コンテンツへスキップ

SMTリフロー工程の許容範囲:はんだペーストの最大勾配と傾斜率(または平均勾配)

はんだペーストの製品データシートには、とりわけ、顧客がSMTの設計を行う際に役立つ一般的なガイドラインが記載されています リフロープロファイルを設計する際に役立つ一般的なガイドラインが記載されています。このデータシートには、液相線上の保持時間、ピーク温度、および昇温率に関する一般的な推奨事項が示されています。

例:

インジウム8.9 プロファイル推奨事項

図1: SAC鉛フリー合金とIndium8.9フラックスを用いた例

この主題を取り上げる理由は、最大勾配(ほとんどのプロファイリングソフトウェアで報告されるカテゴリ)とデータシートに記載されているランプ率の違いに関して、しばしば混乱が生じてきたためである。

最大傾斜は、PCBが周囲温度からオーブン内に移動する最初のゾーンで達成されることが非常に多い。ほとんどの場合、最初のゾーンのオーブンゾーン設定は100℃以上です。この場合、周囲温度と最初のゾーン間の温度変化は最低75℃(周囲温度を25℃と仮定)であるため、ほとんどの場合、最大の温度変化(最大勾配)は最初のゾーンにあることがわかります。

最大勾配の焦点は、熱衝撃を避けるため、コンポーネントの観点から、通常3℃/秒が上限として推奨される。

ランプまたは平均レート

図2. ランプまたは平均レート

ランプレートは、周囲温度(室温)からピーク温度までの変化率(時間当たりの温度変化)としてより適切に説明できる。また、ランプからスパイクへのプロファイルにおいてより実用的に用いられる。

はんだペーストの観点からは、昇温速度は低ければ低いほど良く、通常は1~2°C/sが適切です。これは、揮発性物質を排出させ、はんだボール、はんだビーズ、トゥームストーニングといったはんだ欠陥を最小限に抑えるためです。 この昇温速度は、0201やそれより微小なディスクリート部品への移行、および0.5mmピッチのエリアアレイパッケージから0.4mmピッチ以下への移行に伴い、はんだペーストの塗布量が継続的に減少するにつれて、さらに重要性を増しています。このような微細化に伴い、グレーピングや ヘッド・イン・ピロー現象の発生がより一般的になっています。 リフロープロセスのウィンドウは極めて狭くなっており、この特性(昇温速度)は、液相線上の保持時間やピーク温度と同様に重要になっています。

この件が貴社のSMTプロセスに影響を与えている場合、ぜひご一緒に議論させていただきたいです。お気軽に私までご連絡ください。