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はじめに |
電子製品の高性能化に伴い、電力処理と熱管理に対する要求も高まっています。例えば、IGBT、MOSFET、LED、RFパワーモジュールといった高出力部品は、さまざまな高性能デバイスに広く使用されています。これらの部品は、BGA、QFN、LGA、CSP、PQFN、DFNといったパッケージを採用し、小型化・高効率といった利点を持つ一方で、SMT（表面実装）におけるはんだ付け品質に対して厳しい課題を突き付けています。
これらの部品にとって、はんだ付け品質は導電性能に関わるだけでなく、放熱効率やシステム全体の信頼性に直接影響します。その中でもはんだ接合部のボイド(voids)は、潜在的な故障の主要因となります。真空リフロー炉（Vacuum Reflow Oven）技術は、この問題を解決する中核技術となり、製品の歩留まりと安定性を向上させることができます。
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はんだ接合部のボイド（Void）とは？ |
はんだ接合部のボイドとは、はんだ内部からガスが完全に抜けきらずに生じる小さな空隙のことです。このボイドは、一般的にリフローはんだ付け工程、特にはんだの溶融段階で発生します。フラックスやその他の揮発性物質から発生するガスが十分に排出されない場合、接合部内にボイドが形成されます。
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はんだボイドの隠れた危険性 |
はんだ接合部の小さなボイドは、初期段階では危険を及ぼさないかもしれませんが、時間の経過とともに、電子製品の性能と寿命を徐々に低下させ、予期せぬ故障を引き起こすことがあります。ボイドには、次のような潜在的リスクがあります。
- 電気的接続の信頼性の低下：ボイドは有効導電面積を減少させ、抵抗を増加させるため、信号伝送不良や断線故障を引き起こす可能性があります。
- 機械的強度への影響：ボイドははんだ接合部の構造的完全性を損ない、振動・衝撃・熱応力による破損リスクを高めます。
- 放熱性能の悪化：ボイドは熱の伝導を妨げ、部品の放熱効率を低下させます。その結果、局所的な過熱が起こり、劣化の加速や焼損につながるおそれがあります。特に高出力デバイスでは深刻な問題となります。
- 信頼性低下のリスク増大：長時間の環境温度の変化により、ボイド周辺に亀裂が発生・拡大し、最終的にはんだ接合部の破断を引き起こし、製品機能が失われる可能性があります。
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真空リフローはんだ付け技術 - 部品信頼性のキーパー |
真空リフローはんだ付けとは、はんだ付け工程に真空環境を導入することで、はんだ溶融時に発生する気泡を効果的に排出し、ボイドの発生を大幅に低減する技術です。その主な技術的特徴は以下のとおりです。
- 圧力差による気泡排出の促進：はんだ接合部内外の圧力差により気泡の浮力が高まり、排出が容易になります。
- 酸化反応の抑制：真空と還元ガス（水素など）を組み合わせることで、はんだの酸化を抑制します。
- はんだの流動性向上：真空環境下でははんだの流動抵抗が低減し、気泡の移動を促進します。
- ボイド率の大幅な低減：単一接合部のボイド率を1%未満、基板全体でも5%未満に抑えられます。
このように真空リフローはんだ付けは、ボイドの発生を大幅に低減し、はんだ接合品質を著しく向上させることができます。
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おわりに |
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市場における高信頼性はんだ接合への要求の高まりに応えるため、MA-tekは、高消費電力・高信頼性電子部品向けに特別に設計された先進的なSMT真空リフローはんだ付けサービスを提供しています。これにより、ボイド率を効果的に低減し、はんだ接合の信頼性を高めます。 |
MA-tekの豊富な真空リフローはんだ付けの実績では、以下の試験結果に示すように、ボイド率を30%以上から5%未満へ効果的に低減しています。MA-tekは、これまで常に高品質な分析サービスを提供し続け、お客様の最良の研究開発パートナーであり続けています。
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