皆さんが、2019年3月6日にIPCから発表された、高プロファイルHDIボードの現場および潜在的な故障に関する警告のプレスリリースをすでに読まれたことを願っています。もし読まれていない場合、完全なプレスリリースはI-Connect 007で入手可能です。[1]
皆さんが目にされたかもしれないのは、IPCがこれから出るIPC-6012E、リジッドプリントボードの資格認定と性能仕様に含まれる警告文です:
「過去数年間にわたり、製造後のマイクロビア故障の例が多数ありました。通常、これらの故障はリフロー中に発生しますが、室温では検出不可能(潜在的)であることが多いです。組み立てプロセスが進むにつれて、故障が現れると、それがより高価になります。製品がサービスに投入された後にまで検出されない場合、それははるかに大きなコストリスクとなり、さらに重要なことに、安全リスクをもたらす可能性があります。」
パニックにならないでください! この警告の背景を説明させてください。
ここ数年、いくつかのOEMは、最善の利用可能な受入検査およびテスト方法論でスクリーニングされたにもかかわらず、彼らの高度なHDI多層基板で潜在的な欠陥を経験しました。この欠陥は、以下で観察された故障を引き起こしました:
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これらのOEMによる多大な努力と調査、およびD-32熱ストレステスト方法諮問委員会との調整を経て、IPCは新しい熱ストレステスト方法(IPC-TM-650、方法2.6.27A)と熱衝撃テスト方法(IPC-TM-650、方法2.6.7.2)を発行しました。方法2.6.27では、テスト車両またはクーポンを通常のはんだペーストリフロープロファイルに従ってピーク温度230度Cまたは260度Cに達するようにし、4線式抵抗測定ユニットに接続した状態で6回の完全なリフロープロファイルを実施し、抵抗の増加が5%を超えないようにします。テストクーポン内のデイジーチェーンは、実際の回路で使用される特徴で構成する必要があります。
これにより、これらのOEMは潜在的なマイクロビアの故障を検出し、可能な欠陥の逃避から自身を守ることができました。しかし、この潜在的なHDI故障の根本原因を見つけることは困難でした。そこで、2018年初頭にIPCは、Michael Caranoの監督のもと、業界の専門家からなる選抜グループを組織し、この状況を調査することにしました。2018年後半には、このグループはIPC V-TSL-MVIA 微小ビア故障技術ソリューション小委員会と名付けられました。私はこのグループの創設メンバーです。しかし、強調しておきたいのは、
過去1年間、私たちは会合を重ね、テストデータ、断面観察、実験結果を検討しました。これが私たちが知っていることです:
WMI委員会と私たちの調査結果についてさらに読むには、APEX 2019 WMI OPEN FORUM [2]から報告書が、また委員会によって白書IPC WP-023「Via Chain Continuity Reflow Test: The Hidden Reliability Threat- Weak Microvia Interface」が公開されています。IPCブックストアから入手可能です。
今後のIPC年次高信頼性フォーラムでのさらなる議論が、5月14日から16日にかけてボルチモアで開催されます[3]
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図1. 230OCで6回のリフロー後に観察されたWMI潜在的欠陥。[許可を得て使用][4]
図2. スタックされたマイクロビア構造とスタガードマイクロビア構造の両方を持つ複雑なHDI適格性クーポン(3-8-3)。[許可を得て使用] [4]
図3. 224.6Cで開き、冷却時に184Cで閉じる4+N+4積層マイクロビア構造のリフロープロファイルと4線式抵抗。室温試験と熱サイクル試験の後、欠陥は見られなかった。[許可を得て使用] [4]
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Happy Holdenは、GENTEX Corporation (米国最大手の自動車エレクトロニクスOEM企業) を退職した人物です。世界最大のPCB製作業者、中国のホンハイ精密工業 (Foxconn) の最高技術責任者を務めた経験もあります。Foxconn入社前は、Mentor GraphicsでシニアPCBテクノロジスト、Nanya/Westwood AssociatesおよびMerix Corporationsのアドバンストテクノロジー マネージャーを歴任しています。Hewlett-Packardに28年余り勤めた後に、同社を退職しました。前職はPCB R&Dおよび製造エンジニアリング担当マネージャです。HPでは、台湾と香港でPCB設計、PCBパートナーシップ、自動化ソフトウェアの管理を担当していました。Happyは、47年以上にわたり高度なPCBテクノロジーに携わってきました。4冊の本でHDI技術に関する章を執筆しているほか、自身の著書『HDI Handbook』も出版しています (http://hdihandbook.comで電子書籍を無料公開しています)。また、最近、Clyde Coombsとの共著『McGraw-Hill's PC Handbook』第7版も完成にこぎつけました。
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