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微小部品(0603チップ、0.4mmピッチBGA、QFP)実装の 品質を向上させるための提案(基板設計、基板製造に関して)

  1. 基板パッド形状と半田フィレットについて
    部品電極より広い面積を確保して、部品電極が基板パッドからはみ出さないように設計
    部品電極厚(0603コンデンサチップの場合、0.3mm)の1/2まで半田が濡れあがり、フィレットが形成されていること
  2. ソルダーレジスト(SR)
    オーバーレジスト(SMD)が望ましいが、その場合レジストにじみを少なくするため写真法がよいとされる
  3. シルク
    基板シルク文字は少なくして(無いほうが良い)極力薄くし、メタルマスクの密着性を高める
  4. エッチング
    ガーバーデータを仕上がり形状にする
    例:
    0.3mm×0.3mmのパッドを設計値としてそのままフィルムを作成すると、(オーバーエッチング量を片側20μmとして)
    仕上がり寸法は0.26mm×0.26mmとなり面積比で約25%減少する
    そのため、基板製造時、写真の補正が必要となる
  5. 基板認識マーク
    多面取りにする場合は回路ごとに認識マークを用意する
  6. 部品認識マーク
    微小部品には部品認識マークを付ける


基板製作の規格
 最小配線幅       0.1mm(4mil)
 最小配線間隔/ビア間隔 0.1mm(4mil)
 最小パッド間隔     0.1mm(4mil)
 レジストの最小間隔   0.1mm(4mil)
 
 半田マスク(開口)    最小幅  0.2mm
 パッドとレジストのずれ 最大 35μm

シルク印刷の問題点

基板にはシルク印刷で部品の搭載位置、極性などが表示してあります。
これは、実装、検査調整、メンテナンスなどの作業補助のためです。
最近では実装密度が高くなり、シルク印刷の表示も工夫が必要になっています。

基板の表面処理について それぞれの特徴

基板の表面処理として、主なものは、銅スルー耐熱プリフラックス処理、
はんだレベラー処理、金フラッシュ処理の3通りありますが、それぞれ特徴があります

LGA(QFN)のランド構造について

ポイント:
基板に搭載するデバイスのサイズが小さくなるにしたがい、パターン銅箔厚さ、レジスト厚さ、シルク厚さなどを、十分意識することが必要になってきます。

メーカー推奨パターンの見直し(BGA、LGA)

BGA,LGAのランドパターン寸法

基本的には、ハンダボール上下の接続面積を一定にするため、基板のパット寸法はBGAパット寸法と
同じにします。

メーカー推奨パターンの見直し(Tr、Di)

トランジスト、ダイオード

Tr,Diの場合も、部品リード全体がパットの中におさまり、なおかつ周囲にフィレットが形成されることが 必要ですが、メーカー推奨パターンは大きすぎることが多いようです。

メーカー推奨パターンの見直し(C、R)

チップコンデンサ、チップ抵抗

メーカーの推奨パターンを鵜呑みにしていませんか?見直してみてください。

メーカー推奨パターンの見直し(QFP、SOP)

QFP/QFP(fp)/SOP/SSOP/TSOP

メーカーの推奨パターンを鵜呑みにしていませんか?見直してみてください。

ハンダ濡れ不良と窒素リフロー

多種少量生産では部品を長期間保管することがあります。

産業機器基板のように多種少量の生産の場合は、お客様が(または実装業者が)、ICやトランジスタなどの電子部品を大量に在庫し、必要に応じて出庫している場合があります。そのため、どうしても部品リードの酸化が進み、ハンダ濡れ不良が発生しやすくなります。