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C 61191-6 : 2011 (IEC 61191-6 : 2010)
で,ランド上のくぼみによって生成されたボイドから伸展した亀裂の例を,図C.4に示す。
亀裂 亀裂なし
図C.4−BGAボールでのボイドからの亀裂
表C.4−0.5 mm,0.4 mm及び0.3 mmピッチのマイクロビアインパッド形の
ランドをもつ部品に対するプロセス是正指標
プロセス是正指標
タイプ 定義 対策
製品レベルA 製品レベルB 製品レベルC
部品受入時の断面観察又はX線CT装置によって決定(サンプリングは,表C.6による。)。
A はんだボール中に ボイドがあるボールは,90 %以下。 プロセスの根本原
あるボイド(実装 最大ボイド率(面積)は,9 %(直径では30 %)。 因を調査して是正
前) 処置を行う。
B パッケージとの界 ボイドがあるボー ボイドがあるボー ボイドがあるボー プロセスの根本原
面にあるボイド ルは,80 %以下。 ルは,70 %以下。 ルは,50 %以下。 因を調査して是正
(実装前) 最大ボイド率(面 最大ボイド率(面 最大ボイド率(面 処置を行う。
積)は,6 %。 積)は,4 %。 積)は,2 %。
(直径では25 %) (直径では20 %) (直径では15 %)
大きさにかかわらず,ボイドがあるボールは,対象とする。
実装後の評価で断面観察又はX線CT装置によって決定(サンプリングは,表C.6による。)。
C リフローはんだ付 ボイドがあるボールは,100 %以下。 プロセス及び受入
け後のボールの中 最大ボイド率(面積)は,25 %(直径では50 %)。 部品の根本原因を
にあるボイド 調査して是正処置
を行う。
D リフローはんだ付 ボイドがあるボー ボイドがあるボー ボイドがあるボー プロセス及び受入
け後のパッケージ ルは,100 %以下。ルは,80 %以下。 ルは,60 %以下。 部品の根本原因を
との界面にあるボ 最大ボイド率(面 最大ボイド率(面 最大ボイド率(面 調査して是正処置
イド 積)は,15 %。 積)は,10 %。 積)は,5 %。 を行う。
(直径では40 %) (直径では32 %) (直径では22 %)
大きさにかかわらず,ボイドがあるボールは対象とする。
E リフローはんだ付 ボイドがあるボー ボイドがあるボー ボイドがあるボー プロセス及び受入
け後のパッケージ ルは,100 %以下。ルは,80 %以下。 ルは,60 %以下。 部品の根本原因を
との界面にあるボ 最大ボイド率(面 最大ボイド率(面 最大ボイド率(面 調査して是正処置
イド 積)は,15 %。 積)は,10 %。 積)は,5 %。 を行う。
(直径では40 %) (直径では32 %) (直径では22 %)
最大ボイド率(面積)が,2 %(直径では15 %)以下のボール
は,対象としない。
――――― [JIS C 61191-6 pdf 26] ―――――
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C 61191-6 : 2011 (IEC 61191-6 : 2010)
表C.4−0.5 mm,0.4 mm及び0.3 mmピッチのマイクロビアインパッド形の
ランドをもつ部品に対するプロセス是正指標(続き)
プロセス是正指標
タイプ 定義 対策
製品レベルA 製品レベルB 製品レベルC
部品受入又は実装後のプロセス評価のため,X線透視によって決定(サンプリングは,表C.6による。)。
A,B 受入れ時のボイド 推奨しない。 プロセスの根本原
因を調査して是正
処置を行う。
C,D, リフロー後のボイ 推奨しない。 プロセス及び受入
E ド 部品の根本原因を
調査して是正処置
を行う。
表C.5−はんだ接合部及びボイドの比率
X線画像での 直径0.2 mmのボイド
はんだ接合部の直径 ボイドの比率(直径) ボイドの比率(断面積)
mm % %
0.85 24 6
0.75 27 7
0.65 31 9
0.55 36 13
0.45 44 20
0.40 50 25
0.30 67 44
表C.6−C=0でのサンプリングプラン[品質指標値a)に対するサンプルサイズ]
製品レベルA 製品レベルB 製品レベルC
ロットサイズ
2.5 4.0 6.5 1.5 2.5 4.0 0.10 1.0 2.5 4.0
b) b) b)
1-8 5 3 2 5 3 5 3
b)
9-15 5 3 2 8 5 3 13 5 3
b)
16-25 5 3 3 8 5 3 13 5 3
b)
26-50 5 5 5 8 5 5 13 5 5
b)
51-90 7 6 5 8 7 6 13 7 6
91-150 11 7 6 12 11 7 125 13 11 7
151-280 13 10 7 19 13 10 125 20 13 10
281-500 16 11 9 21 16 11 125 29 16 11
501-1 200 19 15 11 27 19 15 125 34 19 15
1 201-3 200 23 18 13 35 23 18 125 42 23 18
3 201-10 000 29 22 15 38 29 22 192 50 29 22
10 001-35 000 35 29 15 46 35 29 294 60 35 29
注a) 品質指標値は,合格品質限界(AQL)に相当する。使用者から“きわめて重要”と指定され,小さい品質指標
値を要求された場合は,使用者は,調達文書の中で要求事項を示すものとし,図面上で“きわめて重要”な要
求事項を指定することが望ましい。
b) 全数検査を行う。
――――― [JIS C 61191-6 pdf 27] ―――――
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附属書D
(参考)
X線透視画像での測定
5.3に規定するX線透視画像の測定について記載する。
D.1 測定のしくみ
図D.1に,X線透視測定の原理図を示す。X線源から放射されたX線は,放射状に広がりながら,被測
定物を透過して撮像面に被測定物の拡大像を投影する。X線は,接合部のはんだ材料,銅配線層及び基板
中のその他の物質によって減衰し,接合部及び空洞の形状に応じた強度分布となって撮像面に到達する。
X線強度分布は,撮像管(例えば,I.I管)で強度に応じた白黒の映像に変換する。X線透視装置の中には,
断面積計算機能を備えたものもあり,上記の白黒映像をデジタル化し(例えば,40万画素以上),形状に
含む画素数を合算して断面積を算出することができる。
一般に,市販のX線透視装置では,面積計算の精度に影響を与える画像のグレースケール感度はさまざ
まである。グレースケール感度が低い装置では,球形のボイドの真の外周を検出する十分な感度がないた
め,はんだ接合部の中のボイドが小さく見える(測定値も小さくなる)ことがあり,最も小さいボイドは,
見えなくなることさえあることに留意することが望ましい。この規格で用いるX線透過装置は,6層両面
基板で,直径20 μm程度のボイドを検出する性能を備えていることが望ましい。
D.2 幾何倍率
図D.1における幾何倍率は,X線焦点から被測定物までの距離(A)と,X線焦点から撮像面までの距
離(A+B)との比で表し,式(D.1)によって算出する。
注記 X線管が試料ステージの下方に,X線検出器が試料の上方に配置されたX線透視装置もある。
A B D1 d1
幾何倍率 (D.1)
A D0 d0
幾何倍率は,測定画像の倍率を決める要素であり,精密な測定をするために重要である。幾何倍率は,
被測定物の位置が変わらなくても,観察する位置によって変動するため,X線透過画像によって精密な寸
法計測を行うためには,観察する位置ごとに正しい位置を設定する必要がある。
――――― [JIS C 61191-6 pdf 28] ―――――
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C 61191-6 : 2011 (IEC 61191-6 : 2010)
図D.1−X線透視画像
D.3 ボイド測定のX線照射量
図D.2 b)に,はんだ接合部をX線が透過する厚さの分布を示す。透過するはんだ接合部の厚さに応じて
X線は減衰する。X線照射量が十分で,接合部を透過してコントラストのあるX線透過画像が得られる場
合(例えば,管電圧100 kV)は,はんだ接合部の中にボイドが検出される。一方,X線照射量が十分でな
い場合(例えば,管電圧40 kV)には,X線は,はんだ接合部でほとんど減衰してしまうため,ボイドの
あるなしにかかわらず,接合部全体の影を検出するだけでボイドは検出されない。接合部のボイドを測定
する場合は,はんだ接合部を十分透過するX線照射量が必要である。
D.4 はんだ接合部及びボイドのX線透過画像
撮像デバイスで検出するX線透過強度分布を図D.2 c)に示す。はんだ接合部では,X線が透過するはん
だの厚さは,均一でなく,接合部が球状であるため周辺部分で少しずつ減少している。透過したX線強度
は,はんだの厚さに対応して減衰し,はんだの厚さが薄くなる周辺部では,少しずつ増加するので,接合
部のX線透過画像は,周辺部にグレー領域をもつ画像として撮像する。したがって,正確な寸法測定のた
めには,はんだ接合部のグレー領域の最外縁を検出し,最大となる接合部外形を測定することが重要であ
る。図D.2 c)では,最大となる接合部外形は,実際の外形に近く,X線透視測定条件の変動の影響を受け
にくいことを示している。また,ボイドを含むはんだ接合部のはんだの厚さは,ボイドが球状であるため
ボイドの周辺部分で少しずつ増加している。透過したX線強度は,はんだの厚さが厚くなる周辺部では,
少しずつ減少するため,ボイドのX線透過画像は,周辺部にグレー領域をもつ画像として撮像する。はん
だ接合部と同様,図D.2 c)からも分かるように,正確な寸法測定のためには,ボイドのグレー領域の最外
縁を検出し,最大となるボイド外形を測定することが重要である。はんだ接合部,ボイドのいずれについ
ても,正確な寸法を測定し,周辺のグレー領域の不確実さを回避するためにグレー領域を最小にし,最大
外形を測定することが重要である。
――――― [JIS C 61191-6 pdf 29] ―――――
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C 61191-6 : 2011 (IEC 61191-6 : 2010)
幾つかのX線照射強度に対するX線透視画像を,図D.3に示す。
a) はんだ接合部 b) 接合部のはんだ厚さ
c) 透過X線強度分布並びに接合部及びボイドの外形
図D.2−はんだ接合部及びボイドの外形測定条件
80 kV 90 kV 100 kV 110 kV 120 kV
図D.3−代表的なはんだ接合部のX線透視画像
D.5 背景の影響
実際の組立品では,BGA及びLGAを実装した電子回路基板には,銅配線及びビアなど金属部分があり,
これらが,X線透視画像の中に混在する場合がある。このような背景の不必要な画像と明確に識別して,
接合部及びボイドを認識することが重要である。多くのBGAはんだボールなど厚さのあるはんだ接合部
(例えば,直径300 μm)では,容易に識別できる場合が多いが,LGAのようなはんだ接合部が薄い場合
(例えば,厚さ100 μm)では,注意深く設定する必要がある。
D.6 測定値の検証
X線透過画像による測定値と実際の断面積との関係は,被測定物と同様の材料,構造及び形状をもつ校
正用試験片を用いて,実際の接合部又はボイドの断面を測定することによって,検証することが望ましい。
――――― [JIS C 61191-6 pdf 30] ―――――
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JIS C 61191-6:2011の引用国際規格 ISO 一覧
- IEC 61191-6:2010(IDT)
JIS C 61191-6:2011の国際規格 ICS 分類一覧
- 31 : エレクトロニクス > 31.180 : プリント回路及びプリント配線板
JIS C 61191-6:2011の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISC5603:1993
- プリント回路用語