BGA锡球脱落问题解说.ppt

200５.０６.３０千住金属千住金属工業（株工業（株)海外支援室（Ｓ海外支援室（Ｓeｎｊｕ　ｍｅｔａｌ　ｎｊｕ　ｍｅｔａｌ　Industry Ｃｏ　Ｌｔｄ）Ｃｏ　Ｌｔｄ） Soldering Adviser 山田山田　 　浩介（Ｋｏｓｕｋｅ　Ｙａｍａｄａ）浩介（Ｋｏｓｕｋｅ　Ｙａｍａｄａ）無鉛合金無鉛合金回流後ＢＧＡ錫球脱落及回流後ＢＧＡ錫球脱落及界面剥離的接合不良原因及対策界面剥離的接合不良原因及対策Ｌｅａｄ　Ｆｒｅｅ　Ｓｏｌｄｅｒ　Ｌｅａｄ　Ｆｒｅｅ　Ｓｏｌｄｅｒ　REFLOW　 　Ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ　Ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ　配布用千住金属工業(株)草加研究所　研究員　日渡氏資料他文献部分的活用掲載無鉛合金ＢＧＡ錫球脱落及界面剥離的接合不良原因及対策無鉛合金ＢＧＡ錫球脱落及界面剥離的接合不良原因及対策無鉛合金ＢＧＡ錫球脱落及界面剥離的接合不良原因及対策無鉛合金ＢＧＡ錫球脱落及界面剥離的接合不良原因及対策目　　目　　次（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）次（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）•１．ＢＧＡ（ＣＳＰ）錫球、回流後、脱落、或　　　　界面剥離発生原因及対策•２．ＢＧＡ電鍍問題•３．ＢＧＡ気泡発生問題•４．関連技術（錫ー金金属間化合物特性）•５．千住金属最新錫膏紹介•６．ＳＭＴ接合工法、回流温度曲線•７．他ＳＭＴ不良、原因及対策Lead-free Solder錫膏印刷部品搭載合金接合回路基板印刷機搭載機回流機鋼網後工程後工程電子部品電子部品錫膏錫膏１．１．錫球脱落問題錫球脱落問題　１．　１．SMT接合工法・回流式自動機・錫膏・接合工法・回流式自動機・錫膏・SMT基板概要・錫球脱落基板概要・錫球脱落回流接合後回流接合後ＢＧＡ側錫球脱落ＢＧＡ側錫球脱落錫膏印刷部品搭載合金接合回路基板印刷機搭載機回流機鋼網電子部品電子部品錫膏高精度回路板・高精度Resist高濡性電鍍・高耐熱性Pre Flux高信頼性・高濡性・高印刷性・高粘着力・高印刷耐久性 ・連続印刷性・残渣美麗 etc高精度印刷位置偏差・版離速度印刷速度・印圧高精度搭載位置偏差極小・押圧微調整開口部位置精度壁面平滑度・厚１．１．錫球脱落問題　錫球脱落問題　２．２．SMT接合工法・不良発生原因比率・錫球脱落注目接合工法・不良発生原因比率・錫球脱落注目高寸法精度・搭載安定性部品電鍍高濡性・酸化耐久性・高耐熱性・無鉛10%45%25%20%概念的　　概念的　　不良割合不良割合理想的温度曲線自在性温度偏差極小10%15%20%20%5%最近　　最近　　ＢＧＡ　　ＢＧＡ　　錫球脱錫球脱落問題落問題注目注目１．１．錫球脱落問題　錫球脱落問題　３．錫球狭縊現象、脱落現象、界面剥離現象写真３．錫球狭縊現象、脱落現象、界面剥離現象写真狭縊現象狭縊現象脱落現象脱落現象界面剥離現象界面剥離現象回流後的ＢＧＡ錫球不良三態回流後的ＢＧＡ錫球不良三態ＢＧＡ単品時接合ＢＧＡ単品時接合没問題・回流後没問題・回流後発生発生基板基板１．１．錫球脱落問題　４．錫球脱落問題　４．CSPCSP、 、ＢＧＡ接合部工程別不良発生要因ＢＧＡ接合部工程別不良発生要因： ：接合及接合後接合及接合後錫球形状変化解説　　（狭縊現象或錫球脱落要因）錫球形状変化解説　　（狭縊現象或錫球脱落要因）　 　ＢＧＡ錫球ＢＧＡ錫球ＢＧＡ電鍍ー錫球間ＢＧＡ電鍍ー錫球間金属間化合物接合金属間化合物接合ＢＧＡ側ＢＧＡ側絶縁樹脂絶縁樹脂錫膏印刷錫膏印刷基板基板銅箔銅箔錫膏印刷錫膏印刷基板基板銅箔銅箔回流接合回流接合ＢＧＡ電鍍ー錫球間ＢＧＡ電鍍ー錫球間金属間化合物接合、金属間化合物接合、但、回流時再加熱、但、回流時再加熱、再溶融再溶融→金属間金属間化合物成長、構成変化化合物成長、構成変化或溶食促進或溶食促進溶融後錫球径Ｓｉｚｅ大化溶融後錫球径Ｓｉｚｅ大化（ＢＧＡ錫球＋錫膏内球体積）（ＢＧＡ錫球＋錫膏内球体積）溶融固化時流動変形或溶融固化時流動変形或量的偏差拡大量的偏差拡大錫膏、銅箔間接合錫膏、銅箔間接合金属間化合物金属間化合物接合没問題接合没問題接合没問題接合没問題接合有問題接合有問題再加熱・再加熱・再溶融再溶融脱落問脱落問題発生題発生１．１．錫球脱落問題　錫球脱落問題　５．５．錫球脱落及変形現象分類及問題点整理錫球脱落及変形現象分類及問題点整理　 　ＢＧＡ実装不ＢＧＡ実装不良（回流接合良（回流接合後ＢＧＡ錫球後ＢＧＡ錫球部接合不良部接合不良発生）発生）回流接合回流接合直後電気直後電気的接合不的接合不良発生）良発生）基板側基板側隣端子隣端子間導通間導通（連錫）（連錫）ＢＧＡ側ＢＧＡ側接合部接合部部分的　部分的　不導通不導通錫膏印刷不良錫膏印刷不良或位置偏差或或位置偏差或錫膏量過多錫膏量過多ＢＧＡ設計構造的ＢＧＡ設計構造的問題錫球脱落（Ｂ問題錫球脱落（ＢＧＡ絶縁樹脂厚、ＧＡ絶縁樹脂厚、間隙問題）間隙問題）ＢＧＡ電鍍不良ＢＧＡ電鍍不良（接合界面破壊）（接合界面破壊）回流接合後回流接合後電気的接合電気的接合没問題、然、没問題、然、衝撃或冷熱衝撃或冷熱試験時電気試験時電気的接合不良的接合不良発生）発生）ＢＧＡ側ＢＧＡ側試験後試験後接合部接合部部分的　部分的　不導通不導通ＢＧＡ設計構造的ＢＧＡ設計構造的問題錫球脱落寸問題錫球脱落寸前縊発生（ＢＧＡ前縊発生（ＢＧＡ絶縁樹脂厚、間隙絶縁樹脂厚、間隙問題）問題）ＢＧＡ電鍍不良剥ＢＧＡ電鍍不良剥離強度低下（接合離強度低下（接合界面破壊）界面破壊）基板側接合部基板側接合部界面剥離界面剥離ＢＧＡ接合界面気ＢＧＡ接合界面気泡多数泡多数PKG側基板側錫球変形錫球変形aa錫球脱落錫球脱落bb１．１．錫球脱落問題　錫球脱落問題　６．６．CSPCSP実装不良：実装不良：　 　錫球脱落及変形現象解説（事例１）錫球脱落及変形現象解説（事例１）　 　ＢＧＡ設計構造的問題錫球脱落ＢＧＡ設計構造的問題錫球脱落（ＢＧＡ絶縁樹脂厚、間隙問題）（ＢＧＡ絶縁樹脂厚、間隙問題）ＢＧＡ設計構造的問題錫球脱ＢＧＡ設計構造的問題錫球脱落寸前狭縊発生（ＢＧＡ絶縁落寸前狭縊発生（ＢＧＡ絶縁樹脂厚、間隙問題）樹脂厚、間隙問題）ＢＧＡ絶縁樹ＢＧＡ絶縁樹脂厚有問題脂厚有問題錫球径大錫球径大化・変形化・変形表面張力作用表面張力作用気泡膨張気泡膨張１．１．錫球脱落問題　錫球脱落問題　７．７．CSPCSP実装不良　実装不良　：　：　錫球脱落及変形現象（事例２）錫球脱落及変形現象（事例２）　 　錫球変形錫球変形錫球変形錫球変形錫球脱落錫球脱落基板側基板側ＢＧＡ側ＢＧＡ側錫球脱落錫球脱落ＢＧＡＢＧＡ１．１．錫球脱落問題　錫球脱落問題　７．７．CSPCSP実装不良　実装不良　：　：　錫球脱落及変形現象（事例３）錫球脱落及変形現象（事例３）　 　表面張力　　表面張力　　作用力作用力ＢＧＡ絶縁樹ＢＧＡ絶縁樹脂厚、有問題脂厚、有問題ＢＧＡ設計構造的問題錫球脱落（ＢＧＡ絶縁樹脂厚、間隙問題）ＢＧＡ設計構造的問題錫球脱落（ＢＧＡ絶縁樹脂厚、間隙問題）ＢＧＡ構造　ＢＧＡ構造　設計不良設計不良１．１．錫球脱落問題　錫球脱落問題　８．８．CSPCSP、 、ＢＧＡ実装不良　ＢＧＡ実装不良　exex：　：　錫球脱落及変形現象解説錫球脱落及変形現象解説　 　錫膏印刷錫膏印刷基板基板銅箔銅箔ＢＧＡ電鍍ー錫球間ＢＧＡ電鍍ー錫球間金属間化合物接合、金属間化合物接合、但、回流時再加熱、但、回流時再加熱、再溶融再溶融→金属間金属間化合物成長化合物成長或溶食促進或溶食促進溶融後錫球径Ｓｉｚｅ大化溶融後錫球径Ｓｉｚｅ大化（ＢＧＡ錫球＋錫膏内球体積）（ＢＧＡ錫球＋錫膏内球体積）溶融固化時流動変形溶融固化時流動変形錫膏、銅箔間接合錫膏、銅箔間接合金属間化合物金属間化合物ＢＧＡ本体ＢＧＡ本体基板基板絶縁樹脂的溶融錫球下方絶縁樹脂的溶融錫球下方押下分離力発生、結果錫球押下分離力発生、結果錫球分離或狭縊現象促進分離或狭縊現象促進原因・・・ＢＧＡ接合構造不良原因・・・ＢＧＡ接合構造不良１．１．錫球脱落問題　錫球脱落問題　９．９．CSPCSP、 、ＢＧＡ実装不良　ＢＧＡ実装不良　exex：　：　金属間化合物相界面剥離（１）金属間化合物相界面剥離（１）金属間化合物相界面剥離金属間化合物相界面剥離１．１．錫球脱落問題　錫球脱落問題　１０．１０．CSPCSP、 、ＢＧＡ実装不良　ＢＧＡ実装不良　exex：　：　金属間化合物相界面剥離（２）金属間化合物相界面剥離（２）電気的不導通接合箇所電気的不導通接合箇所正常接正常接合状態合状態界面剥離発生界面剥離発生界面剥離発生　　　　界面剥離発生　　　　電気的接続不導通電気的接続不導通約１０約１０μｍｍ１．１．錫球脱落問題　錫球脱落問題　１１．１１．CSPCSP、 、ＢＧＡ実装不良　ＢＧＡ実装不良　exex：　：　金属間化合物相界面剥離（３）金属間化合物相界面剥離（３）ＢＧＡ電鍍不良＋剥離応力ＢＧＡ電鍍不良＋剥離応力回流溶融後固化時発生剥離応力回流溶融後固化時発生剥離応力錫球量偏差大・固体収縮応力発生量、時間差錫球量偏差大・固体収縮応力発生量、時間差偏差大・冷却速度不均一・有温度差・部品取偏差大・冷却速度不均一・有温度差・部品取付偏差大・基板湾曲・電鍍不均一付偏差大・基板湾曲・電鍍不均一落下・衝撃・冷熱試験短期破壊落下・衝撃・冷熱試験短期破壊接合面積小化・界面接合力低下・界面金属間接合面積小化・界面接合力低下・界面金属間化合物Ｎｉ電鍍Ｃｌ汚損・電鍍方法不適　化合物Ｎｉ電鍍Ｃｌ汚損・電鍍方法不適　１．１．錫球脱落問題　錫球脱落問題　1２．２．錫球脱落及変形現象、対策方法錫球脱落及変形現象、対策方法錫球脱落及変形現象、対策方法錫球脱落及変形現象、対策方法根本的根本的対策対策１．１．部品改良（ＢＧＡ接合部設計変更）部品改良（ＢＧＡ接合部設計変更）２．部品（ＢＧＡ）廠家変更（日本製　　　　２．部品（ＢＧＡ）廠家変更（日本製　　　　没問題）没問題）暫定的暫定的対策対策１．１．錫膏印刷量低減（面積或厚少化）錫膏印刷量低減（面積或厚少化）→溶融後錫球大化防止溶融後錫球大化防止２．錫膏印刷精度向上（位置偏差縮小、２．錫膏印刷精度向上（位置偏差縮小、錫量偏差縮小）、或搭載位置偏差縮小錫量偏差縮小）、或搭載位置偏差縮小３．回流温度曲線変更（多数錫球及錫膏３．回流温度曲線変更（多数錫球及錫膏同時的溶融促進）同時的溶融促進）１．１．錫球脱落問題　錫球脱落問題　1３．３．錫球接合界面破壊現象、対策方法錫球接合界面破壊現象、対策方法錫球接合界面破壊現象、対策方法錫球接合界面破壊現象、対策方法ＢＧＡ電鍍不良（接合界面破壊）是根本的要因、ＢＧＡ電鍍不良（接合界面破壊）是根本的要因、但、接合合金（錫球＋錫膏）溶融固化挙動時、但、接合合金（錫球＋錫膏）溶融固化挙動時、接合面有乖離力発生。

推定原因、全体錫球量接合面有乖離力発生推定原因、全体錫球量的偏差大或基板湾曲、或、部品押付力不安定、的偏差大或基板湾曲、或、部品押付力不安定、或、熱量不平衡起因界面金属間化合物相偏或、熱量不平衡起因界面金属間化合物相偏差、是部分的弱体化剥離要因、或、部分的電差、是部分的弱体化剥離要因、或、部分的電鍍不良他要因鍍不良他要因ＢＧＡ電鍍不良剥離強度低下（接合界面破壊）是根本ＢＧＡ電鍍不良剥離強度低下（接合界面破壊）是根本的要因回流接合時、ＢＧＡ側電鍍ー再溶融錫球間、金属間化回流接合時、ＢＧＡ側電鍍ー再溶融錫球間、金属間化合物相変化、致、全体的接合強度低下現象合物相変化、致、全体的接合強度低下現象一般的ＢＧＡ側電鍍構造是無電解Ｎｉ／Ａｕ方式・・・緻一般的ＢＧＡ側電鍍構造是無電解Ｎｉ／Ａｕ方式・・・緻密清浄的、理論合理的電鍍時没問題、電鍍液不純物密清浄的、理論合理的電鍍時没問題、電鍍液不純物管理力、或技術力不足原因、未熟電鍍是有問題必管理力、或技術力不足原因、未熟電鍍是有問題必要電鍍総合技術力廠家、指定重要要電鍍総合技術力廠家、指定重要回流接合回流接合後電気的後電気的接合没有接合没有剥離部金剥離部金属間化合属間化合物相物相回流接合後回流接合後電気的接合電気的接合有、但落下有、但落下或基板湾曲或基板湾曲外力、或、冷外力、或、冷熱試験短時熱試験短時間接合破壊間接合破壊剥離部金属剥離部金属間化合物相間化合物相２．２．電鍍問題　電鍍問題　１．錫球接合界面破壊現象、Ｎｉ電鍍問題錫球接合界面破壊現象、Ｎｉ電鍍問題一般的ＢＧＡ側電鍍構造是無電解Ｎｉ／Ａｕ方式・・・緻密清浄的、一般的ＢＧＡ側電鍍構造是無電解Ｎｉ／Ａｕ方式・・・緻密清浄的、理論合理的電鍍時没問題、電鍍液不純物管理力、或技術力不足原因、理論合理的電鍍時没問題、電鍍液不純物管理力、或技術力不足原因、未熟電鍍是有問題。

必要電鍍、有総合技術力的廠家、指定重要未熟電鍍是有問題必要電鍍、有総合技術力的廠家、指定重要Ｎｉ　電鍍液汚染影響Ｎｉ　電鍍液汚染影響汚染少・汚染少・清浄電鍍清浄電鍍液使用時液使用時Ｃｌ　汚染没有・・・Ｓｎ－ＮｉＣｌ　汚染没有・・・Ｓｎ－Ｎｉ－Ｃｕ金属間化合物相、－Ｃｕ金属間化合物相、是、呈均一組成形状是、呈均一組成形状衝撃曲試験　強（３０００ｐ衝撃曲試験　強（３０００ｐｐｍ没問題）ｐｍ没問題）衝撃切断強度　強（３Ｎ錫衝撃切断強度　強（３Ｎ錫球脱落、没有）球脱落、没有）汚染大・汚染大・Ｃｌ汚染　Ｃｌ汚染　電鍍液　電鍍液　使用時使用時Ｃｌ・Ｓ　汚染有・・・Ｓｎ－Ｎｉ－ＣｕＣｌ・Ｓ　汚染有・・・Ｓｎ－Ｎｉ－Ｃｕ金属間化合物相、是、呈異相３金属間化合物相、是、呈異相３層構造組成形状、且Ｎｉ電鍍界層構造組成形状、且Ｎｉ電鍍界面近傍Ｃｌ存在、Ｃｌ（Ｓ）的存在、面近傍Ｃｌ存在、Ｃｌ（Ｓ）的存在、是Ｃｕ、Ｎｉ拡散阻害、到Ｎｉ－ｒｉｃ是Ｃｕ、Ｎｉ拡散阻害、到Ｎｉ－ｒｉｃｈ状態（硬・脆）ｈ状態（硬・脆）衝撃曲試験　弱（２０００ｐ衝撃曲試験　弱（２０００ｐｐｍ完全破壊）ｐｍ完全破壊）衝撃切断強度　弱（２Ｎ錫衝撃切断強度　弱（２Ｎ錫球脱落）球脱落）Ｃｌ拡散層破壊Ｃｌ拡散層破壊汚染時接合力低下汚染時接合力低下２．２．電鍍問題　電鍍問題　２ ２錫球接合界面破壊現象、Ｎｉ電鍍Ｃｌ汚染問題（汚染組成構造）錫球接合界面破壊現象、Ｎｉ電鍍Ｃｌ汚染問題（汚染組成構造）Ｃｌ　汚染没有・・・Ｓｎ－ＮＣｌ　汚染没有・・・Ｓｎ－Ｎｉ－Ｃｕ金属間化合物相、ｉ－Ｃｕ金属間化合物相、是、呈均一組成形状是、呈均一組成形状Ｃｌ・Ｓ　汚染有・・・Ｓｎ－Ｎｉ－Ｃｕ金属間化合Ｃｌ・Ｓ　汚染有・・・Ｓｎ－Ｎｉ－Ｃｕ金属間化合物相、是、呈異相３層構造組成形状、且Ｎｉ電物相、是、呈異相３層構造組成形状、且Ｎｉ電鍍界面近傍Ｃｌ存在、Ｃｌ（Ｓ）的存在、是Ｃｕ、Ｎ鍍界面近傍Ｃｌ存在、Ｃｌ（Ｓ）的存在、是Ｃｕ、Ｎｉ拡散阻害、到Ｎｉ－ｒｉｃｈ状態（硬・脆）ｉ拡散阻害、到Ｎｉ－ｒｉｃｈ状態（硬・脆）約約１．２１．２μｍｍＮｉ電鍍層Ｎｉ電鍍層Ｎｉ電鍍層Ｎｉ電鍍層Ｓｎ－Ｎｉ－Ｃｕ金属間化合物層Ｓｎ－Ｎｉ－Ｃｕ金属間化合物層（Ｎｉ　ｒｉｃｈ層（ｌａｙｅｒ１）（Ｃｌ汚染）（Ｎｉ　ｒｉｃｈ層（ｌａｙｅｒ１）（Ｃｌ汚染）Ｓｎ－Ｎｉ－Ｃｕ金属間Ｓｎ－Ｎｉ－Ｃｕ金属間化合物層（ｌａｙｅｒ３）化合物層（ｌａｙｅｒ３）Ｓｎ－Ｎｉ－Ｃｕ金属間Ｓｎ－Ｎｉ－Ｃｕ金属間化合物層（ｌａｙｅｒ２）化合物層（ｌａｙｅｒ２）汚染大・Ｃｌ汚染　電鍍液　使用時Ｎｉ－ｒｉｃｈ拡散層生成汚染大・Ｃｌ汚染　電鍍液　使用時Ｎｉ－ｒｉｃｈ拡散層生成清浄電鍍液使用接合界面摸式図清浄電鍍液使用接合界面摸式図汚染電鍍液使用接合界面摸式図汚染電鍍液使用接合界面摸式図２．２．電鍍問題　電鍍問題　３．錫球接合界面破壊現象、Ｎｉ電鍍汚染ー接合力低下現象錫球接合界面破壊現象、Ｎｉ電鍍汚染ー接合力低下現象衝撃曲試験内容・結果衝撃曲試験内容・結果衝撃発生棒衝撃発生棒保持台保持台ＢＧＡＢＧＡ０ ００ ０２０００２０００１０００１０００－１０００－１００００．０００．０００．０１００．０１００．００５０．００５時間（秒）時間（秒）ＳｔｒａｉｎＳｔｒａｉｎ（ｐｐｍ）（ｐｐｍ）衝撃曲試験結果衝撃曲試験結果１０００１０００ １５００１５００２０００２０００Ｎｉ　電鍍Ｎｉ　電鍍清浄電鍍清浄電鍍Ｃｌ　汚染　Ｃｌ　汚染　電鍍電鍍３０００３０００２５００２５００×１．０１．０１．５１．５２．０２．０Ｎｉ　電鍍Ｎｉ　電鍍清浄電鍍清浄電鍍Ｃｌ　汚染　Ｃｌ　汚染　電鍍電鍍×３．０３．０２．５２．５錫球脱落試験錫球脱落試験Ｍａｔｅ－２００５抜粋（１６５頁）Ｍａｔｅ－２００５抜粋（１６５頁）ＳｔｒａｉｎＳｔｒａｉｎ（ｐｐｍ）（ｐｐｍ）Ｌｏａｄ（Ｎ）Ｌｏａｄ（Ｎ）Ｎｉ　電鍍液Ｃｌ　汚染Ｎｉ　電鍍液Ｃｌ　汚染→強度、錫球強度、錫球脱落強度、清浄且Ｃｌ　汚染没有脱落強度、清浄且Ｃｌ　汚染没有液使用対比約６０％　　　　　　　　液使用対比約６０％　　　　　　　　→（４０％程度強度低下）（４０％程度強度低下）錫球材質　　　　錫球材質　　　　Ｓｎ３Ａｇ０．５ＣｕＳｎ３Ａｇ０．５Ｃｕ２．２．電鍍問題　電鍍問題　４．錫球接合界面破壊現象、Ａｕ／Ｎｉ－Ｐ電鍍諸条件影響問題錫球接合界面破壊現象、Ａｕ／Ｎｉ－Ｐ電鍍諸条件影響問題基板基板Ｓｎ３７Ｐｂ　Ｓｎ３７Ｐｂ　錫球錫球０．５０．５Φ０．０．７６７６Φ錫球錫球Ｓｎ３７ＰｂＳｎ３７Ｐｂ銅箔＋銅めっき銅箔＋銅めっき無電解Ｎｉ無電解Ｎｉ　　　＋　　　＋置換Ａｕ　置換Ａｕ　電鍍電鍍Ａｕ／Ｎｉ－Ｐ電鍍諸条件影響Ａｕ／Ｎｉ－Ｐ電鍍諸条件影響低濃度燐浴、低濃度燐浴、中濃度燐浴、中濃度燐浴、高濃度燐浴高濃度燐浴置換金浴置換金浴①①置換金浴置換金浴②②Ｎｉ電鍍－燐浴濃度的錫球引Ｎｉ電鍍－燐浴濃度的錫球引張強度関係張強度関係＋＋引張引張強度強度錫膏Ｓｎ３７Ｐｂ錫膏Ｓｎ３７Ｐｂ燐燐濃度高濃度高→引張強度低下傾向引張強度低下傾向置換金電鍍浴影響大置換金電鍍浴影響大銅電銅電鍍上鍍上低濃度低濃度燐浴燐浴中濃度中濃度燐浴燐浴高濃度高濃度燐浴燐浴　５００　５００　　　０　　　０１０００１０００１５００１５００２０００２０００引張引張強度強度（ｇ）（ｇ）Ｎｉ電鍍燐浴Ｎｉ電鍍燐浴Ｎｉ電鍍燐浴＋Ｎｉ電鍍燐浴＋置換金浴置換金浴①①Ｎｉ電鍍燐浴＋Ｎｉ電鍍燐浴＋置換金浴置換金浴②②２．２．電鍍問題　電鍍問題　５．Ａｕ／Ｎｉ－Ｐ電鍍諸条件影響問題－無電解電鍍条件Ａｕ／Ｎｉ－Ｐ電鍍諸条件影響問題－無電解電鍍条件浴種浴種浴名浴名ＰＨＰＨ浴温（浴温（℃） ）時間（分）時間（分）無電解無電解低燐浴Ｐ；　低燐浴Ｐ；　４～５ｗｔ％４～５ｗｔ％４．６４．６８５８５２０２０ＮｉＮｉ中燐浴Ｐ；　　中燐浴Ｐ；　　６～８％６～８％４．６４．６８５８５２０２０電鍍浴電鍍浴高燐浴Ｐ：　　高燐浴Ｐ：　　９～１０％９～１０％５．０５．０９０９０２０２０置換金置換金置換金浴置換金浴①①４．５４．５９０９０７ ７電鍍浴電鍍浴置換金浴置換金浴②②４．５４．５９０９０１５１５実験電鍍浴条件実験電鍍浴条件２．２．電鍍問題　電鍍問題　６．６．Ａｕ／Ｎｉ－Ｐ電鍍諸条件影響問題－置換金電鍍浴浸漬時間影響Ａｕ／Ｎｉ－Ｐ電鍍諸条件影響問題－置換金電鍍浴浸漬時間影響Ａｕ／Ｎｉ－Ｐ電鍍諸条件影響問題－置換金電鍍浴浸漬時間影響Ａｕ／Ｎｉ－Ｐ電鍍諸条件影響問題－置換金電鍍浴浸漬時間影響浸漬時間（分）浸漬時間（分）５ ５１０１０１５１５２０２００ ０浸漬時間（分）浸漬時間（分）５ ５１０１０１５１５２０２００ ０引張引張強度強度（ｇ）（ｇ）０ ０５００５００１０００１０００１５００１５００２０００２０００引張引張強度強度（ｇ）（ｇ）０ ０５００５００１０００１０００１５００１５００２０００２０００中燐／置換金中燐／置換金①①中燐／置換金中燐／置換金②②置換金電鍍浸漬時間影響大置換金電鍍浸漬時間影響大→制御重要制御重要２．２．電鍍問題　電鍍問題　７．７．錫球接合界面破壊現象、Ｓｎ－Ｃｕ接合界面合金厚ー接合強度錫球接合界面破壊現象、Ｓｎ－Ｃｕ接合界面合金厚ー接合強度Ｓｎ－Ｃｕ界面摸式図Ｓｎ－Ｃｕ界面摸式図ＣｕＣｕＳｏｌｄｅｒＳｏｌｄｅｒＣｕＣｕ３ ３ＳｎＳｎＣｕＣｕ６ ６ＳｎＳｎ５ ５金属間化合物金属間化合物相厚（相厚（μｍ）ｍ）Ｆｉｎｅ－ｖｏｉｄＦｉｎｅ－ｖｏｉｄ金属間化合物相厚（金属間化合物相厚（μｍ）ｍ）金属間化合物相厚（金属間化合物相厚（μｍ）ｍ）金属間化合物相厚（金属間化合物相厚（μｍ）ｍ）Ｄｒｏｐ－ＴｅｓｔＤｒｏｐ－ＴｅｓｔＴｅｎｓｉｌｅ－ＴｅｓｔＴｅｎｓｉｌｅ－ＴｅｓｔＳｈｅａｒ－ＴｅｓｔＳｈｅａｒ－ＴｅｓｔＩｍｐａｃｔ－ＴｅｓｔＩｍｐａｃｔ－ＴｅｓｔＤｒｏｐ－ＴｅｓｔＤｒｏｐ－Ｔｅｓｔ０ ０２ ２４ ４８ ８６ ６Ｉｍｐａｃｔ　ａｂｓｏｒｂｅｄ　ｅＩｍｐａｃｔ　ａｂｓｏｒｂｅｄ　ｅｎｅｒｇｙ（ｍｊ）ｎｅｒｇｙ（ｍｊ）０ ０４ ４２ ２０ ０４ ４２ ２０ ００ ０２ ２８ ８６ ６４ ４０ ０２ ２８ ８６ ６４ ４０ ０２ ２８ ８６ ６４ ４０ ０２ ２８ ８６ ６４ ４０ ０２ ２８ ８６ ６４ ４２０２０１０１００ ０Ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　　Ｆａｌｌｉｎｇ　ｂａｌｌＮｕｍｂｅｒ　ｏｆ　　Ｆａｌｌｉｎｇ　ｂａｌｌＮｕｍｂｅｒ　ｏｆ　　Ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　　Ｆａｌｌｉｎｇ　ｂａｌｌＦａｌｌｉｎｇ　ｂａｌｌＴｅｎｓｉｌｅ　ｆｏｒｃｅ（Ｎ）Ｔｅｎｓｉｌｅ　ｆｏｒｃｅ（Ｎ）２０２０１０１０Ｓｈｅａｒ　ｆｏｒｃｅ（Ｎ）Ｓｈｅａｒ　ｆｏｒｃｅ（Ｎ）（３（３μｍ）ｍ）厚・・・有問題厚・・・有問題薄・・・没問題薄・・・没問題３．３．CSPCSP（ （ （ （BGABGA） ） ） ）気泡問題　気泡問題　気泡問題　気泡問題　１．気泡発生原因１．気泡発生原因１．気泡発生原因１．気泡発生原因H2OR-OH　　　　合金溶融時合金溶融時合金溶融後合金溶融後気泡気泡接合部気泡的信頼性影響　　接合部気泡的信頼性影響　　１．錫球内気泡・・・没有影響　１．錫球内気泡・・・没有影響　２．界面気泡・・・接合面積対　　　　　　　　　　　２．界面気泡・・・接合面積対　　　　　　　　　　　比影響比影響基板基板ＢＧＡＢＧＡ錫球錫球関連要素関連要素対策対策溶剤沸点・・・回流炉温度不一致。

本加熱時溶剤残留溶剤沸点低温化・Or高温化予備加熱温度強化還元時発生水分、材料吸湿→突沸吸湿性少材料選定印刷後放置時間短縮合金融合速度→速活性力制御抑制昇温速度慢慢化気泡排出挙動時発生飛散予備加熱温度抑制昇温速度万慢化基板・部品汚染、吸湿管理BGA部品錫球組成融点低時(有鉛)、初期溶融・・・無鉛錫膏以後溶融→呈捲込融合形態・・・・・気泡発生可能性大有鉛SnPb Ball vs無鉛M705 Paste無鉛M705 Ball vs 無鉛M705 PasteSnPb BallM705 PasteM705 PasteM705 Ball0.5mmPitch　CSPボール：0.3mmDiaペースト：110umt0.5mmPitch　CSPボール：0.3mmDiaペースト：110umt３．３．CSPCSP（ （ （ （BGABGA） ） ） ）気泡問題　２気泡問題　２気泡問題　２気泡問題　２． ．CSPCSP（ （ （ （BGABGA） ） ） ）実装時発生気泡分析実装時発生気泡分析実装時発生気泡分析実装時発生気泡分析～錫球組成～錫球組成～錫球組成～錫球組成+ +錫膏組成変化・・・回流接合挙動相違点～錫膏組成変化・・・回流接合挙動相違点～錫膏組成変化・・・回流接合挙動相違点～錫膏組成変化・・・回流接合挙動相違点～同時溶融同時溶融有鉛速溶融開始以後無鉛溶融有鉛速溶融開始以後無鉛溶融 有鉛SnPb Ball vs 無鉛M705 Paste無鉛M705 Ball vs 無鉛M705 PasteX-ray ImageX-ray Image３．３．CSPCSP（ （ （ （BGABGA） ） ） ）気泡問題　気泡問題　気泡問題　気泡問題　３ ３ ３ ３． ．CSPCSP（ （ （ （BGABGA） ） ） ）実装時発生気泡分析実装時発生気泡分析実装時発生気泡分析実装時発生気泡分析～錫球組成～錫球組成～錫球組成～錫球組成+ +錫膏組成変化・・・回流接合挙動相違点～錫膏組成変化・・・回流接合挙動相違点～錫膏組成変化・・・回流接合挙動相違点～錫膏組成変化・・・回流接合挙動相違点～BGA部品錫球組成融点低時(有鉛)、初期溶融・・・無鉛錫膏以後溶融→呈捲込融合形態・・・・・気泡発生大気泡発生量大気泡発生量大錫球錫球基板基板ＢＧＡＢＧＡ基板基板ＢＧＡＢＧＡ基板基板ＢＧＡＢＧＡ基板基板ＢＧＡＢＧＡＢＧＡ錫球　ＢＧＡ錫球　Ｓｎ３７ＰｂＳｎ３７ＰｂＢＧＡ錫球　ＢＧＡ錫球　Ｓｎ３７ＰｂＳｎ３７ＰｂＢＧＡ錫球　　ＢＧＡ錫球　　Ｓｎ３Ａｇｏ．５ＣｕＳｎ３Ａｇｏ．５Ｃｕ基板側錫膏基板側錫膏Ｓｎ３７ＰｂＳｎ３７Ｐｂ基板側錫膏　基板側錫膏　Ｓｎ３Ａｇ０．５ＣｕＳｎ３Ａｇ０．５Ｃｕ基板側錫膏基板側錫膏Ｓｎ３７ＰｂＳｎ３７Ｐｂ基板側錫膏　基板側錫膏　Ｓｎ３Ａｇ０．５ＣｕＳｎ３Ａｇ０．５ＣｕＢＧＡ錫球　　ＢＧＡ錫球　　Ｓｎ３Ａｇｏ．５ＣｕＳｎ３Ａｇｏ．５Ｃｕ錫球錫球気泡少気泡少気泡大気泡大気泡小気泡小気泡中気泡中従来方式従来方式無鉛化移行途上無鉛化移行途上完全無鉛化完全無鉛化温度曲線変更必要温度曲線変更必要３．３．CSPCSP（ （ （ （BGABGA） ） ） ）気泡問題　気泡問題　気泡問題　気泡問題　４ ４ ４ ４． ．錫球組成錫球組成錫球組成錫球組成+ +錫膏組成変化錫膏組成変化錫膏組成変化錫膏組成変化４．４．関連技術　関連技術　１ １． ．CSPCSP（ （ （ （BGABGA） ） ） ）錫球脱落問題参考資料　錫ー金溶食速度（１）錫球脱落問題参考資料　錫ー金溶食速度（１）錫球脱落問題参考資料　錫ー金溶食速度（１）錫球脱落問題参考資料　錫ー金溶食速度（１）金溶蝕金溶蝕現象・溶食時間現象・溶食時間19020021022023025020135断断線線時時間間(sec)金含有金含有→機械強度劣化機械強度劣化金溶蝕速度金溶蝕速度→高速高速26μ金線金線4240金含有錫合金接合特性劣化金含有錫合金接合特性劣化金電鍍金電鍍→拡散溶解速度高速拡散溶解速度高速金電鍍厚金電鍍厚→薄　良好薄　良好金電鍍接合金電鍍接合→下地電鍍重要下地電鍍重要Ｓｎ３７ＰｂＳｎ３７Ｐｂ２３０２３０℃的金溶食速度的金溶食速度→（２６／２）（２６／２）μ／０．６／０．６秒＝約２０秒＝約２０μ／／秒秒４．４．関連技術　関連技術　２．２．CSPCSP（ （ （ （BGABGA） ） ） ）錫球脱落問題参考資料　錫ー金溶融温度変化（２）錫球脱落問題参考資料　錫ー金溶融温度変化（２）錫球脱落問題参考資料　錫ー金溶融温度変化（２）錫球脱落問題参考資料　錫ー金溶融温度変化（２）Ｍ７０５＋Ａｕ溶融温度変化Ｍ７０５＋Ａｕ溶融温度変化４．４．関連技術　関連技術　３．３．CSPCSP（ （ （ （BGABGA） ） ） ）錫球脱落問題参考資料　金濃度ー強度関係錫球脱落問題参考資料　金濃度ー強度関係錫球脱落問題参考資料　金濃度ー強度関係錫球脱落問題参考資料　金濃度ー強度関係金濃度高、金属強度増加傾向、但Ｓｎ３７ＰｂＡｕ濃度３％超過漸次低下傾向金濃度高、金属強度増加傾向、但Ｓｎ３７ＰｂＡｕ濃度３％超過漸次低下傾向金濃度ー強度関係金濃度ー強度関係金濃度ー強度関係金濃度ー強度関係４．４．関連技術　関連技術　４ ４． ．CSPCSP（ （ （ （BGABGA） ） ） ）錫球脱落問題参考資料　金濃度ー伸長関係錫球脱落問題参考資料　金濃度ー伸長関係錫球脱落問題参考資料　金濃度ー伸長関係錫球脱落問題参考資料　金濃度ー伸長関係金濃度高、是金属的伸長低下顕著、脆化破壊要因大金濃度高、是金属的伸長低下顕著、脆化破壊要因大Ｓｎ３７Ｐｂ＋Ａｕ　２．Ｓｎ３７Ｐｂ＋Ａｕ　２．５％超過、呈伸長急５％超過、呈伸長急激低下現象・・・注意激低下現象・・・注意Ｓｎ３．５Ａｇ＋Ａｕ　６％超過、Ｓｎ３．５Ａｇ＋Ａｕ　６％超過、呈伸長急激低下現象・・・注呈伸長急激低下現象・・・注意意金濃度ー伸長関係金濃度ー伸長関係金濃度ー伸長関係金濃度ー伸長関係４．４．関連技術　関連技術　５ ５． ．CSPCSP（ （ （ （BGABGA） ） ） ）錫球脱落問題参考資料　錫膏印刷厚ー金濃度的関係錫球脱落問題参考資料　錫膏印刷厚ー金濃度的関係錫球脱落問題参考資料　錫膏印刷厚ー金濃度的関係錫球脱落問題参考資料　錫膏印刷厚ー金濃度的関係合金中金濃度（％）合金中金濃度（％）金電鍍厚（金電鍍厚（μ） ）銅箔銅箔鋼網厚（鋼網厚（μｍ）ｍ）金電鍍厚（金電鍍厚（μｍ）ｍ）鋼網厚　　　　鋼網厚　　　　（１００（１００μｍ）ｍ）鋼網厚　　　　鋼網厚　　　　（１５０（１５０μｍ）ｍ）　　　　鋼網厚　　　　鋼網厚　　　　（２００（２００μｍ）ｍ）錫膏錫膏４．４．関連技術　関連技術　５ ５． ．CSPCSP（ （ （ （BGABGA） ） ） ）錫球脱落問題参考資料　金属間化合物（１）錫球脱落問題参考資料　金属間化合物（１）錫球脱落問題参考資料　金属間化合物（１）錫球脱落問題参考資料　金属間化合物（１）ーーーーAgAlーーFe3Sb3FeSb2ーーーーFeSnFeSn2Fe(鉄鉄)ーNi15SbNi8SbNi7Sb3NiBiNiBi3ーーNi3SnNi3Sn2Ni3Sn4NiAu6I)nAu9In6AuIn AuIn2AuSb2AuBiAu2PbーーAuSnAuSn2AuSn4Au(金金)Ag3InAg2InAgiN2AgxSbyーーーーAg6SnAg3SnAg(銀銀)CuIn4CuIn2Cu4In3Cu13Sb3Cu2SbーーーーCu3SnCu6Sn5Cu(銅銅)InSbBiPb(鉛鉛)Cu(銅銅)Ag(銀銀)Sn(錫錫)金属金属母材母材接合合金金属間化合物接合合金金属間化合物ＡｌＡｌSn(錫錫)→多種金属相溶・金属間化合物生成多種金属相溶・金属間化合物生成４．４．関連技術　関連技術　６ ６． ．CSPCSP（ （ （ （BGABGA） ） ） ）錫球脱落問題参考資料　金属間化合物錫球脱落問題参考資料　金属間化合物錫球脱落問題参考資料　金属間化合物錫球脱落問題参考資料　金属間化合物基板、部品表面処基板、部品表面処理理接合合金材料接合合金材料基板、部品側発生基板、部品側発生金属間化合物金属間化合物接合合金側金属接合合金側金属間化合物間化合物CuSn3Ag0.5CuCu6Sn5Cu3SnCu+Sn(薄薄)Sn37PbCu6Sn5Cu3SnCu+Ni+AuSn3Ag0.5Cu(Cu,Ni)6Sn5(Cu,Ni)6Sn5Cu+Ni+AuSn3AgNi3Sn4Ni3Sn4Sn(厚厚)Sn3Ag0.5CuSnSn基板、部品間無鉛合金接合時発生金属間化合物基板、部品間無鉛合金接合時発生金属間化合物Lead-free Solder QFP2次波峰次波峰熱伝播熱伝播再溶融界面再溶融界面剥離剥離部品脚剥離部品脚剥離190℃以下以下混載実装基板混載実装基板基板湾曲変位基板湾曲変位剥離力発生剥離力発生高温下剥離強度低下関係図高温下剥離強度低下関係図混載実装時　波峰熱伝播混載実装時　波峰熱伝播+基板湾曲原因接合部剥離力基板湾曲原因接合部剥離力⇒⇒合金・銅箔間界面剥離発生合金・銅箔間界面剥離発生対応策対応策⇒⇒基板湾曲防止板使用・表面温度制御基板湾曲防止板使用・表面温度制御無鉛合金無鉛合金+鉛濃度・固相鉛濃度・固相温度低下関係図温度低下関係図電鍍（電鍍（Sn10Pb)0.5%2%Pb濃度（%）界面鉛濃度大界面鉛濃度大⇒⇒　 　固相温度低下固相温度低下178℃220℃温度（℃）220℃190℃200℃強度温度（℃）無鉛合金高温無鉛合金高温剥離強度低下剥離強度低下４．４．関連技術　関連技術　７ ７． ．SMT不良事例　不良事例　 ． ．混載実装界面剥離現象及対策混載実装界面剥離現象及対策回流接合後発生脚部界面剥離回流接合後発生脚部界面剥離関連要素関連要素対策対策冷却（凝固）過程発生応力（基板湾曲）湾曲対策湾曲防止板部品電鍍→Pb混入接合界面組成低融点化無鉛電鍍使用☆各合金Pb混入溶融温度変化４．４．関連技術　関連技術　８．SMT不良事例　　　exex： ：脚部界面剥離原因・対策脚部界面剥離原因・対策Lead-free Solder LAND剥離剥離独立独立LAND高温領域高温領域LAND-基板間基板間呈剥離現象呈剥離現象LAND剥離原因1.接合直後高温状態、基板接合直後高温状態、基板湾曲時、部品脚部剥離応力湾曲時、部品脚部剥離応力発生、独立発生、独立LAND等面積小等面積小部分基板ー部分基板ーLAND間剥離発間剥離発生生2.基板、基板、LAND間接着強度、間接着強度、高温時、呈低下現象高温時、呈低下現象対策1.LAND面積大化・・接着強面積大化・・接着強度補強度補強2 OVER RESIST処理処理OVER RESIST基板湾曲変位　　基板湾曲変位　　→剥離応力発生剥離応力発生４．４．関連技術　関連技術　９ ９． ．SMT不良事例　不良事例　 ． ．銅箔剥離現象及対策銅箔剥離現象及対策要求特性１．高信頼性（耐湿絶縁特性）２．粘着力持続性３．高耐熱持続性4．高濡浸潤性5．高印刷特性(版抜性)6．粘度持続安定性(連続印刷安定性・印刷後形状変化没有)7．残渣色調透明美麗千住標準基板用無鉛千住標準基板用無鉛対応錫膏対応錫膏(M705)標準錫膏標準錫膏GRN360－－K2ーーVＧＲＮ３６０－ｋ２－ＶＬＧＲＮ３６０－ｋ２－ＶＬ高精細印刷錫膏高精細印刷錫膏PLG-32-11５．５．千住金属最新錫膏　千住金属最新錫膏　１．錫膏要求特性・無鉛合金　千住金属最新錫膏　紹介１．錫膏要求特性・無鉛合金　千住金属最新錫膏　紹介型式　型式　M７０５７０５-GRN３６０３６０-K２ ２-V粘度　２００粘度　２００Pa.s標準標準●合金組成　合金組成　Sn3Ag0.5Cu　 　●溶融温度　溶融温度　217～２２０～２２０℃　 　●表面絶縁抵抗　表面絶縁抵抗　1.0E+12以上　　　　　以上　　　　　●銅鏡試験合格　銅鏡試験合格　●弗化物試験合格　弗化物試験合格　●銅板腐食試験合格銅板腐食試験合格FLUX含有量　含有量　11.5%　塩素含有量　　塩素含有量　0.0%　粒度　粒度25～～36μ　 　製品保証製品保証６月６月●FLUX残渣　透明残渣　透明　 　●耐熱性向上　耐熱性向上　●錫珠抑制　　　　　　　　錫珠抑制　　　　　　　　●連連続印刷安定性　続印刷安定性　●増粘対策強化増粘対策強化　 　●高信頼性高信頼性特徴特徴粘着力、保持力変化粘着力、保持力変化1.01.551.3512Hr0024Hr48Hr24Hr粘粘着着力力(N)粘粘度度(Pa.S)225180５．５．千住金属最新錫膏　千住金属最新錫膏　２．２． 錫膏要求特性・無鉛合金対応ＦＬＵＸ錫膏要求特性・無鉛合金対応ＦＬＵＸ最多実績標準無鉛錫膏最新　Ｋ２－ＶＬ　最新　Ｋ２－ＶＬ　項目項目M705-PLG-32-11試験方法試験方法（ （ＦＬＵＸ）ＦＬＵＸ）FLUX構成ROJ-STD-004活性度L0J-STD-004塩素含有量0.02%／Flux電位差滴定電圧印加耐湿性試験（85℃85%RH，電圧印加DC45V，1000h後）1.0E+10以上（ｍｙｇｌａｔｉｏｎ）発生無JIS Z 3197銅鏡試験合格JIS Z 3197弗化物試験合格JIS Z 3197水溶液抵抗1060ΩmJIS Z 3197錫膏錫膏粘度200　Pa.sJIS Z 3284Chikiso比0.6JIS Z 3284FLUX含有量11.0%JIS Z 3197加熱延性0.2mm以下JIS Z 3284粘着力1.3NJIS Z 3284粘着保持性24h／1.0N以上JIS Z 3284濡広率78%JIS Z 3197濡効力及De WettingLank（ｌａｎｋ）1～2JIS Z 3284錫球Lank（ｌａｎｋ）1～2JIS Z 3284銅板腐食試験合格JIS Z 3197製品保証期限6月月未開封、冷蔵保管：0～10℃５．５．千住金属最新錫膏　千住金属最新錫膏　３．錫膏要求特性・無鉛合金対応ＦＬＵＸ　３．錫膏要求特性・無鉛合金対応ＦＬＵＸ　M705-PLG-32-11特徴特徴●FLUX残渣　透明　残渣　透明　●耐熱性耐熱性向上　　　向上　　　　 　●錫珠抑制　　　　　　錫珠抑制　　　　　　●連続印刷安定性　連続印刷安定性　●増粘対策強化　増粘対策強化　　 　●高高信頼性信頼性●高版抜性高版抜性最新最新従来品従来品PLGΦ0.35mmΦ0.30mmΦ0.35mmΦ0.30mm１ １枚目枚目２１２１枚目枚目試験条件（高速印刷）試験条件（高速印刷）鋼網厚：鋼網厚：0.150.15mmmm印刷速度：印刷速度：150150mm￿/￿sec.mm￿/￿sec.印刷圧：印刷圧：0.330.33N￿N￿（ （1mm1mm当）当）基板版離速度：基板版離速度：1010mm￿/￿sec.mm￿/￿sec.鋼網：鋼網：offoffGAPGAP： ：0.0mm0.0mm５．５．千住金属最新錫膏　千住金属最新錫膏　４．４．SMT接合工法・錫膏印刷性能改善例接合工法・錫膏印刷性能改善例(1)　 　ＰＬＧＰＬＧ従来品従来品PLG0.25mm slit0.23mm slit0.25mm slit0.23mm slit１ １枚目枚目２１２１枚目枚目５．５．千住金属最新錫膏　千住金属最新錫膏　５．５．SMT接合工法・錫膏印刷性能改善例接合工法・錫膏印刷性能改善例(2)　 　ＰＬＧＰＬＧHeat-resistant limit of SMT components230℃１８３１８３℃ 無　鉛無　鉛(SnAgCu)２２０２２０℃Solder melting temp. 温度余力温度余力47℃ 温度余力温度余力20℃240℃Ｐｅａｋ温度Ｐｅａｋ温度 有　鉛有　鉛(63SnPb)無鉛合金無鉛合金⇒⇒、温度、温度余力少余力少→管理精管理精度重要度重要無鉛合金無鉛合金⇒⇒、温度、温度余力少余力少→管理精管理精度重要度重要６．６．SMT接合工法・回流温度曲線　接合工法・回流温度曲線　１．有鉛、無鉛　錫膏１．有鉛、無鉛　錫膏(回流機回流機)温度余力比較温度余力比較６．６．SMT接合工法・回流温度曲線　接合工法・回流温度曲線　２．回流機温度曲線２．回流機温度曲線２２０２２０℃浸潤不足浸潤不足２２５２２５℃以上以上２１５２１５℃未溶融未溶融Reflow Temp.基板・材質・基板・材質・厚・部品・設厚・部品・設備構造変化備構造変化→調整必要調整必要Ｐｅｅｋ温度　Ｐｅｅｋ温度　240℃予熱温度　予熱温度　180℃90～～120秒秒 0.5～～1.5℃/秒秒100℃230℃　 　20秒以上保持秒以上保持180℃M705標準回流標準回流温度曲線温度曲線６．６．SMT接合工法・回流温度曲線　接合工法・回流温度曲線　３．回流温度溶融域条件設定３．回流温度溶融域条件設定温度温度230 ℃時溶融時溶融時間約時間約5秒・・・余力　秒・・・余力　4倍倍=20秒保持秒保持220℃・・・液相温度・・・溶融温度時間不安定領域→安定領域230 ℃規定７．７．他Ｓ他ＳMT不良事例　　　不良事例　　　exex： ：接合合金・未溶融接合合金・未溶融未溶融未溶融印刷機錫膏錫膏鋼網装着機回流回流機機基板電子部品他不良原因△△◎◎ーー ーー ◎◎△△ーー内容印刷後放置錫球径小錫球径小酸化　　　酸化　　　水混入水混入攪拌過多攪拌過多期限超過期限超過温度温度低下低下予備予備加熱加熱過大過大酸化酸化RESIST OVER酸化印刷機印刷機錫膏錫膏鋼網鋼網装着機回流機基板基板電子部品他不良原因◎◎◎◎◎◎○△△◎◎○内容位置精位置精度・印度・印刷条件刷条件不一致不一致増粘・増粘・性能性能不良不良開口開口面積・面積・開口開口部汚・部汚・再転再転写写位置精度・押圧温度曲線不一致LAND間間GAP狭小・狭小・Resist没有没有脚曲７．７．他他SMT不良事例　　　不良事例　　　exex： ：連錫連錫連錫Heat Temp.Cold SlumpHot Slump 150℃℃　 　3min170℃℃ 3min190℃℃ 3min0.7mm Slit1.5mm Slit0.7mm Slit1.5mm Slit７ ７.他他SMT不良事例　不良事例　exex： ：錫膏連錫原因　　錫膏連錫原因　　HOT Slump Test HOT Slump Test 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　高温長時間　高温長時間　SlumpSlump発生大発生大印刷機錫膏錫膏鋼網鋼網装着機回流回流機機基板電子部品他不良原因◎◎◎◎◎◎○◎◎○△△内容位置精度・印刷条件不一致・性能不良清掃不良再転写開口面積位置精度・押圧温度曲線不一致吸湿酸化LAND面積酸化電鍍７．７．他他SMT不良事例　　　不良事例　　　exex： ：錫球・錫球・FLUXFLUX飛散飛散錫球飛散錫球飛散FLUX飛散飛散H2OR-OH　　　　合金溶融時合金溶融時合金溶融後合金溶融後H2OR-OH　　　　合金溶融時合金溶融時合金溶融後合金溶融後外部接触端子外部接触端子FLUX付着付着関連要素関連要素対策対策溶剤沸点・・・回流炉温度不一致。

本加熱時溶剤残留溶剤沸点低温化・Or高温化予備加熱温度強化還元時発生水分、材料吸湿→突沸吸湿性少材料選定印刷後放置時間短縮合金融合速度→速活性力制御抑制昇温速度慢慢化気泡排出挙動時発生飛散予備加熱温度抑制昇温速度万慢化基板・部品汚染、吸湿管理７．７．他他SMT不良事例　　　不良事例　　　exex： ：FLUXFLUX飛散飛散錫球飛散錫球飛散７．７．他他SMT不良事例　　　不良事例　　　exex： ：錫珠・錫球錫珠・錫球 対策例対策例錫珠錫珠(Side Ball)対策方法・・・錫膏量過多調整対策方法・・・錫膏量過多調整鋼網開口面積内側部分鋼網開口面積内側部分CUT→部品押圧時適正部品押圧時適正拡張拡張SLUMP錫球流失　錫球流失　防止防止2.℃/秒以下秒以下対策方法・・対策方法・・・温度曲線調整・温度曲線調整印刷機 錫膏鋼網装着機回流機基板基板電子部品他不良原因ーー△△ーーーー△△◎◎△△内容位置精度・印刷条件不一致・酸化性能不良温度曲線予熱過多酸化酸化電鍍電鍍不良不良吸湿吸湿酸化７．７．他他SMT不良事例　　　不良事例　　　exex： ：Ｄｅ　Ｗｅｔｔｉｎｇ現象対策Ｄｅ　Ｗｅｔｔｉｎｇ現象対策観察呈濡引戻現象Au電鍍電鍍Ni電鍍電鍍７．７．他他SMT不良事例　　　不良事例　　　exex： ：ICIC脚先端部濡不良対策例脚先端部濡不良対策例L寸法長大視認外観視認外観判定安心感判定安心感LAND長長→短短Resist処理処理先端後切断電鍍没有先端後切断電鍍没有→濡不良、呈凹現象濡不良、呈凹現象対策1.LAND L寸法短縮化2.鋼網開口寸法>LAND寸法錫膏印刷0.3mm寄揚効果½t以上以上t印刷機錫膏錫膏鋼網装着機回流機基板電子電子部品部品他不良原因ーー○ーーーー△△△△◎◎内容気泡気泡抜性抜性能能性能性能不良不良温度曲線不一致吸湿電鍍電鍍不良不良７．７．他他SMT不良事例　　　不良事例　　　exex： ：CHIPCHIP部品電極下気泡部品電極下気泡気泡残渣発泡状態（紙基材基板実装）残渣中多数気泡発生確認関連要素①回流接合時→基板内GAS放出②回流接合時→FLUX残渣粘性対策①基板再加熱除湿、吸湿対策、吸湿保護樹脂膜etc②錫膏FLUX（残渣)流動性向上③基板材質変更７．７．他他SMT不良事例　　　不良事例　　　exex： ：FLUXFLUX残渣中気泡残渣中気泡濡引戻現象濡引戻現象(DE WETTING)原因原因1.基板銅面有酸化皮膜基板銅面有酸化皮膜(及及Ni電鍍面電鍍面)→濡浸潤作用阻害、初期一次浸潤濡浸潤作用阻害、初期一次浸潤以降溶融合金、呈引戻現象以降溶融合金、呈引戻現象観察呈濡引戻現象Au電鍍電鍍Ni電鍍電鍍1.基板吸湿酸化2.基板電鍍処理方法不適3.Au電鍍有PIN HOLE・・・Ni電鍍酸化対策1.基板交換2.基板製造廠家変更７．７．他他SMT不良事例　　　不良事例　　　exex： ：Ｄｅ　Ｗｅｔｔｉｎｇ現象・対策Ｄｅ　Ｗｅｔｔｉｎｇ現象・対策電解電解Au電鍍剥離電鍍剥離□H□GG：　：　 Au主体主体H：　：　 Ni主体主体濡不良濡不良Chip強度強度不足不足７．７．他他SMT不良事例　　　不良事例　　　exex： ：電鍍不良起因電鍍不良起因CHIPCHIP部品接合強度不足部品接合強度不足Au電鍍不良電鍍不良７．７．他Ｓ他ＳMT不良不良　 　金電鍍変色現象、対策方法金電鍍変色現象、対策方法金Ｆｉｌｍ－Ｇｒｅｅｐａｇｅ現象・・・金電鍍的　ｐｉｎｈｏｌｅ　Ａｇ　ｏｒ　Ｃｕ的電鍍欠陥部、硫金Ｆｉｌｍ－Ｇｒｅｅｐａｇｅ現象・・・金電鍍的　ｐｉｎｈｏｌｅ　Ａｇ　ｏｒ　Ｃｕ的電鍍欠陥部、硫化作用生成拡散化作用生成拡散→金電鍍表面全面的被覆硫化物発生現象金電鍍表面全面的被覆硫化物発生現象空気回流接合後、連空気回流接合後、連接器端子金電鍍部変接器端子金電鍍部変色発生色発生Ｎ２窒素回流接合没Ｎ２窒素回流接合没有発生変色。

有発生変色原因推定原因推定ＦＬＵＸ中ｊ的臭化物及ＦＬＵＸ中ｊ的臭化物及金電鍍表面処理剤中、金電鍍表面処理剤中、処理物質、是加熱中処理物質、是加熱中激烈反応、致変色と激烈反応、致変色と推定対策対策連接器廠家変更結果連接器廠家変更結果本問題解決本問題解決台湾廠家台湾廠家設計的設計的SMT不良撲滅指針不良撲滅指針1.基板実装設計・・・無修正化設計思考基板実装設計・・・無修正化設計思考・板取方向・材質選定・流方向指定・熱伝導平衡・部品重量配分・部品配置位置、方向、LAND径ー部品電極径適正SIZE、LAND寸法、基準位置・PATERN間隙、、SILK分離帯、基板廠家品質調査、電鍍指定 最適錫膏、最適錫膏厚、理想体積 etc製造技術的不良撲滅指針製造技術的不良撲滅指針1.基板組立製造技術検討DATA、KNOW-HOW→設計基準化2.設備使用状態最高水準化及最高水準状態維持管理印刷機・・・最適印刷速度、印刷圧力、版離速度最適化・鋼網高精度品採用、洗浄頻度決定、収納時洗浄実施、洗浄布交換、設備維修、清掃・最適錫膏選定、攪拌基準、保管基準自動装着機・・・装着手順、個別部品押圧設定、精度維持管理・・・精度維持点検、定期点検維修実施、清掃、基板治具精度維持、　etc回流機・・・最適温度曲線検討、温度測定、槽内清掃実施　etc７．７．無鉛合金接合不良対策　結　論無鉛合金接合不良対策　結　論(1) １．１．回流式回流式SMT・・・・・・接合不良０化・・・可能接合不良０化・・・可能２．理由・・接合体積理想体積化可能２．理由・・接合体積理想体積化可能・・・定量化可能（重力方向）・・・定量化可能（重力方向）３．不良原因・・・接合４要素不平衡状態不良原因・・・接合４要素不平衡状態　　熱・・・高・低・時間多少・予熱過多・予熱不足ｅｔｃ熱・・・高・低・時間多少・予熱過多・予熱不足ｅｔｃ　　　　ＦＬＵＸＦＬＵＸ(錫膏錫膏)・・・機能不足・水分混入・塗布量過不足・・・機能不足・水分混入・塗布量過不足 ・ ・ 予熱不適ｅｔｃ予熱不適ｅｔｃ　　　　部品（基板）・・・酸化・電鍍状態・体積・熱量・材料濡特性ｅｔｃ部品（基板）・・・酸化・電鍍状態・体積・熱量・材料濡特性ｅｔｃ　　　　合金合金(錫膏錫膏)・・酸化・不純物混入・残渣再付着・不適合温度条件・過流動・ｅｔｃ・・酸化・不純物混入・残渣再付着・不適合温度条件・過流動・ｅｔｃ　　最高度接合設計条件（基板配置・部品配置・材料）他最高度接合生産技術（温度・時間・方法・作業・搭載）ｅｔｃ極限低不良率、極限低不良率、及無修正接合及無修正接合技術的達成技術的達成10ppm以下以下７．７．無鉛合金接合不良対策　結　論無鉛合金接合不良対策　結　論(２ ２) 。