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事例− 電子部品評価システム

○チップ部品工程検査代表例

○チップ部品工程検査代表例 / 事例− 電子部品評価システム
清川メッキでは非常に多くのチップ部品のめっき加工を行っています。
当然、作り込みの管理を徹底することで安定した品質の製品をお客様にお届けしていますが、その“品質”を確認するために、出荷する前に「工程検査」を行っています。
めっき工法と同様でチップ部品の工程検査にも長年の実績で培ってきたノウハウや管理ポイントがあると
自負しています。
そのチップ部品量産品の「工程検査」について、ご紹介いたします。
※その他、お客様のご要望に添った試験も導入を検討致します。お気軽にご相談下さい。

(1)膜厚測定

(1)膜厚測定 / 事例− 電子部品評価システム
特殊なX線を試料に照射させることで、めっき膜厚を測定する装置になります。(上図参照)
特徴は
・測定時間としては短時間
・様々なめっき膜厚に対応
・簡単な操作で、誰でも扱える。
があります。
上記特徴であるため、弊社ではチップ部品の工程検査として取り入れています。
蛍光X線にて膜厚データをとり、そのデータをSPC管理することで、出来栄え管理ならびに工程管理に使用しています。(上図参照)

※蛍光X線のメカニズムはこちら↓↓↓
「工程検査博士-博子ちゃんの詳しい蛍光X線解説!!」

断面研磨→金属顕微鏡での膜厚測定

膜厚を測定するもうひとつの方法として、「断面研磨→金属顕微鏡での膜厚測定」があります。
断面研磨は少なからず手間隙がかかりますが、以下の特徴があります。
・現物状態での膜厚が正確にわかる
・めっき皮膜の全体構造がわかる
があります。

工程検査としては定期的な頻度で断面膜厚を確認しています。(右図参照)
めっき膜厚だけでなく、めっき皮膜状態を確認すると同時に、蛍光X線で得られたデータとの相関を見ることで蛍光X線データの信頼性評価としても活用しています。

※蛍光X線膜厚データと断面膜厚データとの相関についてはこちら↓↓↓
「工程検査博士-博子ちゃんの蛍光X線と断面膜厚データの相関について?」

(2)ベーキング試験

チップ部品はパターンが組み込まれた基板に実装することで使われます。その実装の際に、熱がチップ部品にかかることになります。
(熱をかけることで、最表面のSn(はんだ)めっきが溶け、基板上のペーストと交わることで、基板にくっつきます)この実装条件を応用したのがベーキング試験になります。

チップに特定の温度・時間をかけることで、Snめっき厚みの
違いにより、状態が変化します。
・Snめっきが正常な場合・・・ほとんど差が見られない。
・Snめっきが薄い場合・・・Snめっき皮膜が変色する。

この現象を利用して、Snめっきが正常かどうかを行うことを工程検査のひとつとして実施しています。
 
※ベーキング試験のメカニズムについてはこちら↓↓↓
「工程検査博士-博子ちゃんのベーキング試験の詳しい解説」

(3)耐熱試験

(3)耐熱試験 / 事例− 電子部品評価システム
チップ部品のそのほとんどがまずNiめっきを行います。
Ni金属の融点が高いという性質を利用して、チップ部品の下地電極を(熱から)保護する目的で行います。
そのNiめっきが正常についているかどうかを検査するため、チップ部品を特定温度で溶融させたはんだの槽(右図)に、特定時間分浸漬を行い、電極が消失しないかを試験します。

先に紹介した蛍光X線での膜厚と相関をとり、Niめっき特性の保障として、工程検査に取り入れています。

(4)はんだ付き性試験

チップ部品にSnめっきを行う理由は、基板にチップをはんだ付けすることが最大の理由です。
先に紹介した溶融はんだ槽にチップをディップさせ、はんだが正常に付くかどうかを試験します。
蛍光X線でのSn膜厚と試験結果の相関をとり、Snめっき特性の保障として工程検査に取り入れています。

@)はんだディップ試験

@)はんだディップ試験 / 事例− 電子部品評価システム
溶融させるはんだの種類、温度、時間を振ることではんだ付き性の程度を検証することも可能です。

A)タルチン試験

A)タルチン試験 / 事例− 電子部品評価システム
一般に基板へチップ部品をはんだ付けする方法はリフローといわれる手法を用います。
これは基板上にチップを並べた状態で、熱された炉に基板を入れることで、チップ部品のSnめっきと、基板上のはんだペーストが溶け合って、はんだ付けがなされるという方法になります。
この「Snめっきとはんだペーストが溶け合う」という現象を数値的に評価する方法をタルチン試験といいます。
(装置:上図参照)

タルチン試験結果

タルチン試験結果 / 事例− 電子部品評価システム
チップ部品のSnめっきとはんだペーストが溶け合う瞬間をグラフ化することで、完全にはんだが濡れる(溶け合う)までの時間という数値に変換して評価を行います。
(はんだ濡れチャート:上図参照)

試験前に、不飽和型超加速寿命試験装置(PCT装置)にチップ部品を処理することで、信頼性の高い評価を行うことも可能です。

はんだ付き性を数値化するという意味で、非常に有効な試験になりますが、時間がかかります。
そのため、工程検査としては定期的な検査となることが一般的になります。

○試作時の評価方法

チップ部品の量産化を行う前には、必ず試作めっきを行います。
その時にめっきの状態を確認するのが画像解析になります。
チップ部品に施しためっき皮膜の表面状態や断面状態を確認し、その出来栄えを評価することで、初めて量産化に結びつくと考えています。
場合によっては、めっき皮膜の成分分析や30万倍の拡大を可能にする装置を使って、お客様にご安心いただける品質をご提供いたします。

SEM(3万倍)

SEM(3万倍) / 事例− 電子部品評価システム
スピード試作時に於ける評価方法の確立を目指し、様々な機器を導入しております。

FE-SEM(30万倍)

FE-SEM(30万倍) / 事例− 電子部品評価システム
付加価値を見出すために、様々な機器を導入しています。

☆工程検査博士-博子ちゃんの詳しい蛍光X線解説!!☆

★蛍光X線での皮膜測定★
〜非破壊式膜厚測定の仕組み〜

(1)蛍光X線の特徴

(1)蛍光X線の特徴 / 事例− 電子部品評価システム

(2)蛍光X線の仕組み

(2)蛍光X線の仕組み / 事例− 電子部品評価システム

(3)蛍光X線装置の検量線

☆工程検査博士-博子ちゃんの蛍光X線と断面膜厚データの相関について☆

★蛍光X線検量線の整合★
〜断面膜厚を利用して〜

☆工程検査博士-博子ちゃんのベーキング試験の詳しい解説☆

★ベーキング試験の仕組み★

☆ベーキング試験とは?

●ベーキング試験でのめっきの変化

●ベーキング試験でのめっきの変化 / 事例− 電子部品評価システム

☆ベーキング試験で何が分かるの?☆ 

●スズめっきが規定膜厚の場合

●スズめっきが規定膜厚の場合 / 事例− 電子部品評価システム

●スズめっきが薄い場合

●スズめっきが薄い場合 / 事例− 電子部品評価システム
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