Pbフリーはんだ付けの金属学的基礎

                           (Pbフリーはんだ付け情報収集作業)
                                                                   2014年1月末日

     NET上の情報(文献等)をもとにPbフリーはんだについてやや金属学的に基礎的と思われる情報をまとめてみた。




          目次

     Pbフリーはんだの金属学的基礎 


   〔T〕 Snの基礎的特性

   (1) Snの基礎的特性

   (1−1) Snの基本的性質
   (1−1−1) Snの同素体
   (1−1−2) Snペスト
   (1−1−3) βSnの異方性
   (1−1−4) すべり系
   (1−1−5) 高速拡散

   (1−2) Snの材料的特徴
   (1−2−1) ホモロガス温度
   (1−2−2) 表面張力、粘度、蒸気圧
   補遺→蒸気圧、表面張力、粘度
   (1−2−3) 溶融Snへの高融点金属の溶解
   (1−2−4) 金属間化合物の形成
   (1−2−5) 物理的性質
   (1−2−6) 化学的性質
   (1−2−7) 金属資源としてのSn

   (2) Sn合金
   →組織 写真

   (2−1) Snの主な2元合金系(状態図)
   (2−1−1) Sn2元系合金の物理化学的特徴
   (2−1−2) Sn2元系合金の共晶点
   (2−1−3) 高融点金属との2元合金系(高融点合金系)
   (2−1−4) 低融点金属との2元合金系(低融点合金系)
   (2−1−5) その他の2元合金系系

   (2−2) Pbフリー2元Sn合金の概要 
   (2−2−1) 2元系の状態図的特徴
   (2−2−2) 固体Snへの固溶度
   (2−2−3) Pbフリーはんだの共晶組織
   (2−2−4) 組織例
   (2−2−5) Sn-Pb2元系の組成による組織変化

   (2−3) 3元系合金
   (2−3−1) 状態図例
   (2−3−2) 3元系の組織例

   (2−4) Sn合金の融点
   (2−5) Snの主な合金化元素とその特徴
   (2−6) 条件により種々の様相を示すはんだ組織

   〔U〕 Pbフリーはんだの探索 

   (3) Pbフリーはんだの探索の国際的プロジェクト

   (3−1) 国際的プロジェクトの概要 

   (3−2) 国外プロジェクトの報告内容
   (3−2−1) 英国DTI、ITRIの主な報告
   (3−2−2) 欧州 IDEALS
   (3−2−3) NCMS
   (3−2−4) INEMI(NEMI)
   (3−2−5) その他のプロジェクト、報告

   (3−3) 日本のプロジェクト

   (3−4) 標準化、規格化
   (3−4−1) 各プロジェクト推奨はんだと主要関連特許、共晶組成
   (3−4−2) 規格
   (3−4−3) 各社製品例
   補遺→はんだ合金の特性
   補遺→各種はんだの表面状態例

   (4) 企業の研究動向 

   (4−1) 日本のはんだメーカー

   (4−2) 日本企業(はんだメーカー以外)

   (4−3) 外国企業

   〔V〕 各種Pbフリーはんだの特性 

   (5) 高融点系

   (5−1) Sn−Cu系
   (5−1−1) Sn−Cuの組織と性質
   (5−1−2) Sn−Cuの改善 Sn−Cu−X(X=Ni、Co等)
   (5−1−3) Sn−Cu−X(Zn、Bi、In) 低融点化

   (5−2) SnーAg系 
   (5−2−1) Sn−Ag系の組織と性質
   (5−2−2) Sn−Agの改善
   (5−2−3) Sn−Ag−X(X=Zn、Al・・・微量添加)
   (5−2−4) Sn−Ag−X(X=RE、Ti)

   (5−3) その他の2元系
   (5−3−1) Sn−Au系
   (5−3−2) Sn−Al
   (5−3−3) Sn−Mg
   (5−3−4) Sn−Ni
   (5−3−5) Sn−Pd
   (5−3−6) Sn−Co

   (6) 低融点系

   (6−1) SnーBi系
   (6−1−1) Biの凝固による体積増加
   (6−1−2) Sn-Bi系の組織と特性
   (6−1−3) Sn-Bi系の改善
   (6−1−4) Pb、Zn、Inの混入

   (6−2) SnーZn 
   (6−2−1) Sn-Zn系の組織と性質
   (6−2−2) Sn-Zn系の改善
   (6−2−3) Sn−Zn−Bi
   (6−2−4) Sn−Zn−Ag
   (6−2−5) Sn−Zn−Cu
   (6−2−6) Sn−Zn−Al
   (6−2−7) Sn−Zn−Ga
   (6−2−8) Sn-Zn-Cr

   (6−3) SnーIn
   (6−3−1) 金属Inの特徴
   (6−3−2) Sn-In系の組織と特性
   (6−3−3) Sn−In−X(Ag、Cu)
   (6−3−4) Sn−In−Au
   (6−3−5) Sn−X−Y(X,Y=Bi、Zn、In)

   (6−4) SnーAgの低融点化 
   (6−4−1) Sn−Ag−Bi
   (6−4−2) Sn−Ag−Zn
   (6−4−3) Sn−Ag−In
   (6−4−4) Sn−Ag−X−Y(4元系:X,Y=Bi、Zn、In)

   (7) Sn-Ag-Cu(SAC)系

   (7−1) SAC系の基本的性質 
   (7−1−1) SAC系の国際的すう勢、規格
   (7−1−2) 光沢、引け巣と凝固過程
   (7−1−3) 状態図と組織
   (7−1−4) SAC系はんだの特徴
   (7−1−5) 組成と特性
   (7−1−6) 共晶近傍NE・SACの特性と比較

   (7−2) 共晶近傍SAC系への合金微量添加による改善 
   (7−2−1) NESACへの微量添加
   (7−2−2) NESAC+X(Ni、Co、Fe)
   (7−2−3) NESAC+Zn
   (7−3−4) NESAC+Al
   (7−2−5) NESAC+Bi、Sb
   (7−2−6) NESAC+X(Ti、Mn、Cr)
   (7−2−7) NESAC+RE(Ce、La)

   (7−3) SAC系の低融点化 
   (7−3−1) SAC+Bi
   (7−3−2) SAC+In
   (7−3−3) SAC+In+Bi

   (7−4) SACの低Ag化 
   (7−4−1) Ag量の影響
   (7−4−2) 低AgSAC プロジェクト説明
   (7−4−3) 低AgSACのNi添加による改善
   (7−4−4) 低AgSACのBi、Sb、Inによる改善
   (7−4−5) 低AgSACのTi、Mn、Re添加による改善

   (7−5) SAC系とSnCuX系のまとめ  
   (7−5−1) NESACとその代替の動向
   (7−5−2) SnAgCu、SnCu系PbフリーはんだとSnPbはんだの比較
   (7−5−3) SnAgCu、SnCu系Pbフリーはんだの比較 
   (7−5−4) 微量添加合金
   (7−5−5) 各社の微量添加合金 

   (8) はんだの強度と組織 

   (8−1) 強度向上、耐酸化性向上
   (8−1−1) 分散強化
   (8−1−2) 固溶強化
   (8−1−3) 析出強化
   (8−1−4) 添加成分同士による析出強化
   (8−1−5) 結晶粒微細化強化

   (8−2) 組織とはんだ付け、環境条件 
   (8−2−1) SAC系はんだの微細組織
   (8−2−2) 組成による変化 
   (8−2−3) 冷却速度と組織 
   (8−2−4) はんだ体積と微細組織 
   (8−2−5) エージング効果

   (8−3) 過冷却 
   (8−3−1) 金属の過冷却
   (8−3−2) Pbフリーはんだの過冷却

   (8−4) はんだ接合及びBGA・バンプの結晶粒組織 
   (8−4−1) 結晶粒組織観察
   (8−4−2) 組成と結晶粒構造
   (8−4−3) 冷却速度と結晶粒構造
   (8−4−4) はんだ体積と結晶粒組織

   (8−5) 一方向凝固
   (8−5−1) Sn−Cu系
   (8−5−2) Sn−Ag系
   (8−5−3) その他

   (8−6) はんだ複合材料
   (8−6−1) ナノ粒子添加はんだ複合材料
   (8−6−2) セラミック添加はんだ複合材料

   (9) 異種はんだ合金の混合
   (9−1) 低融点成分の影響
   (9−1−1) Snはんだ合金の低融点相
   (9−1−2) Pbフリーはんだでの低融点相形成の影響
   (9−1−3) Sn−Ag−Bi−In系における相変態
   (9−2) はんだ混合の金属学 
   (9−2−1) 各種はんだとはんだめっきあるいは表面処理の組み合わせ
   (9−2−2) 各種はんだの混合
   (9−2−3) はんだ中Pb量の影響
   (9−3) はんだボールとはんだペースト混合の金属学 
   (9−3−1) SACボールとSnPbペーストの混合
   (9−3−2) 低AgSACボールとNESACペースト  
   (9−3−3) INEMI(2012)の低AgSAC評価結果

   〔W〕 はんだ接合界面と金属間化合物 

   (10) Pbフリーはんだと相互接合

   (10−1) Pbフリーはんだと金属間化合物IMC 
   (10−1−1) Pbフリーはんだに関係する金属成分間での金属間化合物形成
   (10−1−2) はんだに関係する主なIMCの性質
   (10−1−3) はんだ中のIMC
   (10−1−4) はんだ相互接合とIMC

   (10−2)  はんだバルクへのはんだ接合の影響 
   (10−2−1) 接合金属(電極)の溶解
   (10−2−2) はんだ接合によるはんだバルク組織の変化
   (10−2−3) はんだへのAu溶解の影響

   (11) はんだ相互接合界面

   (11−1) Snと主な金属との界面反応 
   (11−1−1)  はんだ接合の形式
   (11−1−2)  SnとCuの界面反応
   (11−1−3)  SnとNiの界面反応
   (11−1−4)  SnとAuの界面反応
   (11−1−5)  SnとAgの界面反応
   (11−1−6)  SnとPd、SnとPtの界面反応
   (11−1−7)  SnとCo、SnとFeの界面反応
   (11−1−8)  SnとSbの界面反応
   (11−1−9)  SnとAl、SnとBiの界面反応

   (11−2) Al、Zn、In、Biの界面反応例
   (11−2−1) AuとAl、CuとAlの界面反応
   (11−2−2) NiとAlの界面反応
   (11−2−3) Znの界面反応
   (11−2−4) Inの界面反応
   (11−2−5) BiとNiの界面反応
   →拡散反応(拡散対)

   (11−3) Cu基体の界面反応 
   (11−3−1) 各種はんだとの界面反応
   (11−3−2) はんだへのNi、Coの微量の影響 
   (11−3−3) Cu合金基体 
   (11−3−4) SAC組成と界面反応への影響

   (11−4) Ni基体との界面反応
   (11−4−1) 各種はんだとの反応 
   (11−4−2) Cu含有はんだとの反応
   (11−4−3) 無電解Ni−Pの界面反応層 
   (11−4−4) 無電解Ni-PにおけるP量の影響
   (11−4−5) Ni製法の比較
   (11−4−6) Au厚みの影響 
   (11−4−7) Ni/AuとNi/Pd/Auの比較 
   (11−4−8) Cu基体とNi基体の比較

   (11−5) Ni合金基体 
   (11−5−1) 高融点金属との合金
   (11−5−2) Fe−Ni合金 

   (11−6) その他の基体との反応 
   (11−6−1)  Co基体
   (11−6−2)  Fe基体
   (11−6−3)  ステンレス鋼
   (11−6−4)  Ti基体
   (11−6−5)  Pt基体 
   (11−6−6)  Al基体
   (11−6−7)  Au基体
   (11−6−8)  Ag基体
   (11−6−9)  Pd基体
   (11−6−10) 厚膜電極 
   (11−6−11) UBM  

   (11−7) Zn含有はんだとCu、Ni基体 
   (11−7−1) Sn−xZnとCu基体
   (11−7−2) Sn−xZnとNi基体
   (11−7−3) Sn−Zn−Bi
   (11−7−4) Sn−Zn−Al
   (11−7−5) Sn−3.5Ag−xZn
   (11−7−6) Sn−0.7Cu−xZn
   (11−7−7) Sn−9Zn−Cu
   (11−7−8) Sn−Zn−In
   (11−7−9) Sn−Zn−X
   (11−7−10) Sn−Zn−X−Y
   (11−7−11) Sn−Zn系とAu、Agとの反応

   (11−8) はんだ接合界面に見られるいくつかの現象 
   (11−8−1) 概観
   (11−8−2) Cu|はんだ|Nの界面での電極間交互作用
   (11−8−3) 溶解度の大きい金属(Au、Ag、Cu、Pd)と小さい金属(Ni、Pt、Co、Fe)間での交互作用
   (11−8−4) IMC剥離 
   (11−8−5) NiP基材での剥離
   (11−8−6) Sn−Zn系はんだでの剥離へのAu、Agの影響
   (11−8−7) 剥離の特殊な例
   (11−8−8) Kirkendallボイド
   (11−8−9) Kirkendallボイドと関連問題

   (11−9) Auによるはんだ接合脆化
   (11−9−1) Sn−PbはんだへのAuの影響、脆化とボイド発生
   (11−9−2) 主な金属のSnとのIMC化による体積増加
   (11−9−3) PbフリーはんだへのAu及びその他貴金属の影響

   (11−10) AuSn4再堆積問題
   (11−10−1) Ni/Auとのはんだ接合におけるAuSn4再堆積
   (11−10−2) 電極間交互作用と再堆積
   (11−10−3) Au厚み、Au量の影響
   (11−10−4) Ag、Pd、Coの影響

   (11−11) はんだ添加成分の影響
   (11−11−1) 主なはんだと接合金属で形成される金属間化合物
   (11−11−2) Inの影響 
   (11−11−3) Biの影響
   (11−11−4) Sbの影響
   (11−11−5) Alの影響
   (11−11−6) Ga、P、Ge、B、Pの影響
   (11−11−7) 添加成分の影響のまとめ 
   →ヘルシンキ工科大(HUT)のT.ラウリラ、V・ヴオリネンらの論文
   →界面反応関連2元系状態図

   〔X〕 機械的性質と信頼性 

   (12) 機械的性質とひずみ速度
   (12−1) 機械的性質(静的性質)
   (12−1−1) 応力−ひずみ曲線
   (12−1−2) Pbフリーはんだの応力−ひずみ曲線 
   (12−1−3) Sn、Pb及びSn−Pb合金の諸特性
   (12−1−4) 各種はんだの諸特性(静的特性)
   (12−1−5) 応力−ひずみ曲線への諸因子の影響   
   (12−1−6) 各種はんだ特性への諸因子の影響 
   (12−1−7) 接合部寸法効果
   (12−1−8) 金属の延性と脆性
   (12−1−9) Sn基はんだの延性−脆性遷移(低温脆性)
   →Auburn大の諸データ

   (12−2) ひずみ速度の影響 
   (12−2−1) ひずみ速度と諸事象
   (12−2−2) 諸特性のひずみ速度依存性
   (12−3) はんだ接合破壊
   (12−3−1) はんだ接合におけるひずみ速度と破壊モード
   (12−3−2) IMCの機械的性質
   (12−3−3) はんだボール接合における破壊モード
   (12−3−4) はんだの影響
   (12−3−5) Ni−P/AuとNi−P/Pd−Auの比較

   (13) はんだ相互接合の疲労・破壊と信頼性

   (13−1) はんだ相互接合の環境と信頼性 
   (13−1−1) はんだ相互接合の環境と破壊
   (13−1−2) はんだ相互接合の環境と信頼性試験
   (13−1−3) 国際組織の信頼性調査プロジェクト

   (13−2) 疲労
   (13−2−1) 恒温疲労の特徴化
   (13−2−2) バルクはんだの恒温疲労・・・微細組織の影響
   (13−2−3) バルクはんだの恒温疲労・・・破壊の進展
   (13−2−4) バルクはんだの恒温疲労・・・各種はんだ
   (13−2−5) はんだ相互接合の恒温疲労
   (13−2−6) はんだボール接合の恒温疲労
   (13−2−7) 引張りとせん断の比較

   (13−3) 応力緩和とクリープ
   (13−3−1) 応力緩和
   (13−3−2) クリープの概要
   (13−3−3) SAC系のクリープ
   (13−3−4) 各種はんだのクリープ
   (13−3−5) クリープとはんだ組織
   (13−3−6) クリープへのエージングの影響
   (13−3−7) 疲労の寿命予測
   →Auburn大の諸データ

   (13−4) 熱疲労(温度サイクル疲労)
   (13−4−1) 熱疲労(温度サイクル)の概要
   (13−4−2) バルクはんだでの熱疲労
   (13−4−3) リードレス部品とリード部品の熱疲労
   (13−4−4) BGAの熱疲労
   (13−4−5) 各種はんだの熱疲労
   (13−4−6) PbフリーはんだへのSnPbの影響
   (13−4−7) 低AgSACボールとSAC305ペースト
   (13−4−8) 低AgSACへの微量添加の影響
   (13−4−9) はんだ接合での熱疲労と組織変化
   (13−4−10) 熱疲労に関するヘルシンキ工科大HUTのMattilaらの研究
   (13−4−11) パワー・サイクル
   (13−4−12) 温度サイクルと熱衝撃 昇降温速度の影響

   (13−5) 基板レベルの高ひずみ速度信頼性試験
   (13−5−1) ひずみ速度と信頼性問題
   (13−5−2) 基板曲げ試験
   (13−5−3) 繰返し基板曲げ試験

   (13−6) 基板振動試験
   (13−6−1) 電子機器の振動
   (13−6−2) はんだ実装基板の振動試験
   (13−6−3) JCAA/JG−PPの調査結果(航空機・軍用向け信頼性試験)

   (13−7) 機械的衝撃
   (13−7−1) 機械的衝撃試験
   (13−7−2) 基板落下試験
   (13−7−3) 落下試験に関するヘルシンキ工科大のMattilaらの研究
   (13−7−4) NESACと低AgSACの落下試験
   (13−7−5) 微量合金成分添加による落下信頼性改善

   (13−8) 結合環境試験CET
   (13−8−1) 結合環境試験CETとHALT
   (13−8−2) 連続的結合環境試験・・・落下試験への熱サイクルと恒温アニールの影響
   (13−8−3) 同時結合環境試験・・・高温での振動と落下試験
   (13−8−4) 結合環境試験(アールト大の研究)
   (13−8−5) NASAのHALT結果
   (13−8−6) 日本でのHALT利用例

   (13−9) Pbフリーはんだ接合の信頼性 まとめ
   (13−9−1) マンハッタン計画
   (13−9−2) INEMI報告
   (13−9−3) NASADoD
   (13−9−4) DfR ソルーション社の報告 
   (13−9−5) アールト大W.Pengの論文
   (13−9−6) インジウム社のSACM 
   (13−9−7) Mattilaらの信頼性試験の研究
   Mattilaらの研究1
   Mattilaらの研究2
   DfRの報告概要1
   DfRの報告概要2
   マンハッタン計画報告概要

   (13−10) 各種部品のPbフリーはんだ接合信頼性試験 
   (13−10−1) 電子部品とはんだ接合 
   (13−10−2) 部品の接合強度試験
   (13−10−3) 部品の接合強度の試験結果例
   (13−10−4) Pbフリーはんだ接合信頼性の問題点

   〔Y〕 部品の端子めっき及び回路基板の表面処理のPbフリー化  

   (14) 部品の端子めっき(はんだめっき)と基板のCu電極表面処理

   (14−1) 部品の端子めっき
   (14−1−1) 電子部品とめっき
   (14−1−2) 電解Snめっき 
   (14−1−3) Sn合金めっき
   (14−1−4) 溶融はんだめっき(はんだディップ)
   (14−1−5) Ni/Au、Ni/Pd/Auめっき
   (14−1−6) Pdめっき
   (14−1−7) 諸めっきの比較

   (14−2) 回路基板のCu電極表面処理
   (14−2−1) プリフラックス
   (14−2−2) HAL
   (14−2−3) 置換めっき
   (14−2−4) Ni/Au、Ni/Pd/Auめっき
   (14−2−5) 回路基板の諸表面処理の比較 

   (14−3) 無電解Ni(P)/Auのブラック・パッド問題
   (14−3−1) ブラックパッド現象
   (14−3−2) ブラック・パッドと諸因子の影響
   (14−3−3) Auめっき不良による欠陥

   (15) ウイスカー

   (15−1) 種々のウィスカ外観(写真集)
   (15−1−1) 種々の形状・形態のウィスカ
   (15−1−2) 種々のSn合金のウィスカ
   (15−1−3) 種々の金属のウィスカ
   (15−1−4) ウィスカ類似生成物(非ウィスカ)
   (15−1−5) ウィスカの成長の様子

   (15−2) ウィスカの現象と理論の概観
   (15−2−1) Snウィスカ研究の経緯
   (15−2−2) 現象
   (15−2−3) 原因−駆動力と生成・成長機構
   (15−2−4) Osenbachの説明
   (15−2−5) メリーランド大の説明
   (15−2−6) 金属酸化物ウィスカ(ナノワイヤ)

   (15−3) 日本での研究
   (15−3−1) JEITAの研究
   (15−3−2) 阪大の報告
   (15−3−3) その他の報告

   (15−4) 各種ウィスカ例
   (15−4−1) 合金めっきウィスカ
   (15−4−2) はんだウィスカ
   (15−4−3) 希土類成分の影響
   (15−4−4) 溶接ウィスカ
   (15−4−5) エレクトロ・マイグレーション・ウィスカ

   (15−5) いくつかの要因のウィスカへの影響例
   (15−5−1) Snめっきの種類
   (15−5−2) Snめっき厚みの影響
   (15−5−3) 基体材料(基材)、下地めっきの違い
   (15−5−4) 熱処理
   (15−5−5) 合金化効果
   (15−5−6) めっき膜組織
   (15−5−7) 結晶方位
   (15−5−8) ウィスカ形成とヒロック形成
   (15−5−9) Chason、Jadhavら及びDittesらの結果
   (15−5−10) 環境条件
   (15−5−11) スパッタ膜
   (15−5−12) ウィスカと腐食
   (15−5−13) 保護被膜
   (15−5−14) 外部応力の影響
   (15−5−15) ウィスカと部品

   (15−6) ウィスカ生成機構論例
   (15−6−1) 概観
   (15−6−2) 再結晶関係理論
   (15−6−3) 拡散クリープ関係理論
   (15−6−4) Chasonらの説明
   (15−6−5) 流動理論とひずみ勾配説
   (15−6−6) 拡散経路開閉理論
   (15−6−7) 粒界スベリ理論

   (15−7) ウィスカ緩和策の概観
   (15−7−1) 緩和策の歴史
   (15−7−2) Hillmanらの概観
   (15−7−3) Smetanaらの概観
   (15−7−4) JEDEC(JP002 2006年)とINEMI(4版 2006年)の緩和策


   〔Z〕 高融点はんだと特殊低融点はんだ

   (16) 高融点はんだと特殊低融点はんだ

   (16−1) 高融点はんだ 
   (16−1−1) はんだとろう
   (16−1−2) Pbフリー高温はんだの概観

   (16−2) Sn系高融点はんだ
   (16−2−1) 高Pb−Sn系
   (16−2−2) Sn−Sb系
   (16−2−3) Sn−Sb−X系
   (16−2−4) Au−20Sn

   (16−3) 非Sn系高融点はんだ
   (16−3−1) Bi系高融点はんだ
   (16−3−2) Zn系高融点はんだ
   (16−3−3) ダイボンディング用Au合金
   (16−3−4) 特殊高融点Pbはんだ代替材料

   (16−4) 特殊低融点はんだあるいは低融点合金
   (16−4−1) In2元系低融点合金
   (16−4−2) 3元系低融点合金

   〔[〕 化学的性質とマイグレーション

   (17) 化学的性質−酸化、腐食とマイグレーション

   (17−1) 酸化
   (17−1−1) 自由エネルギー
   (17−1−2) はんだの酸化膜の諸性質
   (17−1−3) 酸化膜の保護性(PB比)
   (17−1−4) ドロス対策と耐酸化性向上 

   (17−2) 腐食
   (17−2−1) 腐食の概観
   (17−2−2) 湿食
   (17−2−3) ガルバニック腐食
   (17−2−4) 酸化膜とカソード還元法
   (17−2−5) ガス腐食
   (17−2−6) 銀の腐食
   (17−2−7) クリープ腐食
   (17−2−8) Sn−Zn系の酸化・腐食

   (17−3) マイグレーション
   (17−3−1) イオン・マイグレーション(電気化学マイグレーション)
   (17−3−2) エレクトロ・マイグレーション
   (17−3−3) 各種はんだのエレクトロ・マイグレーション
   (17−3−4) 応力と熱マイグレーション
   (17−3−5) 各種はんだの熱マイグレーション
   (17−3−6) 香港市大のChanらの電流負荷でのはんだ相互接合の破壊の概観

   〔\〕 基板実装(アセンブリ:組立)とPbフリーはんだ接合

   (18) 高温リフロー及び外観問題とPbフリーはんだ接合破壊モード

   (18−1) 高温リフロー問題
   (18−1−1) Pbフリーはんだの融点とリフロー
   (18−1−2) 基板と部品あるいはパッケージ材料の耐熱性
   (18−1−3) リフローとパッケージ及び基板の変形
   (18−1−4) 吸湿による基板、パッケージの不良

   (18−2) Pbフリーはんだ接合の外観問題
   (18−2−1) 光沢と表面状態
   (18−2−2) 引け巣あるいは熱間割れ

   (18−3) Pbフリーはんだ接合と特殊破壊モード
   (18−3−1) 低融点相形成とフィレット剥離及び再溶融剥離
   (18−3−2) Pbフリーはんだ接合の破壊モードと界面IMC層
   (18−3−3) ランド(パッド)剥離、パッド抉れcratering(積層板抉れ)

   (19) はんだ付け性と不良モード

   (19−1) はんだ付け性と濡れ
   (19−1−1) 表面張力と濡れ
   (19−1−2) 濡れ広がり
   (19−1−3) セルフ・アライメント
   (19−1−4) ウィッキング

   (19−2) 部品実装上の主な不良
   (19−2−1) 実装工程とはんだ実装欠陥
   (19−2−2) つらら、ブリッジ
   (19−2−3) ツーム・ストーン、横転、部品傾斜
   (19−2−4) はんだボール、葡萄状化(グレーピング)と未溶融
   (19−2−5) BGAの欠陥

   (19−3) 電極溶解  
   (19−3−1) Snあるいははんだへの金属の溶解
   (19−3−2) Cuあるいは電極の溶解
   (19−3−3) Feの溶解

   (19−4) はんだ接合のボイド
   (19−4−1) 種々なボイド
   (19−4−2) 表面実装部品とボイド
   (19−4−3) 挿入実装部品とボイド
   (19−4−4) 表面処理とボイド
   (19−4−5) BGAとボイド


   〔備考〕

   ◎ フラックス
   ◎ はんだとフラックスの毒性およびはんだ付け環境での健康問題
   ◎ 実装
   ◎ 金属の組織


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