ロン先生へ、
BGAのはんだ接合でグレーピングが発生しています。同僚の一人が、現在の丸いステンシル開口部に対して四角いステンシル開口部を使用すると問題が解決するかもしれないと聞いたと言いました。ソルダーペーストの量の差はそれほど大きくないので、そんなに違いが出るとは驚きです。この問題に光を当てていただけませんか？
ありがとう、
エリック
親愛なるエリックへ、
あなたの友人の言う通りだろう。円形絞りと正方形絞りの体積の差は大きくないが、計算上は円形絞りは正方形絞りの0.7854の体積を提供する。つまり、正方形の開口部の体積は20％強しかないのだ。図1を参照。
図1.円形アパーチャは、正方形アパーチャの78.54%の体積しかない。
円形アパーチャーは、正方形アパーチャーが提供する体積の78.54%に過ぎない。しかし、実験によれば、正方形の開口部は円形の開口部よりも最大で40％多くのソルダーペーストを供給できることが示されている。ステンシル印刷に詳しい人たちと議論したところ、円形アパーチャーの曲率は、正方形アパーチャーよりもはんだ粒子に接触しやすいことが示唆されました。図2参照。この接触面積の増加により、はんだ粒子の開口部への付着が多くなり、転写効率が低下する可能性があります。
図2.円形開口部の曲面は、はんだ粒子が付着する接触面積を増やし、はんだの転写効率を低下させます。
円形開口部の曲面は、はんだ粒子が付着する接触面積を増やし、はんだ転写効率を低下させる。グレーピングは、はんだペースト粒子の酸化によって引き起こされます。では、正方形の開口部がより多くのはんだペーストを提供するのであれば、どうしてグレーピングを減らすことができるのでしょうか？現在のソルダーペーストの付着物は、ほんの数年前に比べて非常に小さくなっています。この小さな堆積物は、体積に対する表面積の割合が大きい。このような状況では、リフロー中にはんだ粒子を酸化から守るために、はんだペーストフラックスの酸素バリア成分が過剰に働く必要があります。正方形の開口部によって提供されるような大きなはんだペースト堆積物は、この酸化リスクを最小限に抑えます。この効果は図3で実験的に見ることができる。
図3.正方形のアパーチャーは、円形のアパーチャーに比べ、グレーピングをなくすことができる。
正方形の開口部では、円形の開口部に比べてグレーピングが発生しない。最近のソルダーペーストは、グレーピングを最小限に抑えるように設計されていることも指摘しておく。そのため、ソルダーペーストベンダーと協力してグレーピングの問題を解決することも良いアイデアです。
乾杯、ロン博士
