PCBのはんだ付け不良の種類と15の原因分析の概要

PCB表面の過剰な残留物

• フラックス固形分が高く、不揮発性物質が多すぎます。

• はんだ付け前の予熱が不十分、または予熱温度が低い（ウェーブはんだ付けの場合は時間が短すぎる）。

• ボードの速度が速すぎる（フラックスが完全に蒸発しない）。

• はんだ付け炉の温度が不十分です。

• はんだ付け炉内の不純物が多すぎるか、スズの含有量が少ない。

• 抗酸化物質または抗酸化オイルの使用によって発生します。

• はんだフラックスが多すぎます。

• 予熱せずに PCB 上にコネクタまたはオープン コンポーネントが多すぎます。

• コンポーネントのリードとボードの穴が不均衡 (穴が大きすぎる) なため、フラックスが上昇します。

• PCB 自体にはロジンコーティングが施されています。

• 錫メッキ工程ではフラックスの濡れが強すぎます。

• PCB プロセスの問題、スルーホールが不十分でフラックスの蒸発が不十分です。

• はんだ槽への PCB の浸漬角度が正しくありません。

• フラックス使用中に希釈剤が長期間添加されない。

燃えている

• フラックスは引火点が低く、難燃剤が添加されていません。

• エアナイフがないとフラックスの塗布量が過剰となり、予熱中に加熱管上に滴り落ちてしまいます。

• エアナイフの角度が正しくないため、PCB 上のフラックス塗布が不均一になります。

• PCB 上に粘着テープが多すぎるため、発火する可能性があります。

• PCB 上のフラックスが多すぎるため、加熱チューブに滴り落ちています。

• ボードの移動速度が速すぎる (フラックスが完全に蒸発せず、滴り落ちる) か、遅すぎる (ボード表面が過度に加熱される) かのいずれかです。

• 予熱温度が高すぎます。

• プロセスの問題 (PCB 材料が不良、加熱チューブが PCB に近すぎる)。

腐食（部品が緑色に変色し、はんだ接合部が黒色に変色）

• 銅はフラックスと反応して緑色の銅化合物を形成します。

• 鉛スズはフラックスと反応して黒色の鉛スズ化合物を形成します。

• 予熱が不十分な場合（予熱温度が低い、基板の通過速度が速い）、FLUX 残留物が多くなり、有害物質の残留が過剰になります。

• 残留物が吸水する（水溶性イオン伝導率が基準を満たさない）。

• 洗浄が必要なフラックスを使用しているが、はんだ付け後に洗浄を行わない、または適切なタイミングで洗浄を行っていない。

• FLUX は非常に強い活性を持っています。

• 電子部品は FLUX 内の活性物質と反応します。

接続の問題、漏れ（絶縁不良）

• 基板上の FLUX 残留物からのイオン、または FLUX 残留物が水分を吸収し、導電性をもたらします。

• 配線が近すぎるなどの不合理な PCB 設計。

• PCB ソルダーマスクの品質が悪いため、導電性が高くなります。

冷間はんだ付け、不十分なはんだ付け、連続はんだ付け

• フラックス活性が不十分です。

• フラックス濡れ性が不十分。

• 塗布したフラックスの量が不十分です。

• フラックスの塗布が不均一。
• PCB の特定の領域にフラックスを塗布できない。

• PCB の一部の領域が適切に錫メッキされていませんでした。

• 特定のはんだパッドまたははんだ脚に深刻な酸化が生じています。

• 不合理な PCB ルーティング (コンポーネントの不適切な分散)。

• ボードの向きが正しくありません。

• 錫含有量が不十分、または銅含有量が多すぎると、不純物によりはんだ液の融点（液相線）が上昇します。

• 発泡チューブが詰まり、発泡が不均一になり、PCB 上のフラックス塗布が不均一になります。

• エアナイフの設定が不適切です（フラックスが均一に吹き付けられていません）。

• ボードの速度と予熱の調整が不十分です。

• 不適切な手作業によるはんだ付け技術。

• チェーンの傾斜角度が不適切です。

• 不均一な波のピーク。

はんだ接合部が明るすぎる、または明るすぎる

• FLUX の問題:

1. 添加剤を変更することで変更できます (FLUX 選択の問題)。
2. FLUX に若干の腐食がある可能性があります。

• はんだの品質が悪い（例：スズ含有量が低い）。

短絡

• はんだによる短絡：

1. 冷はんだが発生しましたが、検出されませんでした。
2. はんだが通常の動作温度に達しなかったため、はんだ接合部間に「はんだブリッジ」が発生しました。
3. はんだ接合部の間に橋渡しされた微細なはんだボール。
4. 冷間はんだ付けが発生し、ブリッジが発生しました。

• FLUX の問題:

1. FLUX の活性が低く濡れ性が悪いと、はんだ接合部間ではんだブリッジが発生します。
2. FLUX の絶縁抵抗が不十分だと、はんだ接合部間で短絡が発生します。

• PCB の問題:

煙が多く、味が濃い

• FLUX 自体の問題:

1. 樹脂：通常の樹脂を使用すると、煙がより顕著になります。
2. 溶剤：ここでは、FLUX に使用されている溶剤の臭いや刺激臭の可能性について言及します。
3. 活性剤: 煙が多く、刺激臭があります。

• 換気システムが不十分。

はんだボールの飛散

• フラックス

1. FLUX の水分含有量が高い (または基準を超えている)。
2. FLUX 内の高沸点成分 (予熱後も完全に蒸発しない)。

• プロセス

1. 予熱温度が低い（FLUX 溶媒が完全に蒸発していない）。
2. 予熱効果が得られずにコンベア速度が速くなります。
3. チェーンの角度が悪いと、はんだと PCB の間に気泡が発生し、それが破裂してはんだボールが発生します。
4. FLUX コーティングが過剰です (エアナイフがない、またはエアナイフが故障しています)。
5. 手作業によるはんだ付け中の不適切な操作。
6. 湿度の高い作業環境。

• PCBの問題

1. PCB 表面が湿っている、予熱が不十分、または水が発生している。
2. PCB の通気孔の設計が不十分なため、PCB とはんだの間にガスが閉じ込められます。
3. コンポーネントのピンが近すぎる不合理な PCB 設計により、ガスが閉じ込められることがあります。
4. 適切にドリル加工されていない PCB スルーホール。

はんだ付け不良は、はんだ接合部が不完全になる原因となります。

• はんだ付け時の濡れが不十分で、はんだ接合が不完全になります。
• FLUX の濡れ性が悪い。
• FLUX の反応性が弱い。
• 濡れ温度または活性化温度が低く、プロセスウィンドウが狭い。
• デュアルウェーブはんだ付けプロセスを使用して、最初のはんだ付けパス中に FLUX の有効成分が完全に蒸発するようにします。
• 予熱温度が高すぎると、フラックスが早期に活性化し、はんだ付け中にほとんどまたは全く活性がなくなるか、非常に弱い活性が生じます。
• ボードの移動速度が遅いため、予熱温度が過度に高くなります。
• FLUX の塗布が不均一です。
• はんだパッドとコンポーネントの重度の酸化により、はんだの濡れ性が低下します。
• FLUX の塗布が不十分なため、PCB のはんだパッドとコンポーネントのリードが完全に濡れません。
• 不合理な PCB 設計により、PCB 上のコンポーネントの配置が不適切になり、特定のコンポーネントのはんだ付けに影響を及ぼします。

フラックスの泡立ちが悪い

• FLUXタイプの選択が正しくありません。
• 発泡パイプの穴が大きすぎる（非クリーンフラックスの発泡パイプの穴は小さく、樹脂系フラックスの発泡パイプの穴は大きい）。
• 発泡タンクの発泡面積が大きすぎます。
• エアポンプの空気圧が低すぎます。
• 発泡パイプの通気孔が漏れていたり詰まっていたりして、発泡が不均一になっています。
• 希釈剤の過剰添加。

過剰な泡立ち

• 過度のプレッシャー。
• 発泡面積が小さすぎます。
• はんだ付け溝に過剰な FLUX が加えられました。
• 希釈剤を適切なタイミングで追加しないと、FLUX 濃度が過度に高くなります。

FLUXの色の変化

PCBはんだレジストフィルムの剥離、剥がれ、または気泡

• 理由の 80% 以上は、PCB 製造プロセス中の問題です。

1. 清掃不足
2. 低品質のソルダーレジストフィルム
3. PCB材料とはんだレジストフィルムとの非互換性
4. 穴あけ加工中にソルダーレジスト膜に混入する汚染物質
5. 熱風レベリング中のはんだの過剰なレベリング

• フラックスに含まれる添加剤の中には、はんだレジストフィルムを損傷するものがあります。

• スズ液温度または予熱温度が高すぎる。

• はんだ付けの頻度が多すぎる。

• 手作業によるはんだ付け中に PCB をスズ液に浸す時間が長くなります。

高周波ダウンリンク信号の変化

• FLUX の絶縁抵抗が低く、絶縁特性が悪い。

• 不均一な残留物と絶縁抵抗の不均一な分布により、回路内に静電容量または抵抗が形成される可能性があります。

• FLUX の水抽出率は要件を満たしていません。

• 上記の問題は、クリーニング プロセス中に発生しない可能性があります (または、クリーニングによって解決できる場合があります)。