(18−1−3) リフローとパッケージ及び基板の変形
リフローによるパッケージ及び基板の変形(反り)がPbフリーではより顕著になり、特に
大型部品ないしエリア・パッケージ(BGA、LGA)で問題となりうる。
パッケージの反りの原因はSi(3〜5ppm/K)と封止樹脂(15〜20ppm/K)の熱膨張率差である。
Delphi
エンジン制御モジュールECM基板
SnPb用リフロー・プロファイル
回路基板の反り
反りが顕著。
ばらつきが大きい。
リフロー毎に変化(段々悪くなる)。
回路基板反り解析の結論
そりは顕著に変動
ロット、基板、吸湿量、リフロー経路(製造条件での出発点)
吸湿量の影響は一貫性がない
ロット内での効果が顕著
最適条件はロットで変動、しかし一般的にベーク乾燥が悪い。
PBGA領域の反りは大BGAのPBGAアセンブリ歩留まりに影響を与えるほど大きい
Pbフリー・リフロー・プロファイルはより反りを引き起こすだろう。
この調査は単一の部品No.で単一供給者
iNEMI
部品・基板アセンブリでの鍵となる欠陥
実験方法
大きいパッケージが反りが大きい。
ベークがリフローでの反りを減少させる。
湿度雰囲気曝露が反りを増加させる。
影響は20−50μm。
使用した封止樹脂に依存。
Bezuk
Liu
BT基材(CTE:17ppm/℃)
反りによるアセンブリの問題
Wulfert パッケージ反り
パッケージ反りではんだ接合不良が発生。
パッケージ反り
パイオニア
基板反りによるQFPのリード浮き(256Pin、6層ビルドアップ基板、122mmx101mm、0.8mmt)
千住
日東電工
上:封止樹脂ECM、下:基板BT
R2:封止樹脂の収縮量が基板より大きい→凹
R1:Tg以下で封止樹脂の熱膨張係数が基板より小さくなり徐々に反りは小さくなる。
R3(リフロー温度):封止樹脂の熱膨張係数が基板より大きい→凸
NPL 基板の変形
ガラス転移点
FR4:約140℃
高Tgエポキシ:約180℃
BTエポキシ:180−200℃
ポリイミド:約260℃
基板対角の距離変化
1辺の変形
5N荷重での各種PCB素材の高温変形量
反りのLGAとBGAへの影響
PLEXUS
Lee
→
反りによるBGA不良