コネクタに適用される IPC/JEDEC 規格鉛フリー SMT はんだ付け工程では、温度が高く設定されるため、ピン保持力と寸法安定性が低く溶けやすい樹脂を使用したコネクタハウジングだと、不具合が発生します。しかし、取り扱い要件、吸水性の抑制、ブリスターの防止を規定している定評と実績のある IPC/JEDEC 規格に準拠し、LCP を使用していない樹脂であれば、鉛フリーの SMT はんだ付け工程にも耐えることができます。現在では、コネクタを売ってしまえばもう終わりとばかりにコネクタの管理をおろそかにしてしまうコネクタメーカーもあります。このようなメーカーには、コネクタのバリューチェーン全体を強化して、JEDEC 規格の取り扱い/梱包要件を満たしてもらいたいものです。 コネクタハウジングにブリスターが発生する大きな原因の 1 つは、 吸水性です。
これまで、表面実装はんだ付け工程で IC パッケージにブリスター (破裂 ) が発生するという問題がありましたが、現在では、環境を整え、IC
パッケージの性能を踏まえて業界標準のパッケージングを行うようになっています。このような部品の性能を MSL (耐湿性レベル)
で評価して認定する規格としては、以下のものがあります。 非気密ソリッドステート表面実装デバイス用湿気 / リフロー感度分類この規格では、相対湿度といった条件をいくつか設定し、パッケージの上面が最長 8 分で 250°C (+0/-5°C) になる鉛フリーリフロープロファイル (ピーク温度まで 25°C) を使用してレベルを評価します。通常、はんだ槽のピーク温度を 300°C 以上にしないと、表面温度は 250°C になりません。
 IPC/JEDEC J-STD-033A － 湿気 / リフローの影響を受けやすい表面実装デバイスの取り扱い、梱包、出荷、使用IPC/JEDEC J-STFD-020B の後に制定されたこの業界標準規格では、上記のリフロープロファイルを使用し様々な条件の下で実施した試験の結果に基づき、こうしたデバイスを確実に保護するためのガイドラインを策定し、提供しています。現在では、多くの PC ボードメーカーが、IC パッケージを対象とするこのような取り扱いガイドラインを採用し、「 ブリスター」が発生したボードの手直しによるコスト増を回避しています。.
 鉛フリーはんだ対応コネクタの認定制度コネクタの業界団体では、耐熱性を評価する認定制度を策定し、鉛フリーはんだ付け工程に耐えられるコネクタを認定しています。この制度では、MSL (耐湿性レベル) を認定している IPC/JEDEC J-STD-020B のコンディショニングおよび浸漬条件を試験法に取り入れています。 この認定試験で採用している MSL は、気温 85°C、相対湿度 85% の環境で部品を水分に 168 時間浸漬するという条件が設けられている IPC/JEDEC Level 1 です。また、リフローピーク温度をコネクタの表面で測定するこの試験では、リフロープロファイルを 2つ使用します。1つ目のプロファイルのピーク温度は、小規模な PCB 製造工程でも制御できる 245°C です。2つ目のプロファイルのピーク温度は、1 つ目のプロファイルのピーク温度より 15°C 高い 260°C となっています。これは、鉛フリーはんだ付け工程で要求されるリフロー温度です。 故障判定基準は以下のとおりです。
5 つのコネクタを試験したところ、故障判定基準をクリアしたものはありませんでした。 このように、IPC/JEDEC MSL Level 1 の浸漬条件が設定された、ピーク温度が 260°C の鉛フリーはんだ付けプロファイルで、耐故障性 (ブリスターの防止および寸法の維持) を常に維持できるコネクタハウジング樹脂はありません。LCP (液晶ポリマー) でさえ、成形またはコネクタに含まれる気体が原因で劣化が生じ、一般的なはんだ付け温度、鉛フリーはんだ付け温度に関係なく、ブリスターが発生することがあります。 LCP を材料とする mPGA ソケットハウジングに発生したブリスター
 SMT はんだ付け工程では、コネクタがはんだリフロー炉の高温にさらされます。このため、パーツに大量に浸透していた水分が膨張し、コネクタの側面に大きな圧力が加わることで、「ブリスター」が発生します。LCP を使用していないコネクタの大半は、SMT はんだ付け工程に対応し、IPC/JEDEC J-STD-020B 耐湿性レベル (MSL) で「2 – 5a」の認証を得ていますが、コネクタの業界団体が実施している認定試験にはパスしていません。 現在使用されている様々な耐熱樹脂は、ブリスターが発生するしきい値まで水分を吸収しなければ、鉛フリーはんだ付けによる表面実装工程に対応できるため、 防湿バッグに梱包したり、 はんだ付け工程前に予備乾燥 したりするとよいでしょう。 |
