はんだ付不良をなくし、世の為に立ちたい。
そんな気持ちが当社の原動力です。
かつて私は、
マンハッタン現象等のはんだ付不良の原因と対策を明らかにしてきました。
今、私達ははんだ付不良の原因を対策を明らかにし、
信頼性の向上に貢献していきたいと
思っています。
例えば…
- 試作がうまくいかない。
- 製造現場で正常に生産できない。
- SMT実装で特異な不良が発生した。
- 信頼性試験に合格しない。
それでは、それぞれのケースについて、詳しくご説明しましょう。
基板を試作実装したが、セラミックコンデンサーが破損してしまう。
セラミックコンデンサーのはんだ接合部の破損は
多面取基板の場合、基板の分割時に発生することが多く、
無理な応力がかかるのを防ぐため応力のかからない切断方式に
改められています。
又、金属基板上にセラミックを実装した場合、
温度サイクル試験によりはんだ接合部
にクラックが発生するため、
熱膨張率のミスマッチを防止する努力が続けられています。
セラミックコンデンサーのはんだ接合部の破損は多くの要因が入り組んでおり、
最適化を図る必要があります。
セラミックコンデンサー長さ、電極構造、メッキ種類、基板の種類 、基板の加熱履歴、リフロー条件、加熱回数。温度サイクル履歴に左右されます。
購入先も重要な要因です。一条件で解決するのは難しいので、
各要因を最適化する必要があります。
以前あるメーカーで困っており、
ランド設計のやり直しは納期、価格的に不可能とのことで、
なんと購入先で解決したこともあります。
製造現物でパルスヒーターを使い、はんだ付しているが
なぜかはんだが飛び散る。
パルスヒーター時、はんだが飛散するのは特異な現象と見られ、
解決策が無く現在潜在的に悩んでいるメーカーも相当あるのではないかと
推察される現状です。
はんだの飛散は溶蝕状態でガスにより飛散した訳ですので、
ガスの発生源を特定する必要があります。
部品からか？
ソルダーペーストからか？
あるいは基板からか？
深い読みがあれば、正解は観察するだけで分かることもあります。
SMT実装でなぜかいつも一箇所正常にはんだ付できない。
更に全ての組立を終了。
初期作動は良好であるのに
出荷した後市場で絶縁不良など多くのトラブルが発生する。
特定の場所ではんだ付できないケースがままあります。
特に、新規に開発したやや複雑な電子部品でリフロー時、
ある特定の箇所のみ良好にはんだ付できず、
解決できず悩んでいるメーカーもあるのではないかと推察されます。
更に出荷後市場で絶縁不良など多くのトラブルが発生することがあります。
ある一箇所ではんだ付できないのは
ぬれの基本的条件が満足されていないからです。
部品電極、基板ランドのぬれ性は完全か、
加熱は十分か、
ぬれる直前フラックスは活性力を維持しているか、
溶融はんだが電極やランドに接触しているか。
わずかこれだけの要因ですが、
実際の原因追求と解決には深い読みが必要です。
端子やランドがメニスコグラフテストの結果、ぬれ性十分と思われても、
下層めっき不良であればここから剥離することもありえます。
めっき等被覆材の深い知識が必要です。
又、加熱が十分と思われても、局部的には加熱不足であったりします。
熱容量、熱伝導率、受熱面積、対流加熱量、輻射加熱量等、熱力学を背景に
まるで熱移動があたかも眼で見えるような知識、経験が必要です。
フラックスは新品だから大丈夫と思われても、
メーカーや保存期間、
加熱条件（特に大型部品では長時間加熱になってしまいがち）次第では
フラックス活性力が肝腎なリフロー時に失われているかもしれません。
更に、溶融はんだは大きな表面張力を持っており
丸くなろうとする性質が強いですので、
隅のほうへは広がりにくい性質があります。
細くてもいいですので
一旦細いランドをぬらせて次第に太くし奥のほうまで誘導する
ランド設計が必要な場合もあるでしょう。
温度サイクル試験でセラミック部品をはじめ、はんだ接合部にクラックが発生する。
温度サイクルで生ずるはんだ接合部クラックは
主として、リードレス部品で発生しやすく、
部品長さ・部品と基板との熱膨張率のミスマッチの低減等、
温度サイクル寿命を改善する工夫が図られています。
温度サイクルで生ずる接合部クラックの原因は単にクリープ破壊、
温度サイクル疲労、IMC（金属間化合物）の成長による劣化などに限らず、
私の行った実験では
実は有機基板の内部要因も大きく影響しているデータが得られてています。
基板はまさに基盤であり、
土台がしっかりしていないと内部からの応力で破壊が進行することもあります。
さらに、詳細は省きますが、私の行った各種の実験、市場で生じた事故解析から
信頼性の要は基板や部品の吸湿と加熱に伴う劣化が、
更に次の信頼性劣化を促進するメカニズムがあるといえます。
これを断ち切る必要があります。
しかし、同時に経費の安い対策で無ければなりません。
どんなに優秀な部品でも、どんなに優れた電気回路であっても、
信頼性不足では意味がありません。
はんだ付不良は、注意深く観察したり、あるいは測定検査などにより
比較的だれでも容易に見出せます。
通常不良が発生しますと
はんだ実装現場に責任が負わされることが多いものです。
しかし私の経験によりますと
７割位は実は前段階の設計、プロセスや材料選定・管理など
前段階のプロセスが真の原因であることが多いものです。
中には材料メーカーに起因することもしばしばです。
すなわち、全てはつながっており、
その不良発生メカニズムを総合的に把握してこそ
真の対策をたてることができます。
それは、ANBESMT LIBRARY を読み因果関係を深く理解することで、
- 前段階の設計、プロセスや材料選定・管理など前段階のプロセスが真の原因であることが判明し、中には材料メーカーに起因することがあることを見極められるようになるのではないでしょうか。
- より広く、不良発生のメカニズムを把握することで具体的な問題解決方法が思えてくると思います。
私、安部は沖電気、三井海洋開発、タムラ製作所といずれも研究開発部門で
技術人生の大半を過ごしてきました。
いろいろな経験をすることで故障はたまたま発生するものではなく、
例えばポンプ一つをとっても必ず因果関係があり
いわば定期的に発生するものです。
したがって、故障発生メカニズムを知らずして補修してもまた一定期間後再発します。
かつて、某大エレクトロニクス会社のメイン事業所で
数年間不良防止のコンサルタントをやらせていただきましたが、
再現実験なども行う本格的なもので、
約4年位の努力により9割程度のはんだ付不良撲滅に成功しました。
また、海外の技術論文を苦労して読むなど異なる情報に接しているため、
より大きな考え方、あるいは異なる視点を持つことが出来るようになったと思います。
まだ開館して間もないのでこれまでのお客様の声を紹介します。
ANBE SMT LIBRARYに備えていますセミナー読本の内容についてですが、
あるセミナー後、下記のような感想も頂きました。
「25年以上SMTに携わっているが初めてSMTが分かった」
またある方は、
偶然にも私と同じ名古屋工業大学出身のいわば後輩でしたが、
セミナー後他の受講された方が退席するなど少しざわめいた時でしたが、
深々と頭を下げ「ありがとうございました」と心のこもったお礼の言葉を頂きました。
強く印象に残っています。
ANBE SMT LIBRARYには多くの海外翻訳論文も掲載されており、
日ごろから実力向上に読むのも良いでしょうし、
トラブルや不明な点が生じた時、検索機能を利用してアクセスするのもいいでしょう。
イレギュラーな不良に出くわした時、一人で静かに考えることも必要ですが、
SMTは多くの要因が絡み合っていますので
ANBE SMT LIBRARYにアクセスし、多様な見方に出くわすことで
問題解決のヒントを得ることが出来ると思います。
シルバー会員やゴールド会員に入会し、
経験豊富な安部に直接聞かれるのも効果的だと思います。
現在依然として不況感は強く企業は困難な舵取りを強いられていると推察します。
そこで、今年（2009年）に限定し一般会員の会員費用を3割カットします。
(コンサルタント会員は従来通りです)
今年（2009年）一般会員入会の方に限定し会費を7掛けします。
