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中国のリフローオーブンメーカー の機器を使用する際にBGAはんだ付けのボイドを防ぐには、正確なリフロープロファイルを設定することが重要です。高品質のはんだペーストを選択し、水分レベルを注意深く制御します。材料の取り扱いとプロセス管理のためのベストプラクティスに常に従ってください。最新の電子工場では、 BGAはんだジョイントの空白は通常、 信頼できるパフォーマンスを確保するために25％未満に保たれます。大型またはクラスター化されたボイドは 、特にリフロープロセスではんだ付け中に、ボイドの位置とサイズは、はんだの品質と耐久性の両方に影響を与える可能性があるため、すべてのステップを注意深く監視することが重要です。中国の多くのリフローオーブンメーカーは現在、BGAはんだ中にボイドを最小限に抑えるための高度なソリューションを提供しています。はんだジョイントを弱め、寿命を軽減する可能性があります。
・ 正しい熱と時間でこれにより、ボイドが低下し、強力なはんだ接合ができます。適切なはんだペーストを使用して、正しい方法で処理します。これにより、ガスや水が閉じ込められ、ボイドが発生しないようにします。デザインステンシルは、はんだ付け中にガスが逃げることができるように。これにより、BGAの下で大きなボイドを停止できます。はんだ付けの前に湿度を低く保ち、部品を焼きます。これにより、水が除去され、関節が割れなくなります。 X線ツールではんだジョイントをチェックして、隠されたボイドを見つけます。信頼性を向上させるために、推奨される制限よりも低いレベルを維持します。 リフロープロファイル を設定します。
BGAはんだ付けを行うときは、ボイドを監視する必要があります。ボイドは、はんだジョイント内のガスまたはフラックスの小さなポケットです。これらのボイドは、ジョイントを弱くし、後で失敗する可能性があります。はんだ接合部のボイドは、関節が熱と電気を動かすのを難しくします。 BGAはんだボイドを無視すると、デバイスがうまく機能しないか、動作を停止する可能性があります。多くの電子機器メーカーは、物事を信頼できるようにするために、無効にするための厳格なルールを設定しています。常にボイドを停止し、許可された制限の下ではんだ接合のボイドを維持しようとする必要があります。
ヒント： 頻繁に作業を確認して、BGAはんだボイドを早期に見つけ、一般的なBGA欠陥を停止します。
それらがどのように起こるかを知っていれば、ボイドをよりよく止めることができます。 BGAはんだボイドは通常、リフロープロセス中に起動します。はんだが溶けると、パッドとはんだペーストに固執しようとします。時々、 バンプの外側が内側よりも速くスティックすると、この閉じ込められたフラックスは蒸気に変わり、圧力を蓄積しますが、はんだは蒸気が抜け出すのに十分な長さの溶けたままではないかもしれません。これにより、BGAはんだがジョイント内にボイドが空になります。 ペーストのフラックスが閉じ込められます。
ボイドの主な理由は次のとおりです。
1. パッドにペーストが多すぎるか、あまりにも少なすぎるプリント印刷の間違いをはんだ付けします。
2。 ガスが出るのに十分な時間を与えない悪いリフローオーブンプロファイル。
3. 蒸気をトラップする高い沸点フラックスを備えたはんだペーストを使用します。
4。 汚れた部分またはPCB sはんだが正しく付着しないようにします。
5. はんだ貼り付けを右に保管または処理しないため、それが変更され、より多くのボイドが発生します。
リフロープロファイルを固定し 、低視線のはんだペーストを選び、プロセスを清潔に保つことで、多くの専門家は、遅い温度ランプとより長い浸漬時間を使用すると言います。鉛フリーのBGAはんだ付けの場合は、を目指してください。ボイドを下げることができます。 部品を搭載したボードの場合は 約245°Cのピーク温度 真空アシストリフローは、 閉じ込められたガスを引き出すことでボイドを止めるのにも役立ちます。常にプロセスと材料をチェックして、BGAはんだボイドを低く保ち、ジョイントを長持ちさせてください。
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リフロープロファイルをより良くすることは、BGAアセンブリではんだ接合声を下げる素晴らしい方法です。リフローはんだ中に温度、時間、空気を視聴する必要があります。これにより、強力で信頼性の高いジョイントを取得できます。リフローの温度設定を慎重に変更すると、ボイドが少なくなり、プロセスをより安定させることができます。
リフローのはんだ付けの各ステップに適した温度を選択する必要があります。遅い ランプレートから始めて、1秒あたり約1°Cから3°Cです。これにより、ボードは熱衝撃から安全に保ち、ガスが離れることができます。ほとんどのメーカーは、小さなはんだペーストまたはファインピッチBGAに1〜2°C/sのランプレートを使用すると言います。これは、はんだボールや墓石などの問題を止めるのに役立ちます。
SOAKフェーズでは、温度を155°Cから185°Cの間で30〜120秒間保ちます。これにより、ボードと部品が均等に熱くなります。しかし、あまりにも長すぎるか熱すぎると、より多くの酸化とボイドを得ることができます。ピーク相の場合、鉛のないはんだ付けするために、温度を230°Cから245°Cの間に設定します。ピークがはんだの融点より少なくとも15°C高くなっていることを確認してください。これを45秒以上保持します。これにより、はんだがうまくいっているのに役立ち、ガスが逃げます。
ヒント： BGAおよびPCBのさまざまな場所に熱電対を置きます。これにより、熱を確認し、はんだジョイントの排尿の可能性を低下させます。
リフローはんだに時間は非常に重要です。 Liquidus（TAL）の上の時間は、フラックスを機能させ、ボイドを下げるのに最も重要です。 60秒から90秒の間にTALを維持してみてください。これにより、フラックスが酸化物をきれいにする時間を与え、はんだが硬化する前にガスが出ることができます。
ステップを急いではいけません。ランプや浸漬で速すぎると、ジョイント内にガスを閉じ込めます。浸したりピークを長くしすぎたりすると、敏感な部分を傷つけたり、他の問題を引き起こしたりする可能性があります。各ステップで時間を見て、時には異なる方法を試す必要があります。多くの専門家は、プロファイルを完璧にすることには練習が必要だと言いますが、これらのヒントはあなたが良い結果を得るのに役立ちます。
リフローオーブン 内の空気は、 はんだの関節品質にとって重要です。窒素ガスは酸素を押し出し、酸化を止めます。これにより、きれいでより強力なはんだジョイントが得られます。また、窒素は、はんだの広がりを助け、 BGAおよびファインピッチアセンブリの ボイドの数を低下させます。
利点 | BGA/fine-pitchアセンブリへの影響 |
酸化の減少 | 窒素は酸化物を止めるので、空の斑点や橋は少なくなります。 |
はんだ濡れの改善 | 不活性空気は、はんだの広がりを助けます。これはBGA部品の鍵です。 |
ボイドレートの低下 | はんだの流れが改善すると、ボイドが少ないため、電気工事と信頼性が向上します。 |
低いリフロー温度 | 低熱ではんだ付けできます。これは、部品を保護し、無効リスクを低くすることができます。 |
ギ酸蒸気はボイドを下げる別の方法です。 、リフローのはんだ中にを使用すると 真空リフローオーブンでギ酸、部品、はんだ接合部、PCB表面から酸化物をきれいにする還元空気を作ります。これにより、はんだのスティックが改善され、ボイドが少なくなります。これは、Advanced BGAパッケージにとって非常に重要です。航空宇宙や自動車などの大業界は、この方法を使用して、信頼性に関する厳格なルールを満たしています。
注： 常に酸素レベルをチェックし、形成酸を変化させ、時間を浸して最低のボイド速度を取得します。
温度、時間、および空気を適切に制御すると、はんだ接合部のボイドを下げてBGAアセンブリをより信頼性を高めることができます。を忘れないでください。 安定した高品質のリフローのはんだ付けには、 熱プロファイリングとプロセスが必要であること
右のはんだペーストを選ぶと、BGAのはんだ付けでボイドを止めることができます。ペーストには、 溶媒の適切な混合物が必要です。これにより、ガスが加熱されるとガスが出ます。それは彼らが中に詰まってしまうのを防ぎます。良い濡れは、ペーストがパッドをよく掃除できることを意味します。これは、強いはんだボールを作るのに役立ちます。表面張力が良好なペーストを使用すると、広がり、ボイドが少なくなります。フラックスにはあまり揮発性のないものがあってはなりません。多すぎると、はんだボールが落下やトラップガスをブロックする可能性があります。低温で溶けるロジンではんだペーストを見つけてみてください。これにより、磁束がリフロー中にうまく機能するのに役立ちます。通常よりも少ないロジンを使用すると、アクティベーターは時間通りに動作します。また、はんだボールが一緒に固執するのを止めます。
ヒント：はんだペーストのテクニカルデータシートを常にお読みください。メーカーは、BGAのはんだ付けのボイドをより低くするのに役立つものを一覧表示します。
はんだの保管と取り扱いは、正しい方法で貼り付けられ、BGAはんだジョイントを安全に保ちます。はんだペーストを涼しく乾燥した場所に置きます。汚れや錆を止めるために、きれいな領域に部品とPCBを保ちます。水の問題を防ぐために、水分に敏感なレベルのルールに従ってください。材料に触れるときは、ESDの安全性を使用してください。はんだペーストを印刷するときは、良いステンシルを使用してください。穴がBGAレイアウトに一致することを確認してください。 使用する必要があります 貼り付けの量を制御します。 ほとんどのパッドの約半分をカバーする。これにより、毎回同じ結果が得られます。はんだペーストと部品に合わせてリフロープロファイルを常に設定してください。オーブンで窒素を使用すると、錆を止めてボイドを低くすることもできます。
はんだペーストを毎回同じ方法で置くと、BGAはんだジョイントが強くなります。反射中にガスが出るときにボイドが発生する可能性があります。はんだペーストやフラックスが少なすぎると、ガスが出ない場合があります。これは、より多くのボイドを引き起こす可能性があります。ペーストのフラックスのタイプと強度は非常に重要です。場合 フラックスが十分に強くない、ガスは中にとどまり、ボイドを作ります。セラミックBGAの場合、より多くのはんだペーストが必要です。これは、パッケージが他のパッケージよりもはんだに少ないためです。
側面 | 説明 |
はんだペーストボリュームの重要性 | セラミックBGAの場合、 十分なはんだペーストがジョイントを強くします. |
貼り付けが不十分な影響 | はんだが少ない貼り付けやフラックスは、問題とより多くのボイドを引き起こします。 |
はんだボールの役割 | 一部のBGAははんだボールを使用していますが、セラミックBGAには追加のペーストが必要です。 |
結果 | はんだ貼り付けやフラックスは、弱い関節とより多くのボイドを意味します。 |
注：リフローの前にはんだペーストを常に確認してください。毎回同じ方法でそれを置くと、ボイドが低下し、BGAのはんだ付けを改善します。
はんだ付けする前に、水分をBGAコンポーネントから遠ざける必要があります。水がはんだボールの中に入ると、リフロー中にボイドを作成できます。 BGA部品に水分があると思われる場合は、使用する前に焼きます。ベーキングは水を取り出し、亀裂や層が剥がれないようにするのに役立ちます。ほとんどの専門家は焼くと言います。 、空中に長すぎる場合、またはストレージについてわからない場合は、 IPCやJEDECなどのメーカーとグループのルールに常に従ってください。 125°CでBGA部品を24時間 BGA部品を 乾燥パックで特別なバッグに保管してください。湿度を40％RH未満に保ちます。リフローの後に焼くことによって水分の損傷を修正しようとしないでください。損傷が発生したら、元に戻すことはできません。 X線またはC-SAMを使用して、はんだ付け後に隠されたボイドまたは亀裂を探します。
ヒント：問題を修正するよりも、問題を止める方が良いです。 BGAパーツをリフローの前に正しい方法で常に焼いて保管してください。
BGAのはんだ付けでボイドを止めるために、作業エリアの高湿度は、部品の下に流れを吸収する可能性があります。これにより、より多くのボイドを引き起こし、ジョイントを強くするフィルムを形成できます。ワークスペースに小さなギャップまたはタイトなコネクタがある場合、閉じ込められたフラックスとガスの流れが悪いと、事態が悪化する可能性があります。部屋を乾燥させ、良い空気の流れを使用して、はんだ付け中にガスが消えるのを助けます。 湿度を低く保つ 必要があります。 パーツ間のより大きなスペースのように、BGAジョイントを強力に保つために必要に応じて、作業領域を常に確認し、必要に応じて変更してください。より良いアウトガスとスマートなデザインも、流動性とボイドを低下させるのに役立ちます。
・ 水分は原因となる可能性があります：
o はんだボール内またはジョイント内の空隙
o 閉じ込められたフラックスガス
o 収縮して亀裂するジョイント
o バイアスからのエアポケット
注： に従うと IPC-610DおよびIPC-7095Aルール、安全なレベルでボイドを維持できます。
ステンシルのデザイン を変更することで、BGAのはんだ付けのボイドを減らすことができます。はんだペーストを印刷するときは、BGAの下でガスが逃げるためのパスを作成する必要があります。 使用します 5ダイス、ウィンドウペイン、クロスハッチ、ラジアル形状などのパターンを。これらのパターンは、はんだが硬化する前にガスが移動するのに役立ちます。サーマルパッドがある場合は、クロスハッチパターンの大きなはんだペーストエリアを分解します。これにより、閉じ込められたガスが逃げ出し、関節を強く保ちます。
・ 大きなステンシルの開口部を小さなステンシルの開口部に分けます。たとえば、 1つの大きな開口部の代わりに 4つの小さな開口部を使用します 。
・ 穴を介して届きます。これにより、はんだペーストがVIASに流れ込んでボイドを引き起こすのを止めます。
・ 0.2 mmなどの厚いステンシルを試してください。ただし、同じはんだペーストボリュームを保持します。これにより、ガスが逃げるためのスペースが増えます。
・ 小さな分割された開口部とはんだマスクなしで攻撃的なフラックスを使用します。この方法はうまく機能し、コストを追加しません。
これらの変更は、ボイドを避け、BGAの再加工を容易にするのに役立ちます。はんだペーストやリフロープロファイルを変更する必要はありません。ステンシルを調整するだけです。
BGAリワーク中は、はんだボールとはんだペーストを慎重に配置する必要があります。はんだ貼り付けが多すぎるか少なすぎると、弱い関節や余分なボイドが得られる場合があります。はんだボールがパッドの正しい場所に座っていることを常に確認してください。 BGAレイアウトに一致するこれにより、すべてのパッドに同じ量のはんだペーストを取得できます。 ステンシルを使用します。
優れた配置プロセスは、冷たい関節を避けるのに役立ちます。はんだが完全に溶けないときにコールドジョイントが発生します。これにより、BGAは後で問題を解決する可能性があります。はんだボールとはんだペーストを配置するために、安定した手と適切なツールを使用する必要があります。これにより、BGAジョイントを強力に保ち、必要に応じて再加工できるようになります。
コンポーネントワーピングは、BGAの再加工中に大きな問題を引き起こす可能性があります。加熱中にBGAまたはボードが曲がった場合、不均一なはんだ接合部または余分なボイドが表示される場合があります。ワーピングは、いくつかのはんだボールをパッドから持ち上げることができ、関節を弱くすることができます。リフローの温度を制御し、ゆっくりした加熱を使用してワーピングを止める必要があります。
・ BGA部品を平らで乾燥させます。
・ 均一な加熱のあるリワークステーションを使用します。
・ 作り直しの前後に反りを確認してください。
反りが表示されている場合は、プロセスを調整したり、部品を交換する必要がある場合があります。慎重な取り扱いと適切なツールを使用すると、リワークの問題を回避し、BGAジョイントを信頼できるようにします。
真空リフローは、閉じ込められたガスを取り除くための特別な方法です。はんだジョイントのボイドを減らすのに役立ちます。 BGAアセンブリを 真空にするはんだが溶けると、オーブンは空気を引き出します。これにより、ガスとフラックスがはんだジョイントを離れることができます。ボイドが少なく、ジョイントが強くなります。 リフローオーブンに入れます。
真空の長さと強度を変更できます。ほとんどのオーブンは、はんだの溶融物の直後に真空を使用します。これにより、ガスが逃げる間、はんだが充填されます。この方法は、非常に信頼できる必要があるBGAパッケージやその他の部品に適しています。通常のリフローよりもはるかに少ない声が見えるでしょう。多くの人々は、 真空リフローで2％未満のボイドを受け取ります。通常のリフローはしばしば10％以上を残します。
ヒント：真空サイクルを注意深く見てください。真空または悪いタイミングが多すぎると、スプラッタまたは不均一なジョイントができます。
すべてのジョブに非常に低いボイドが必要な場合、または通常のリフローが十分に機能しない場合に使用してください。これらの場合、真空リフローがほとんどの場合に真空リフローが役立つことが示されています。 真空リフローは必要ありません。
・ LEDアセンブリ。良い熱流と長寿命にはほとんどボイドが必要ありません。
・ 車や飛行機のように、高解放性BGAはんだ付け。
・ 通常のはんだペーストとフラックスが十分なボイドを与えないプロジェクト。
・ 最良の結果を得るには、2％未満のボイドが必要な場合。
真空リフローはより良いジョイントを提供しますが、それはより多くのコストがかかり、より多くのステップが必要です。あなたはより遅く働くかもしれないし、あなたのチームをもっと訓練する必要があります。専門家は、スプラッタや長いサイクルを止めるために、プロセスをうまく計画しなければならないと言います。
利点 | チャレンジ |
2％未満の排尿 | より高い機器コスト |
より強いはんだジョイント | より多くのプロセスステップ |
より良い信頼性 | スループットが遅い |
注：あなたの仕事に追加の作業とコストが必要なときに、真空リフローが最適です。ほとんどのBGAはんだ付けでは、良いリフロープロファイルで十分かもしれません。
あなたは彼らが働くことを確認するためにあなたの関節をよくチェックする必要があります。それらを見ると、外側に亀裂やでこぼこのはんだを見つけることができます。しかし、あなたはあなたの目だけで関節の中に見ることができません。隠された問題には、特別なツールが必要です。 X線検査では、 ジョイント内を見ることができます。関節を壊す可能性のある空白または亀裂を見つけるのに役立ちます。新しいX線マシンは、スマートソフトウェアを使用してボイドを高速かつ右に測定します。 3D写真を作成して、各問題がどこにあるかを確認することもできます。
これはです 、異なる検査方法がどのように機能するかを示すテーブル。
検査方法 | 説明 | ボイドを検出するための有効性 | 制限 |
視覚/光学検査 | 表面チェックにカメラまたは拡大器を使用します | 表面欠陥のみが見つかります | ジョイント内に隠されたボイドが表示されません |
2D X線検査 | 内部構造の2D画像を作成します | 内部ボイドを検出しますが、重複する可能性があります | 機能が重複する精度を低下させます |
3D X線（CTスキャン） | 高解像度3D画像を生成します | 内部ボイドに最も効果的です | より高いコストと高度な機器が必要です |
超音波検査 | 音波を使用して内部を確認します | 内部ボイドと層間剥離を見つけます | あまり一般的ではなく、特別な機器が必要です |
破壊的な方法 | 関節を物理的に切断または染色します | ボイドと亀裂を見つけます | 日常的な使用ではなく、サンプルを破壊します |
これらのメソッドが以下のチャートでどれだけうまく機能するかを見ることができます。
X線検査は、 ジョイントを壊さずにボイドを見つけて測定する最良の方法です。 X線写真を読むには、訓練された人やスマートプログラムが必要です。ジョイントを見るだけで、隠されたボイドを見つけるのに十分ではありません。両方の方法を使用して、BGAジョイントをよく確認してください。ボイドを逃した場合、後で壊れる可能性のある冷たいはんだジョイントを手に入れることができます。
ジョイントで問題があるボイドの数のルールを知る必要があります。ほとんどのルールによると最大のボイド領域は 、X線写真に見られるように、いくつかの新しいレポートは、場合によっては最大30％が大丈夫だと言っています。重要なパッドの場合、専門家は、どこにいるかに応じて、ボイドを10％から25％未満に保つと言います。ジョイントの25％未満であるべきです。
基準の説明 | 最大許容ボイドレベル | メモ/ソース |
ボイドは、はんだボールの直径の20％を超えてはなりません | はんだボールの直径の20％以下 | 屋外での単一のボイドは許可されていません。複数のボイド合計は20％以下の許容可能です |
IPC-7095パッド層ボイドエリア制限 | はんだボール面積の10％以下（直径30％以下） | パッド層にあるボイド |
IPC-7095はんだ層ボイドエリアの制限 | はんだボール面積の25％以下（直径50％以下） | はんだボールセンターにあるボイド |
一般的な容認できないボイドサイズ | はんだボールの直径の35％ | プロセス関連の問題を示します。受け入れられていません |
X線で検出されたはんだジョイントの外側のボイド | 受け入れられません | X線検査が必要です。解像度≥1/10ボールの直径 |
関節がこれらの制限に従うことを確認するために、常にジョイントをチェックする必要があります。ボールサイズの3分の1よりも大きいボイドが表示されている場合は、プロセスを修正する必要があります。安全な範囲にボイドを維持するには、故障を止め、強力で良好な関節を作ります。
プロセスを制御し、適切な材料を使用すると、良いBGAはんだ付けを得ることができます。 を使用してみてください。 BGAリワークを行うときは、予熱し、浸漬ステップを長く浸して、フラックスガスが離れることができるようにします。常に高品質のはんだペーストを選択し、リフローオーブンを正しい方法で設定してください。 BGAのリワークについては、 より小さなステンシル穴とはんだの少ないペースト エアドライを維持し、真空リフローを使用して 最も少ないボイドを取得することを考えてください。について学びます 新しいはんだ合金、より良いフラックス、スマートファクトリーツール。リワークプロセスを改善し続けると、関節が強くなり、ボイドが少なくなります。
はんだペーストフラックスからの閉じ込められたガス、リフロープロファイルの低下、または湿気が多すぎるため、多くの場合、ボイドが表示されます。汚れた表面と悪いステンシルのデザインもボイドを増加させます。これらのリスクを減らすために、常にプロセスと資料をチェックしてください。
X線検査 を使用する必要があります。このツールを使用すると、はんだジョイント内で表示され、隠されたボイドを見つけることができます。視覚チェックは表面の問題のみを示します。 X-rayは、BGAはんだ付けに最適な結果をもたらします。
いいえ、必ずしもが必要ではありません 真空リフロー。多くの場合、良好なリフロープロファイルと高品質のはんだペーストでボイドを制御できます。自動車や航空宇宙プロジェクトなど、非常に低いボイドが必要な場合は、真空リフローを使用します。
標準 | 最大ボイドエリアが許可されています |
IPC-7095 | はんだボールの25％ |
業界が最高です | パッド面積の10〜25％ |
強力で信頼性の高いジョイントのために、これらの制限以下のボイドを保持する必要があります。
