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技術情報

No.2 ブリッジ不良について

ポイントはんだ付けの品質でお困りではありませんか?
品質が良くならない原因は、不良の種類によってさまざまです。

>ブリッジ(ショート)不良 について

(原因と対策)
1.不良の中で最も多い不良モードが、ブリッジ不良です。ポイントはんだ付におけるブリッジ不良の原因には、
①ピールバック(はんだ離脱)が不適切。
②熱量不足
③表面張力とリード長
④ランド設計
といったことが考えられます。

対策として有効な手段は、

①ピールバック方法を変更する。
一般的に、傾斜ピールバックが効果的です。リード間で時間差をつけるためです。
<傾斜ピールバック概念図>
②ノズルと基板のクリアランスを狭くしてみる
上図のクリアランス距離を狭くすることで、噴流の熱量供給を少しでも多くすることができます。これは、噴流温度が表面よりも下の部分の方が高いこと、また、熱復帰も速いことから来る対策です。
調整して良いクリアランスは、0.3mm~1mmです。

③DIP時間を長くしてみる。
熱量の大きな部品、基板の場合、DIP時間中に噴流温度が復帰しないために、噴流表面温度が下がった状態のままになります。この場合、ピールバック時に、表面張力が小さくなり、リードにはんだ表面が引きずられることがあります。十分な熱量で、噴流表面温度が復帰するまで、時間を長くすることで効果があります。(DIP時間が長すぎると、パターン喰われが発生したり、フラックス活性力不足になる場合がありますのでご注意ください。)

④はんだ温度を上げてみる。
同じく、供給熱量を少しでも稼ぐためです。

⑤ノズルとランドの位置関係の見直し
ポイントはんだノズルと、はんだ付ランドの位置関係に注目してみてください。ノズルのセンターにランドがある状態が最も良い状態です。これは、ノズルセンターは、熱復帰が速い、また、温度が下がりにくい。表面張力が最も大きい。など、ブリッジが発生しにくい状態です。

⑥リードを短くカットする。
部品種類によっては、リードを短くカットすることで、ブリッジが発生しにくくなります。

⑦パターン設計を見直す。
根本的なランド設計が悪い場合、どうしてもブリッジの発生を止められない場合があります。この場合は、ランド設計を見直してください。
→コネクタ部品のブリッジしにくいランド設計はこちらからダウンロードできます。(参考資料です。絶対ではありません。)
これらを行っても改善されない場合、スルーホール不良の時と同様に
⑤フラックスの塗り方を変えてみる。
これが思いの外効果があります。
例えば、手塗りでフラックスを塗っている場合、リードに塗られていますか?部品を挿入してからフラックスを塗布する場合、これらの基本的なことができていないケースが見受けられます。

特に、鉛フリー対応部品で、リードの材質がNiベース、黄銅ベースの場合、フラックスによっては濡れスピードが非常に遅く、はんだ付時間内では濡れないと言ったことにもなります。
このため、まず、「フラックスがあること」そして、「できるだけフラックスの活性力を上げること」が必要条件になります。そのためには、「リードにきちんとフラックスを塗布する」、「予熱をかけて、フラックスを活性化する」ことが必要です。工程が増えるためこれらを省略してハンダ付けしていませんか?鉛フリーはんだのブリッジ修正は熟練が必要なため、きちんとした工程管理が、まず必要になります。
フラックスの塗り方で品質を上げる手段として、スプレーフラクサーを使ってみると効果があります。
特にハンダ付けしたいランド部にきちんと狙ってスプレーで塗布すると、ブリッジ防止に効果的です。
→ポイントスプレーフラクサー「ショットマン」をお試しください。

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それでも効果がないときは、最後の手段ですが、
⑥フラックスを変えてみる。
すでにご存じの通り、フラックスは何でも同じではありません。特に、ポイントはんだのように、熱量が不足しがちな工程では、フラックスの違いが非常に顕著に出ます。フローはんだ付用のフラックスを流用されているケースがほとんどだと思いますが、厳密にはフラックスの必要条件が違います。

ポイントはんだ付に使用するフラックスの条件は、
*濡れスピードが速い
*低温で活性化する
*Niや黄銅基材への濡れ性が良い
*残渣が少ない。
*残渣の信頼性が高い
といった条件を満たす必要があります。

これらを満たすフラックスがあります。→「JS-E15」をお試しください。サンプルあります。

このフラックスは、低温活性と濡れスピードアップ、Ni基材、黄銅基材への濡れ性向上が図られています。
スプレーフラクサーと合わせて試していただければ、品質向上することは間違いありません。

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