はんだによるトラブル防止のための はんだ実装とその周辺技術の信頼性ならびに故障事例・対策

はんだ接続の構造,はんだ実装材料の選定,リフローはんだ・フローはんだ・鉛フリーはんだ・両面実装の信頼性・
   故障モード,はんだ接続の寿命予測について事例,データ,写真,経験に基いて解説する特別セミナー!!

講師 技術コンサルタント 伊藤 千秋 先生
 オムロン株式会社 品質保証部長,部品技術部長等歴任後現職
 制御機構部品の品質保証を15年,自動車電装部品の品質保証23年経験,品質・信頼性一筋のプロフェッショナル
 この間,日本科学技術連盟 信頼性開発技術研究会 委員長などを歴任 
日時

2018/7/6(金) 10:20 ~ 17:10

会場

連合会館 (東京・お茶の水)

会場案内
受講料 1名:48,600円 同時複数人数申込みの場合 1名:43,200円
講師 技術コンサルタント 伊藤 千秋 先生
 オムロン株式会社 品質保証部長,部品技術部長等歴任後現職
 制御機構部品の品質保証を15年,自動車電装部品の品質保証23年経験,品質・信頼性一筋のプロフェッショナル
 この間,日本科学技術連盟 信頼性開発技術研究会 委員長などを歴任 
日時 2018/7/6(金) 10:20 ~ 17:10
会場

連合会館 (東京・お茶の水)

会場案内
受講料 1名:48,600円 同時複数人数申込みの場合 1名:43,200円

受講対象

 実装設計技術者、製造技術者、品質保証技術者、クレーム処理担当者、生産技術者、実装設備技術者

予備知識

 特になし

習得知識

 1)はんだ接続のメカニズム
 2)はんだ実装材料の特性と選定
 3)リフローはんだ実装の特性と信頼性
 4)フローはんだ実装の特性と信頼性
 5)鉛フリーはんだ実装の特性と信頼性
 6)両面実装の特性と信頼性
 7)はんだ接続の寿命予測方法

講師の言葉

 はんだ付けは古来より実施されてきている接合法であるが、慣れ親しんでいる工法である割には過去よりなんども
トラブルを引き起こしている作業の一つである。
 自動車業界では鋼鉄の車両の中に閉じ込められているユニットが受けるストレスはとくに大きく、温度変化による
耐久寿命、湿度や結露による耐久寿命、静的荷重によるクリープ寿命などでおおきなトラブルを繰り返し
引き起こしているものでもある。
 近来ではこれに鉛フリーはんだによる新たなトラブルもでてきており、さらに海外シフトの中、日本で過去に
経験したトラブルが海外でも起きている。 これはほぼ10年を区切りに技術者の世代がかわっていくためとみられ、
ここの伝承が十分でないということでもある。
 はんだ実装技術とその周辺技術はここ10年くらいの間に飛躍的に向上してきた。
 その歴史を紐解いてみると技術革新の結果、新たに開発された技術が多くある半面、自然淘汰されて今では
使われなくなった技術も多い。 現在では使われなくなった技術はそれなりの理由があって我々はそこから読み取れるものを
活かしていかねばならない。世代が変わるごとに失敗を繰り返してはならないのである。
 この講座では長年、自動車電装部品の品質保証を担当してきた講師の経験を「語り部」としてお話する。

プログラム

1. はんだ工法、材料、検査法の変遷
(1) はんだ付け材料の歴史とそこから読み取れるもの
(2) はんだ付け工法の歴史とそこから読み取れるもの
  a)フローはんだ実装工法
  b)リフローはんだ実装工法
  c)混載実装工法
  d)両面実装工法(両面リフロー実装、リフロー局部ディップはんだ実装)
  e)フリップチップ実装、BGA実装工法
(3) はんだ実装検査法の歴史とそこから読み取れるもの
  a)インサーキットテスト(低電圧化)
  b)はんだ検査法(目視検査から画像検査へ)
2. はんだ接続の構造
(1) 初晶、拡散層、金属間化合物
(2) Sn-Pb系はんだ、Sn-Ag-Cu系はんだの組織
(3) 予熱・乾燥・溶解・流動・固化の挙動と様態変化(高速度カメラ観察)
3. 工法
(1) はんだ付け温度プロファイルの主要点の意味付けとその基本的な考え方
 a)リフローはんだ
 b)フローはんだ
 c)コテはんだ
(2) 実装材料選定の基本的な考え方
 a)積層板・基板
 b)はんだ材
 c)プリフラックス・ポストフラックス
 d)はんだペースト材
 e)コーティング材
(3) はんだ材
 a)はんだの種類
 b)はんだ融点と最高使用温度
 c)はんだ合金状態遷移図
 d)主要金属とはんだ合金層の関係
 e)はんだ材の伸びと引張り強さの関係
 f)はんだの変位と荷重の関係
 g)はんだの温度と強度の関係
 h)はんだの凝集力と広がり性の関係
(4) 積層板・基板・レジスト材
 a)銅張り積層板の種類
 b)基板の膨張係数と耐熱衝撃性の関係
 c)基板の吸水率と耐湿度性の関係
 d)基板の種類、構造と膨張係数の関係
 e)基板のガラス繊維量・組み方・径・本数と吸水率の関係
(5) リフローはんだ実装(表面実装)
 a)はんだ実装温度の基本的な考え方
 b)工法(大気リフロー、窒素リフロー、真空リフロー)
 c)構造(平行流方式、垂直流方式、垂直乱流方式)
 d)はんだ部位の応力歪の構造と歪の分布
 e)はんだ印刷と転写率の考え方
 f)メタルマスクの加工法と版抜け性の関係
 g)版離れ方式と版抜け性の関係
 h)はんだペーストの常温放置時間とはんだ濡れ性の関係
 i)はんだ印刷のローリング時間とはんだ濡れ性の関係
 j)大気リフローと真空リフローにおけるはんだボイドの関係(高速度カメラ観察)
 k)表面実装におけるはんだ熱疲労のメカニズム
 l)はんだ熱疲労に与えるはんだ因子の関係(田口メソッドによる)
 m)熱風噴き出しと排気の位置、ノズル形状による温度差ΔTの最小化
 n)冷却勾配制御
 o)主要な故障モード
 ①熱疲労寿命
 ②パッケージクラック
 ③ブラックパッド(はんだの剥れ)
 ④はんだボイド
(6) フローはんだ実装(挿入実装)
 a)はんだ実装温度の基本的な考え方
 b)工法(大気フローはんだ、窒素封入はんだ)
 c)はんだ部位の応力歪の構造と歪の分布
 d)はんだの昇り高さと間隙の関係
 e)はんだ合金のCu板上でのはんだ広がり性
 f)基板の種類・構造とはんだのクラック発生率との関係
 g)はんだ温度と荷重とクリープの関係
 h)はんだの昇り高さ、はんだの厚みとはんだクラックの関係
 i)挿入実装におけるはんだ熱疲労メカニズム
 j)主要な故障モード
 ① 熱疲労
 ② クリープ寿命
 ③ リーク劣化寿命
(7)鉛フリーはんだ実装
 a)Sn-40Pb共晶はんだと鉛フリーはんだのはんだ条件
 b)Sn-Ag-Cuはんだ合金の状態遷移図
 c)リフトオフのメカニズムとその制御法
 d)リフトオフにおよぼすはんだの中のCu量の影響
 e)リフトオフに及ぼす冷却速度の影響
 f)はんだフィレット形状とはんだ弾性ひずみの影響(有限要素法)
 g)はんだ盛り量とはんだ応力ひずみの影響(有限要素法)
 h)オーバーレジスト量と応力ひずみの影響(有限要素法)
 i)引け巣のメカニズムとその制御法
 j)Sn-Cuはんだ合金のウィスカーのメカニズムとその制御法
 k)はんだボイドのメカニズムとその制御法
 l)主要な故障モード
 ① リフトオフ
 ② 溶食(喰われ)
 ③ 凝固割れ(ひけ巣)
 ④ はんだボイド
 ⑤ ウィスカー
(8)両面実装
 a)混載実装
 ① 混載方式に適合できるデバイスの条件
 ② 混載方式のはんだ温度制御
 b)リフロー局部ディップ実装
 ① 局部ディップの実装条件
 ② 局部ディップのはんだ浸漬制御
 c)両面リフロー実装
 ① 既はんだ実装面の温度限度
 ② 表面はんだ実装面と既はんだ実装面の温度制御
 d)BGA実装
 ① BGA実装するための実装基板上の温度差ΔTとリフロー構造
 ② BGA実装温度制御
 ③ BGA実装の検査法
 e)主要な故障モード
 ① ウィッキング
 ② はんだ剥離
 ③ はんだボイドの拡大 
(9)コテはんだ(ロボットはんだ・手はんだ)
   a)コテからの熱伝達効率
  b)はんだ送り量制御、三軸位置補正制御、コテ当て角度制御
  c)はんだ残量検知、はんだつまり検知
(10)レーザはんだ
 a)焦点距離(ワークディスタンス)
 b)ビーム径、照射角度、反射率、出力プログラム制御
(11)はんだ画像検査
  精度、角度、画像検査プログラム制御
(12)インサーキットテスト、ファンクションテスト
  a)インサーキットテスタの基本条件
  b)ファンクションテスタの基本条件
  c)プローブピンの種類と接触圧力、摺動距離、交換寿命の関係
  d)プローブピンの構造と接触信頼性の関係
   e)フィクスチャの検証、始動点検プログラム
4.寿命予測
  a)はんだ接続の寿命の基本的な考え方
  b)故障モード別ワイブルパラメータmで外挿して寿命を予測する法
   ① ファーストフェイラーポイント法
   ② 規格最悪値法 
   c)故障モード別の理論モデル式を利用して定数をもとめた修正式から寿命を予測する法
   ① 熱疲労寿命
   ② クリープ寿命
   ③ マイグレーション寿命
  d)故障モデル基本式