な PCB 加熱、はんだブリッジ、部品の亀裂 | コンベアを校正します。速度と動きを監視する |
エアフローの不一致 | はんだボール発生、非ウェットオープン、信頼性の低いはんだ接合 | フィルターとダクトを掃除します。熱分布を測定する |
冷却システムの故障 | クラック、層間剥離、はんだ接合部の破損 | 冷却システムを維持します。詰まりや温度の問題をチェックする |
コンベヤー チェーンとスプロケットの摩耗 | 不均一な PCB 輸送、位置ずれ、生産遅延 | 摩耗した部品を検査して交換します。コンベアの動きを監視する |
窒素供給システムの故障 | 酸化したはんだジョイント、はんだ品質の低下 | 窒素システムを維持します。ガスの流れを監視する |
リフローオーブン内で均一な熱を得るには、良好な空気の流れが必要です。送風ファンが止まったり、フィルターが汚れたりすると、温風がうまく動かなくなります。これにより、PCB の加熱が不均一になります。冷えたはんだ接合部やはんだボールが見える場合があります。時々、ボードに錫が多すぎることがあります。汚れたフィルターやダクトの詰まりは状況を悪化させます。エアフローの問題を解決しないと、製品の故障が増えることになります。スクラップ率も上がります。
· ファンモーターに問題があると、 熱風が動かなくなります。
・ 不均一な加熱により、冷たいはんだ付け、はんだビーズ、およびボイドが発生します。
・ フィルターが汚れると空気が遮断され、熱が不均一に広がります。
ヒント: フィルターを掃除し、ファンモーターを頻繁にチェックしてください。エアフロー ツールを使用して問題を早期に発見します。
安定した熱プロファイルは、良いはんだ付けの鍵です。リフローオーブンが適切な温度を維持できない場合、多くの欠陥が得られます。ヒーターの故障または悪いキャリブレーションは、温度変化を引き起こします。これらの変更により、はんだが部品の融解や燃焼を止めることができます。弱いはんだ接合も起こります。各サーマルプロファイル段階 - 妊娠、浸漬、リフロー、冷却 - は、適切な範囲にとどまります。
温度プロファイルゾーン | はんだ接合の品質における役割 | 失敗した場合はどうなりますか? |
予熱して浸します | フラックスを活性化し、酸化物を除去します | 濡れが悪く、接合部が弱い |
リフロー(ピーク235～250℃) | はんだを溶かし、強固な接合を形成します | 不完全な溶解またはコンポーネントの損傷 |
冷却（2～4℃/秒） | 接合部を強化し、脆化を防ぎます | 亀裂、接合部の脆化、部品の損傷 |
オーブンの温度ゾーンを確認するには、熱電対を使用する必要があります。はんだブリッジ、ボイド、または十分な濡れが見られない場合は、熱プロファイルを変更してください。小さな変更は、はんだ接合の品質に大きく役立ちます。
リフロー炉内の機械部品ははんだ付けに重要です。と コンベヤチェーンやスプロケットが摩耗する 、PCBが正しく動かなくなる可能性があります。これにより、位置ずれやはんだ付けの問題が発生する可能性があります。場合があります ヒーターの 過熱スイッチが故障する。アラームが鳴ったり、オーブンが熱くなりすぎる可能性があります。プロセスが停止する可能性があります。オーブンのコンピューターが機械と通信できない場合、長時間の遅延が発生する可能性があります。
・ コンベヤードリフトは部品を割れ、はんだブリッジングを引き起こします。
· 過熱スイッチが不良であると、温度アラームが作動します。
・ 通信エラーによりオーブンが起動しなくなる。
注: 機械部品を頻繁にチェックし、摩耗した部品は交換してください。これにより、突然の故障を防ぐことができます。
メンテナンス不良は 、リフロー オーブンの非常に一般的な障害です。掃除を怠ると内部にはんだフラックスやガスが溜まってしまいます。これらは温度を混乱させ、熱プロファイルを不安定にします。ブリッジング、トゥームストン、ボイド、濡れ不良などの欠陥がさらに多く見られます。不良率が上昇し、生産コストが上昇します。
· 残留物により温度と熱の広がりが不均一になります。
・ プロファイルが不安定になると、はんだ付け不良が発生しやすくなります。
・ クリーニングとメンテナンスオーブンをうまく機能させてください。
常にに従う必要があります ベストプラクティス。オーブンを掃除し、すべての部品を確認し、ソフトウェアツールを使用してサーマルプロファイルを設定します。これにより、はんだ付けを高く保ち、欠陥率を低く抑えることができます。
加熱ムラは リフローはんだ付けの問題の大きな原因です。リフロー オーブンがすべての部品を同じように加熱しないと、ホット スポットと コールド スポットが発生します。はんだが溶けるのが速すぎる部品もあれば、十分に溶けない部品もあります。これにより、小さな部品が一方の端に立つ可能性があります。それは 墓石化と呼ばれます。これは、一方の側がもう一方の側よりも熱くなるときに発生します。 はんだ接合部に空気が閉じ込められた場合にも温度が均一ではないからです。 ボイドが発生することがあります。
· トゥームストーンは、部品の一端が持ち上がると発生します。
· はんだ接合部に気泡が詰まるとボイドが形成されます。
・ コールドスポットは、はんだが貼り付けるのを止め、弱い関節を作ります。
オーブン内のを使用します。温度プロファイル を適切に保つことで、これらの問題を防ぐことができます。 熱の拡散を助けるために、ボード上でオーブンゾーンをチェックし、熱電対を使用してプロセスを監視します。適切な加熱により、はんだ接合が強くなり、信頼性が高くなります。 サーマル ビアとレリーフ パターン
ヒント: 自動検査ツールを使用すると、ボイドや墓石を早期に発見できます。
使用するはんだペーストは、リフローはんだ付けプロセス全体に影響します。古いはんだペーストや保存状態が悪いはんだペーストを使用すると、さらに問題が発生します。古いペーストは、はんだボール、濡れ不良、さらにはドロスを生成する可能性があります。ペーストに水分が含まれていると、スパッタリングが発生して接合部が弱くなる可能性があります。古いペーストを修正するためにフラックスを追加する人もいますが、これはうまく機能しません。ペーストに問題がないように見えても、顕微鏡で見ると小さなはんだボールが見える場合があります。
・ 古いはんだペーストは、 はんだボールや濡れが不十分な場合があります。
・ ペースト中の水分によりスパッタリングが発生し、接合部が弱くなります。
· 有鉛ペーストの方が使いやすいですが、フレッシュペーストが最適です。
はんだペーストは涼しく乾燥した場所に保管してください。使用する前に必ず日付を確認してください。良好なペーストは、強力できれいなはんだ接合を実現し、プロセスをスムーズに保ちます。
部品を基板上の正しい位置に配置しないと、リフローはんだ付け時に問題が発生します。パーツが整列していない場合、ショート、ツームストン、さらには横向きに立つ可能性があります。場合によっては、 ビジョン システムが 曲がったリードを見逃したり、フィーダーが間違った部品をピックアップしたりすることがあります。これらの間違いは、はんだ付け不良を引き起こし、良好な基板の減少につながります。
はんだ付け不良 | 配置エラーに関連する原因 | それを防ぐ方法 |
看板パーツ | フィーダーは横にある部品をピックアップします | フィーダーとビジョンシステムをチェックしてください |
はんだショート（QFP） | 部品の置き間違いまたははんだペーストの印刷不良 | 配置速度を調整し、3D を使用します SPI |
墓石設置 | 位置ずれと熱の不均衡 | 配置精度を向上させ、銅のバランスをとります |
はんだショート（コンデンサー） | 配置中にはんだペーストが部品を汚染する | 置き忘れた部品を掃除するか廃棄する |
リードの浮き – 共平面性 | 曲がったリード、またはビジョンシステムで見逃される | ソフトウェアで共平面性チェックを使用する |
配置機械を頻繁にチェックすることで、これらの問題を回避できます。 3D はんだペースト検査を使用して、ペーストが正しく印刷されていることを確認します。ボードをオーブンに入れる前に、ビジョン システムがエラーを検出できることを確認してください。
ステンシル および PCB の設計ははんだ付けにおいて非常に重要です。ステンシルは、各パッドに塗布されるはんだペーストの量を制御します。ステンシルの穴が大きすぎると、はんだが多すぎてブリッジが発生します。小さすぎると関節が弱くなります。ステンシルの厚さと位置合わせも重要です。優れたステンシル設計により、毎回適切な量のはんだが得られます。
PCB の設計は、リフローはんだ付け時の熱の移動方法を変更します。片側に幅の広いトレースまたは大きなグランドプレーンがある場合、その側の加熱が速くなります。これにより、トゥームストンやその他の問題が発生する可能性があります。サーマルビアとレリーフパターンを使用して熱を拡散させます。パッドのサイズと形状も重要です。同じサイズのパッドを使用すると、ツームストーン現象が防止され、はんだ付けが容易になります。
· パッドサイズの 約 80 ～ 90% の ステンシル穴 を使用します。.
· 最良の結果を得るには、印圧、速度、角度を確認してください。
· 基板上の 銅領域のバランスをとり、熱の不均衡を防ぎます。
· はんだペースト検査を使用して、リフロー前に問題を発見します。
注: 優れたステンシルと PCB 設計は、電子機器製造におけるはんだ付けの制御と欠陥の低減に役立ちます。
リフローオーブンとPCBAツールを清潔に 保つことで、多くのはんだ付け不良を防ぐことができます 。洗浄により、温度を乱す可能性のあるフラックスやガスが除去されることがよくあります。これにより、リフロー プロファイルも安定した状態に保たれます。 はんだペーストの蓄積を防ぐために、ペーストが蓄積すると、ブリッジング、ツームストーン、またはオープンジョイントが発生する可能性があります。多くの工場では、ステンシルを拭き、掃除機で汚れを吸い取る機械を使用しています。安全性とより良い洗浄のために、引火しない洗浄液を選択してください。一部の機械では、ステンシルをバッチで洗浄、すすぎ、乾燥します。これによりプロセスが高速化され、クリーンな状態が保たれます。 ステンシルをよく掃除してください。
· オーブンの部品とフィルターを掃除して、空気の流れを安定させます。
· 機械を使用してステンシルを洗浄し、はんだ付けの問題を防ぎます。
・ PCBA作業のために安全で強力な洗浄液を選択してください。
ヒント: 適切な洗浄により、はんだ付けが安定し、より良い組み立てが可能になります。
リフローオーブンの温度を適切に設定する必要があります。研究によると、 浸漬温度を上げ、液体上にある時間を長くすると、 ボイドを減らすことができます。重要な部品とソフトウェアに熱電対を使用して、オーブンゾーンとコンベア速度を調整します。これは、ボイド、トゥームストン、ブリッジングを防ぐのに役立ちます。常に PCBA 全体をチェックし、各部品の熱ニーズを考慮してください。
温度帯 | 欠陥削減における役割 | 主要な制御ポイント |
予熱 | 熱衝撃を止めて部品を保護します | ランプレート 1 ～ 3°C/秒 |
浸す | フラックスをオンにし、酸化物を除去し、ブリッジを停止します。 | 120～160℃、60～100秒 |
リフロー | はんだを溶かして強固な接合を実現 | ピーク 235 ～ 250°C (鉛フリー)、20 ～ 30 秒 |
冷却 | 接合部を硬化し、ひび割れを防ぎます | 冷却速度 3 ～ 10°C/秒 |
良好な空気の流れにより、リフロー オーブン内に均一な熱が与えられます。を使用します。 空気がボードの周りを移動できるように、上面または側面からの空気による対流加熱により、PCBA が均一な熱で覆われます。多くの加熱ゾーンとエアフロー制御により、はんだ付け中の熱が安定します。 メッシュ ベルト コンベアまたはエッジ コンベア
・ メッシュベルトによりボードの両側に空気が届きやすくなります。
・ エッジコンベアなので空気の流れがよく、他の機械と連携できます。
· 気流を変更してホットスポットとコールドスポットを停止します。
リフローオーブンを稼働させ、はんだ付けプロセスを監視するには、訓練を受けた担当者が必要です。機械は役に立ちますが、トレーニングは依然として必要です。訓練を受けた従業員は問題を発見し、物事を正しく機能させることができます。これにより、欠陥が減少し、より良いアセンブリを作成するのに役立ちます。
常にトレーニングを 行うことで、チームは新しい PCBA の問題を修正し、はんだ付けの品質を高く保つことができます。
よく見ることで、多くのはんだ付けの問題を早期に見つけることができます。まず、明確な問題については、部品とはんだジョイントを確認してください。を探してください ブリッジング、コールドジョイント、はんだボールなど。などのツールを使用して、 虫眼鏡や顕微鏡 小さな詳細を確認します。光学カメラは、各ジョイントの品質を確認するのに役立ちます。 AOIシステムは、 トリッキーなボードであっても、欠陥を高速に見つけることができます。見るのが難しい場所については、 内視鏡またはプリズムを使用して 隠されたスポットを調べてください。優れた照明と特別なソフトウェアにより、問題を簡単に見つけることができます。常に業界のルールと見えるものを比較し、結果を書き留めてください。このステップは、はんだ付けプロセスを制御するのに役立ちます。
ヒント: 最後だけでなく、大きなステップごとにボードをチェックしてください。
リフローオーブンが適切な温度であることを確認する必要があります。プロファイル ツールを使用して、 最高温度、コンベア速度、空気流量を測定します。最良のデータを取得するには、熱電対を実際のボードに配置します。 新しいプロファイリング ツールはライブ データを収集し 、ソフトウェアを使用してオーブンのセットアップを支援します。これらのツールは、オーブンのさまざまな設定をわずか数分でチェックできます。これにより、最適な設定を簡単に見つけることができます。オーブンを監視すると、問題が発生する前に変更を発見するのに役立ちます。管理図と SPC はパターンを示し、プロセスを安定させるのに役立ちます。
定期的なメンテナンスを行うことで、リフローオーブンは正常に動作し続けます。はんだ付けの問題も解決します。 フラックスや汚れを取り除くために熱を均一に保つためにオーブンの設定を確認して修正します。熱電対を見て、正しく読み取られていることを確認してください。キャリブレーション チェックを実行して、マシンを正しく維持します。 5S などの監査を使用して、問題を早期に発見します。 オーブンを頻繁に掃除してください。 取り外し可能な部品を安全なクリーナーで洗浄し 、残留物の蓄積を防ぎます。これらの手順は、熱変化や部品の破損を防ぐのに役立ちます。
場合によっては、すべてを確認しても解決しない問題が発生することがあります。理由が見つからない場合は、プロセス エンジニアまたは装置の専門家に助けを求めてください。外部の助けがあれば、難しい問題を解決するための新しいツールやアイデアがもたらされます。継続的な問題によりコストが増加し、作業が遅くなる可能性があるため、サポートを受けるまであまり長く待たないでください。優れたチームワークと専門家のアドバイスにより、はんだ付けの品質を高く保つことができます。
リフローオーブンを清潔に保つことで、はんだ付けの問題のほとんどを防ぐことができます。オーブンの手入れをして、 頻繁にチェックしてください。オーブンの掃除と点検は、温度を安定に保つのに役立ちます。これにより、 ブリッジングやトゥームストーン化などの問題が発生しなくなります。簡単なトラブルシューティング ガイドを使用して、問題をすばやく見つけて修正します。
· 常にプロセスを見て、チームに何をすべきかを教えます。
· それでも問題が解決しない場合は、 オーブン メーカーまたは専門家に助けを求めてください。.
フィルターの汚れやエアフローの悪さが最も大きな問題を引き起こすことがよくあります。オーブンを頻繁にチェックして掃除する必要があります。これにより、熱を均一に保ち、多くの欠陥を防ぐことができます。
少なくとも週に一度は多数のボードを実行する場合は、より頻繁にクリーニングしてください。 オーブンを掃除する 必要があります。
・ フィルターの掃除
・ 内面を拭く
・ ファンをチェックする
はい、温度をより均一にすることでトゥームストーンを修正できます。を使用して 熱電対 基板の両面をチェックします。より良い結果を得るには、予熱ゾーンと浸漬ゾーンを調整します。
はんだブリッジは、はんだペーストを多量に使用したり、オーブンが熱くなりすぎたりすると発生します。
ブリッジングを停止するには、ステンシルのサイズとオーブンの設定を確認してください。
道具 | 使用 |
熱電対 | 温度を測定する |
AOIシステム | はんだ付け不良の発見 |
エアフローメーター | 空気の動きをチェック |
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