不清潔なPCB表面は、ほこり、繊維、ルーティングの破片、または他の緩い粒子がステンシルと基板のガスケットに干渉したり、はんだパッドの一部を妨げたり、ステンシルの裏側に転送された場合に、はんだペースト印刷の欠陥を引き起こす可能性があります。

その結果、印刷物には不十分なペースト、不規則な堆積エッジ、にじみ、過剰なペースト、または隣接パッド間の湿ったブリッジングが示される場合があります。ただし、これらの欠陥のサインはPCBの汚染に特有ではありません。ステンシルの状態、基板の支持、アライメント、アパーチャーデザイン、はんだペーストのレオロジー、スクイージーの圧力、分離設定が同様の結果を生じる可能性があります。

したがって、正しいアプローチは、観察された欠陥をその物理的メカニズムに接続し、リフロー前にそれを確認し、適切な是正措置を適用することです。

PCB表面の汚染がはんだペースト印刷に与える影響

ステンシル印刷では、PCBがステンシルの下で支持され、接触するように持ち上げられます。ステンシルは各開口部の周りでボードにガスケットを成立させ、はんだペーストが意図したパッドエリアのみに塗布されるようにします。

緩い汚染がこのインターフェースを変化させます。

汚染メカニズム	印刷インターフェースでの影響	可能な印刷欠陥	適切な対応
粒子がステンシルとPCBの間に挟まれています。	ステンシルが局所的に持ち上げられ、はんだマスクやパッドに対してガスケットを成立させることができません。	にじんだ塗布、過剰なペースト、不十分なエッジ定義、または湿ったブリッジ	印刷前に緩い粒子を取り除き、ボードの平坦度と支持を確認します。
粒子がはんだパッドの一部を覆っています。	意図した塗布の一部がパッドに正しく接触できません。	ペースト面積の減少、不規則な塗布、または局所的に不十分なペースト	もう一度印刷する前に、PCBの入荷を検査し、清掃します。
粒子がステンシルの開口部に到達します。	ペーストの充填や開口部の放出が一貫性を欠くようになります。	不完全な塗布、欠落したペースト、または塗布量の変動	開口部とステンシルの裏側を検査し、必要に応じてPCBとステンシルを清掃します。
汚染がPCBからステンシルの裏側に移ります。	汚染はその後のボードにも影響を及ぼします、たとえ元の汚れたPCBがプリンターを離れた場合でも。	繰り返しのにじみ、ブリッジング、またはパッドエリア外の塗布。	入荷するPCBの清潔さとステンシル下の清掃を管理してください。
静電気が取り扱いやロードの後に新しい粒子を引き寄せます。	清掃された表面が印刷前に再汚染されます。	ボード間で変動する間欠的な欠陥	粒子除去前に静電気を減らし、不安定な取り扱いを最小限に抑えます。

ステンシルの裏側の汚染または残留物がガスケット作成を妨害し、意図しない領域や必要な場所で不十分なはんだペーストにつながる可能性があります。また、ボードの平行性、はんだマスクの厚さ、アライメント、ステンシルの状態を、それぞれ異なる変数として特定し、類似の印刷問題を引き起こす可能性があります。

不十分なガスケット、にじみおよび湿ったブリッジング

不適切なガスケットは、ステンシルが印刷される開口部周辺のPCBと効果的に接触しないことを意味します。

粒子が局所的な隙間を作ると、はんだペーストは開口部の境界内に留まるのではなく、ステンシルの下に広がることがあります。堆積物は、基部が広がっている、エッジがぼやけている、または隣接するパッドに向かって伸びる細いペーストの跡を持つことがあります。もしペーストがリフロー前に2つの堆積物を接続する場合、これはウェットブリッジです。

リフロー後、同じ状態ははんだブリッジになるか、はんだボールを生成する可能性がありますが、ポストリフローのブリッジだけでは元の原因がPCBの汚染であることを証明するものではありません。

アンダーステンシルペーストも同様のメカニズムを生成します。PCEAは、ステンシルの接触面に残ったペーストが効果的なガスケットを妨げ、過剰な堆積物、はんだブリッジ、はんだボールと頻繁に関連していることを報告しています。

これにより、重要な診断上の区別が生まれます：

PCBに到着した粒子が問題を引き起こす可能性があります。
ステンシルの裏側に残ったペーストまたは汚染物質が、その後の印刷サイクルに問題を持ち込む可能性があります。
ステンシルの拭き取り頻度を増やすことで二次的な汚染を制御できますが、元の粒子源を排除することはできません。

したがって、PCBクリーニングとアンダーステンシルクリーニングは、同じ印刷インターフェースの異なる部分を制御します。

不十分で完全でないはんだペーストの堆積

汚染されたPCBは必ずしも過剰なペーストを生成するわけではありません。パッドの上に位置する粒子は、利用可能な接触面積を減少させるか、PCBがステンシルから分離する際のペーストのリリースを妨げる可能性があります。

SPIの結果は次のように示されることがあります：

堆積面積の減少
低いペースト量
不規則な堆積高さ
部分的に欠落した堆積物
連続した基板間の転送効率が不安定

トランスファー効率は、アパーチャボリュームがPCBに転送される割合です。低いまたは不安定なトランスファー効率は、不適切な面積比、塞がれたアパーチャ、摩耗したステンシル壁、正しくないはんだペーストの状態、または分離特性から生じる可能性があります。PCBの汚染に自動的に起因するわけではありません。

はんだペーストの量は重要です。過剰なペーストはショートを引き起こす可能性があり、不十分なペーストははんだ接合部の電気的または機械的な完全性を低下させる可能性があります。

PCB表面が本当に根本原因ですか？

欠陥の視覚的外観だけでは不十分です。欠陥パターンを使用して、次に何を検査するかを決定してください。

観察されたパターン	最初のチェック	診断解釈
欠陥がランダムに現れ、基板間で位置が変わる	進入するPCB表面、パッケージ繊維、ローダー、コンベヤー、製造環境	緩い汚染は信頼できる原因です
すべてのPCBが同じパッドで同じ欠陥を示す	ステンシルアパーチャ、パッド設計、基板支持、アライメント、局所的な基板の平坦性	繰り返し可能な工具またはプロセス条件がより可能性が高い
スミアリングまたはブリッジングが連続印刷に伴って悪化する	ステンシルの裏面、ワイプ間隔、以前の基板から転送された汚染	進行性のアンダーステンシル汚染がありそうです
アンダーステンシルワイプの後、欠陥がすぐに現れる	ステンシルの乾燥、ワイプメディア、溶剤の適合性、真空サイクル	洗浄サイクル自体が次の印刷に影響を与える可能性があります
SPIの結果は許容範囲ですが、ブリッジング、デウエッティング、またははんだボールがリフロー後に現れる	配置、ペーストの沈下、はんだ性、酸化およびリフロープロファイル	さらなる証拠なしにPCB表面の印刷欠陥として分類しないでください
掃除された基板と掃除されていない基板が同じSPI分布を生じる	ステンシル、ペースト、プリンター、サポート、PCBの寸法条件	表面粒子の除去が主な修正アクションである可能性は低い

これらのパターンは診断の手がかりであり、受け入れ基準ではありません。結論は視覚的な仮定ではなく、制御された比較から来るべきです。

AIMの印刷ガイダンスは、基板の平坦性、基板サポート、分離挙動、印刷速度、スクイージー圧力をペースト放出と印刷定義に影響を与える変数として特定しています。

リフロー前に欠陥を確認する

印刷問題をリフロー問題から分離する最も直接的な方法は、印刷後にすぐにはんだペーストの deposit を検査することです。

2D検査ではペーストのカバレッジ、オフセット、パッド間のブリッジングを評価できます。3D SPIシステムはさらにデポジットの高さと体積を測定できます。IPC技術作業は、はんだペースト印刷プロセスを評価するための重要な測定値として面積、高さ、体積、ブリッジ検出を特定しています。

実用的な検証試験は、同じ入荷ロットからのPCBサンプルを使用するべきです：

サンプルを洗浄されたグループと未洗浄のグループに分けます。
ステンシル、はんだペースト、プリンタプログラム、基板サポート、スクイージーと分離設定を変更しないでください。
同じSPIプログラムで両方のグループを検査します。
デポジット面積、高さ、体積、オフセット、ブリッジアラームを比較します。
欠陥が固定された位置に留まるか、基板間で移動するかを記録します。
試験中に転送された粒子やペーストのにじみについてステンシルの裏側を検査します。

試験には再現性を示すために十分な数の基板を使用する必要があります。視覚的に許容される印刷が1回あるだけでは、安定したプロセス制御を示すものではありません。

印刷前に除去できる表面汚染物質はどれですか？

乾燥したPCB表面の清掃は、以下のような緩い汚染に適しています：

ほこり
繊維や髪
包装のゴミ
ルーティングまたはデパネライゼーションの粒子
緩いはんだマスクや基板の粒子
静電気によって引き寄せられた異物のごみ

これらの汚染物質は通常、印刷前に液体洗浄プロセスを導入せずに緩めたり、取り除いたり、集めたりすることができます。

油膜、指紋、接着剤の残留物、酸化物、およびイオン汚染は別個に評価する必要があります。乾燥した粒子クリーニング機は、はんだ性や化学的清浄性を回復するための普遍的な方法として提示すべきではありません。

目に見える清潔さは、イオン清潔さを証明するものではありません。イオン汚染には、特定の試験方法と受け入れ基準が必要です。

はんだペースト印刷前のPCBクリーニング

緩い表面粒子が印刷プロセスの変数として確認された場合は、はんだペーストプリンタの直前にクリーニングステージを設置してください。これにより、清掃後にPCBが再汚染される機会が減ります。

一般的なライン配置は以下の通りです：

PCBローダー → PCB清掃機 → はんだペーストプリンター → SPI → ピックアンドプレース → 再流動炉

クリーニングプロセスは、制御されていない圧縮空気で粒子を移動させるだけでなく、静電気を減少させ、汚染物質を緩め、放出された材料を捕集して、基板や生産ラインの他の場所に沈着しないようにする必要があります。

プロセスの完全な説明については、以下を参照してください。はんだペースト印刷前のPCB表面クリーニング.

両面PCB洗浄機 – DEZ-C753S

その DEZ-C753S 二面PCBクリーニングマシンは、はんだペースト印刷前の素PCBまたは未実装PCBのために設計されています。

3つのクリーニングブラシがほこり、繊維、緩い粒子を緩めます。イオン化された空気は、汚染物質を保持する静電気を減少させ、2つの真空セクションが放出された粒子を吸引し、前後の粘着ロールが残りのゴミを集めます。

プロセス要件	DEZ-C753S
ワークピース	素PCBまたは未実装PCB
清掃方法	自動インライン、両面乾燥クリーニング
PCBの寸法	50 × 50–350 × 350 mm
PCBの厚さ	0.4–3 mm
コンベヤの高さ	900 ±25 mm
清掃ブラシ	3本のブラシ
真空抽出	2セット
粒子収集	前後の粘着ロール
静電気制御	内蔵
空気供給	0.4–0.5 MPa
電源	AC 220 V, 50 Hz

完全な機器ラインナップは、以下の下で入手可能です。 PCBクリーニングマシン.

PCB表面の清掃では修正できないこと

プリント前のPCBクリーニングは、取り外し可能な表面汚染が確認された根本原因の一部である場合にのみ、正しい対応です。

乾燥したはんだペーストがテンプレートをブロックしている場合は、PCBクリーニングを追加するのではなく、テンプレートクリーニングプロセスを調査してください。以下を参照してください。ブロックされたSMTテンプレートアパーチャの防止方法.

よくある質問

PCBのほこりははんだペーストブリッジングを引き起こすことがありますか？

はい、粒子がテンプレートをPCBに対してガスケットするのを妨げる場合、はんだペーストはテンプレートの下に広がり、隣接するパッドに向かう可能性があります。架橋は、テンプレートの汚染、位置ずれ、過剰なペースト、不適切なサポートまたは適切でない印刷パラメータからも生じる可能性があるため、根本的な原因を確認する必要があります。