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CSRレポート

ボードレベル信頼性サービス

技術コンセプト

表面実装部品を搭載したプリント基板の信頼性を、ボードレベルの信頼性といいます。これは、実装部品とプリント基板との間のはんだ接合の信頼性を示すものです。

 

技術の急速な発展に伴い、携帯型電子機器は、軽量・薄型・短小・多機能化の傾向にあります。また、環境保護意識の高まりから、鉛フリー、ハロゲンフリー化が進んでいます。

 

新しいはんだ材料は硬くて脆いため、はんだ接合の品質と信頼性はますます困難な課題に直面しています。そのため、、業界では基板レベルの信頼性試験が注目されています。

 

 

電子パッケージの5レベルのパッケージング技術

パッケージングは、さまざまなレベル間のインターフェース相互接続の確立に基づくテクノロジーです。下図のように、プロセス技術は5つのレベルに分かれています。

 

  • ゼロレベル(シングルチップモジュール)─ ICチップ上に回路設計と製造を行うこと。
  • 第1レベル(マルチチップモジュール)─ ICチップのシェルをパッケージ化し、回路や封止保護の工程を完了させたもので、モジュールレベル、チップレベルのパッケージとも呼ばれる。
  • 第2レベル(PCBまたはカード)─ パッケージ化された部品を回路カード上にまとめる工程。
  • 第3レベル(マザーボード)─ 複数の回路基板をマザーボード上にまとめることで、サブシステムとなる。
  • 第4レベル(エレクトロニクス製品)─ 複数のサブシステムを組み合わせて、総合的なエレクトロニクス製品(Gate)にすること。

 

 

 

デイジーチェーン設計 

ボードレベルの信頼性試験の際に、はんだ接合部の品質を監視するために、デイジーチェーンが採用されています。組み立て後、部品とPCBの間のはんだ接合部はデイジーチェーンレイアウトで接続され、ネットワークを形成します。デイジーチェーンを介して、はんだ接合部のネットワークが電気的にオープンまたはショートしているかどうかを確認します。

 

MA-tekは、JESD22-B111、JESD22-B113、またはIPC-9701規格に基づいて、お客様のレイアウト設計をお手伝いします。以下にレイアウト例を示します。

 

 

 

デイジーチェーンのレイアウト例

 

 

JESD22-B111規格に基づくPCBの外観

 

 

 

ボードレベル温度サイクル試験

温度サイクル環境下で、表面実装部品のはんだ接合部における熱疲労と塑性変形の潜在的な影響を評価します。その結果をもとに、はんだ接合部の熱疲労寿命を評価します。

 

 

リアルタイム抵抗測定曲線

 

 

 

ボードレベル落下試験

携帯型電子機器に搭載されている表面実装部品の、落下時の加速環境下での品質を評価します。回路基板が過度に曲がると、製品の故障につながりやすくなります。

 

 

 

 

ボードレベル単調曲げ試験

単調な曲げ荷重をかけて、基板やはんだ接合部の破壊強度を測定します。

 

IPC-9702 試験

 

 

ボードレベル繰り返し曲げ試験

電話のキーストロークなど、疲労曲げの影響を受ける実際のアプリケーションで、回路基板の表面実装部品を評価すること。はんだ接合部の接合強度を確認します。

 

JESD22-B113 試験

 

繰り返し曲げ試験曲線

 

 

 

 

ひずみ測定

プリント配線板の組み立て、試験、運用中のSMTパッケージのひずみとひずみ率を測定します。

 

 


 

外力による変形

 

 

ひずみ測定の模式図 

 

 

 

振動試験

SMT製品の陸上輸送時や運用時の振動をシミュレートします。機械的な振動は、アセンブリ内部の欠陥の劣化を加速させ、さらに部品の故障につながります。

 

 

 

MA-tekは、ボードレベルの信頼性のためのワンストップ試験サービスを提供します。PCBレイアウト、PCB製造、SMT、信頼性検証、寿命推定、故障解析などのサービスだけでなく、技術コンサルティングも提供できます。

 

 

 

担当者

名古屋ラボ|営業部

長谷川文哉

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