トップページへ 鉛フリーはんだとは? 鉛フリーはんだの実装課題 実装条件検討用基盤の販売 会社概要 お問い合わせ リンク
これまで多くの使用実績のあったSn-Pb系共晶はんだは有害物質であるPbを含有していることを除けば、

1:融点が低い、
2:共晶合金である、
3:濡れ性は良好である

等のはんだ実装用合金としては優秀な材料であった。
したがって、鉛フリーはんだ合金候補としても上記の物性を有していることが望ましい。
しかしながら、日本の多くの企業でフロー、リフロー実装用に使用さているSn-3.0Ag-0.5Cuは融点が高く、
共晶合金でもなく、濡れ性も良好とは言えないため、使いこなすためには十分な検討が必要である。
最も重要なのは共晶合金でないことに起因する様々な合金としての不具合を発生させないための凝固が求められる。

即ち、リフロー実装においては温度プロファイルの設定方法である。
JEITA(電子情報産業協会)は推奨プロファイルを発表していますが、このプロファイルを採用すれば、
全ての基板で鉛フリーはんだ実装が可能になると勘違いされているようです。何故なら、基板の大きさ、
搭載部品の数量、部品の大きさ及び配置が異なれば、熱の伝わり方は違ってきます。
従って、基板毎にプロファイルを検討する必要があります。
リフロープロファイルを検討する際の検討項目としては、樹脂モールド品の端子部位および
樹脂表面での温度、基板全体の温度差、予備加熱の温度と時間、トップ温度の時間、
部品の限界耐熱温度を考慮して決定しなければなりません。
更に、決定したリフロープロファイルで実装した基板の長期信頼性が確保されていなければ
ならないことは、言うまでもありません。
【鉛フリーはんだ実装基盤の品質保証】
家電を初めとする民生用の商品の品質保障期間は短いものは5〜10年程度ですが、
産業機器製品の品質保証はもっと長く10〜20年も保障しなければならない製品もあります。
このような中、新たな実装条件を構築した鉛フリーはんだ実装基板の品質・信頼性は
どのように検証すれば良いのでしょうか?
製造直後の製品の信頼性を確認する方法として下記に示す各種の信頼性試験があり、
一部はJIS規格として規格化された方法もありますが、製品が使用される環境(屋外、屋内、etc.)
に応じた加速試験が必要となります。鉛フリーはんだ実装基板の信頼性を確認するためには、
一般的には、温度サイクル試験(冷熱衝撃試験)、高温・高湿試験、高温放置試験が実施されます。
尚、鉛フリーはんだ実装基板の寿命を推定することが困難な現状では、平行して
Sn-Pb基板を同時に評価します。
◎温度サイクル試験
-40℃30分〜+125℃30分を1サイクルとして、1000サイクル実施することになっています。
この条件では挿入部品の接合部ではクラックが発生することがあります。
◎高温・高湿試験
85℃─85%の環境下に1000時間放置します。基板に通電したイオンマイグレーション性も
評価できます。
信頼性試験を実施した後の鉛フリー実装基板を評価する方法は、はんだ接合強度を測定しなければ
なりません。QFPやSOPの表面実装部品では、端子リードのプル試験を実施します。
チップコンデンサーやチップ抵抗部品ではせん断強度を測定しますが、JISで具体的な
測定方法が規定されているため、その規定に準じて測定を行い、同時に破断部位を観察します。
問題はこれらの測定結果をどのように評価し、先に決定したリフロープロファイルを
変更すべきか否かを判断しなければなりません。
これらの評価結果を作業手順書、管理規定の落としこみ、日常管理に移行すれば、
鉛フリー実装技術は完了します。
弊社は(有)E.M.S社と共同で検討用基板を開発し、販売することになりました。
産業機器業界がリフロープロファイル、めっき種類、はんだ接合強度等を検討するには、
製品用基板を使用したのでは価格が高くつく。そこで、弊社開発の基板をご使用することで、
調達期間の短縮、ダミー部品の調達による安価に鉛フリー実装の検討が可能となります。