QFP接合信頼性におけるPbの影響

ここでは、Pbフリー基板に弘輝Pbフリーはんだペーストを使用し、Sn・Pb処理のQFP部品と一緒にリフローした時の影響を見ました。

下記のように、2つの条件でのはんだ付け部を同時に観察しました。

  • 2本のリード(写真右半分 : Sn15Pbメッキ / 0.65mmピッチQFPを搭載)
  • 2個のパッド(写真左半分 : 鉛フリーペーストのみ)

加熱するにしたがい、鉛処理されたQFPメッキからの鉛が鉛フリーはんだペーストに浸出し、先端に到達し、そして、ソルダペーストがそのペースト自体の持つ融点より低い温度、210度ぐらいから溶け始めます。はんだ接合後の合金は、Sn・Pb・Ag・Cu、をベースとして融点や機械的特性の異なる合金が複数混合したものと考えられます。

195℃ほどで、リードからSn・Pbの浸出が始まる。 210℃ぐらいからソルダペーストとSnPbメッキが溶け始める リード部品のないパターンのみの場合は、218℃程からソルダペーストが溶け始めた。

部品のリードから浸出する鉛の量は、リフロー後の冷却に関係があり、上記のような接合不良を引き起こす可能性があります。これについては、はんだフィレット内でSn・36Pb・2Agの合金が構成され、この合金は約179℃の融点のため、はんだフィレット内のSnAgCu合金が固まった後、最後に固まるのが原因です。
この合金はパットの接合部分に集中するため、部品接合強度への影響が懸念されます。

Gordon Clark
Director Global Support

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