7 部品実装に関するご注意

7.1 リード端子の加工

1) リード端子の折り曲げ(リードフォーミング)

半導体デバイスのリード端子の付け根部分は、リード端子とモールド樹脂の界面となるため、この部分に応力がかかり隙間ができると、耐湿性が落ちて品質に影響を与えます。
リード端子を加工する場合は、根元を固定してリード加工時のストレスがパッケージ本体に伝わらないようにご配慮ください。
また、リード端子の根元を固定する際は、加工前後でパッケージ本体に接触しないよう、パッケージ本体から少し離して固定してください。

リード加工時は次の示すように端子配列方向に曲げたり根元部分で曲げないでください。
鋭角に曲げると実装後の振動によりリード端子が折れる可能性がありますので、曲げ部にはRを設けてください。
また、リード端子の曲げ・延ばしを繰り返すとリード端子が折れますのでご注意ください。

2) リード端子へのストレス

リード端子に過度のストレスを加えると内部接続を断線させることがあります。
以下に示す矢印方向に応力を加えないでください。

7.2 金属フレームの切断・折曲げ

非絶縁型半導体デバイスの金属フレームを切断したり折曲げないでください。
半導体デバイスが劣化・破壊することがあります。

7.3 放熱器への取付け

1) 放熱器の取扱い

放熱器は電気的絶縁や十分な放熱効果をえるために取付け面に傷がつかないように取り扱ってください。特にパワー半導体デバイスでは放熱効果の点から広い接触面積が要求されます。このため放熱器は「傷」・「反り」・「よじれ」が発生しないよう丁寧に取り扱ってください。また、切削による金属片等の異物が付着しないようにしてください。

2) 放熱器の穴加工

放熱器のねじ穴加工を行う際は必ず面取りし、プレス等によるバリがないことを確認してください。
ねじ穴径・面取り径が使用ねじの頭径より大きい場合、締め付けにより半導体デバイスにストレスがかかり、半導体デバイスのパッケージや金属フレームが変形し劣化・破壊の原因となる可能性があります。また、小さい場合はタッピンねじ(推奨しません)をご使用の際に推奨締付けトルクを越えてしまったり、タップによって放熱器のねじ穴がめくれ、半導体デバイスの樹脂にクラックが発生する等のトラブルが生じやすくなります。

3) 取り付け方法

半導体デバイスを放熱器に取付ける際は、放熱器との電気的絶縁や十分な放熱効果をえるために、ねじによる取り付けを推奨します。
取り付けの際は以下に示すように平ワッシャ・スプリングワッシャを併用してください。

また、半導体デバイスは放熱器に直接はんだ付けしないでください、

4) 取り付けねじ

-頭部形状
放熱器に取り付けの際は、半導体パッケージとの接触面が平坦なねじを選定する必要があります。
JIS-B1111・JIS-B1101で規定されたトラス小ねじ・バインド小ねじ相当の頭部をもつ、十字穴付き小ねじ・すりわり付き小ねじを使用してください。

皿ねじは、半導体デバイスのパッケージに異常な応力を加える恐れがあるため、絶対に使用しないでください。

-先端形状(ねじ切り部)
当社ではタッピンねじによるタッピング取り付けは推奨していませんが、お客様の諸事情により使用する場合は、ねじの種類および放熱器のねじ穴径を適切なものとし、締め付け時に異常なストレスが生じていないことを十分確認してください。また、ご使用になる半導体デバイスの推奨締め付けトルクを厳守してください。
半導体デバイスの取り付け穴径よりも太いタッピンねじは、放熱器のみでなく半導体デバイスにあけられた取り付け穴にもタップすることとなり、劣化・破壊の原因となりますので絶対に使用しないでください。

-材質
ねじの材質は締め付け方法や締め付けトルクを十分に考慮し選定してください。
真鍮製ねじは強度が弱く、締り付けの際に頭部がねじ切れて放熱不良を起こした事例がありますので絶対に使用しないでください。

5) 締め付けトルク

締め付けトルクが小さいと、半導体デバイスと放熱器間の熱抵抗が大きくなり放熱効果が損なわれます。
締め付けトルクが大きすぎると、ねじをねじ切ったり、絶縁板を変形させて絶縁効果を損ねます。また、半導体デバイスに異常なひずみが生じて内部のリード線や半導体素子(チップ)を破壊させる可能性があります。
必ず推奨締め付けトルクの範囲でご使用ください。

6) 締め付け方法

2点止めの半導体デバイスを放熱器に取り付ける際は、片締めを避け、左右のねじを仮締めしてから、左右のねじを均等に締め付けてください。
片締めにより半導体デバイスの内部部品に損傷を与えた事例があります。

7) ドライバー

締め付けの際は、手動トルクドライバーまたは電動トルクドライバーのご使用を推奨します。
エアードライバーを使用する際は、締め付けトルクのバラツキの最大値が、推奨締め付けトルク以下となるよう十分に確認・調整してください。

8) 絶縁板

絶縁板を使用する際は、半導体デバイス・絶縁板・放熱器間に、異物・ごみが挟まらないよう取り付けてください。異物が挟まり絶縁板を傷つけて絶縁不良を起こした事例があります。
また、絶縁板にピンホールがあると絶縁不良の要因となりますのでご注意ください。

9) シリコーングリース

半導体デバイス・絶縁板・放熱器間の接触熱抵抗を小さくするため、それぞれの接触面にシリコーングリースを薄く均一に塗布してください。
シリコーングリースの中には異物が入らないよう十分ご注意ください、異物が入ると放熱性を損ねたり、絶縁板を使用する場合は絶縁板が傷つき絶縁不良を起こすことがあります。
シリコーングリースによってはベースオイルが半導体デバイス内部に侵入し、半導体デバイスの内部部品を劣化・破壊させた事例がありますので、必ず、半導体用シリコーングリースをご使用ください。
当社では以下の半導体用シリコーングリースで問題のないことを確認し推奨しております。

7.4 PCB基板への取り付け方法

1) 挿入方法

挿入型半導体デバイスを単独で、または放熱器に取り付けてPCB基板に挿入するときは、無理な応力がかからないようにしてください。特にリード端子が配列方向に曲がったり根元部分で曲がったりしないようにご注意ください。7.1.1項「リード端子の折り曲げ」・7.1.2項「リード端子へのストレス」もご参照ください。
また、PCB基板に無理に押し込んだり、無理に引き抜くと半導体デバイスが劣化・破壊することがありますのでご注意ください。
DIPタイプの半導体デバイスでは、リード端子は挿入冶具での挿入を前提に少し開き気味になっています。DIPタイプの半導体デバイスをPCB基板に挿入する場合は、必ず挿入冶具をご使用ください。

2) 挿入位置

半導体デバイスをPCB基板に挿入する際は、リード端子の根元部分まで挿入せず、PCB基板から適当な距離をとって取り付けてください。

3) 挿入後のストレス

半導体デバイスのリード端子をPCB基板に挿入してから、放熱器の爪・端子をPCB基板に挿入する場合は、半導体デバイスのリード端子にストレスが加わりやすいのでご注意ください。
また、半導体デバイス実装後の装置組み立ての際にもストレスが加わらないようご注意ください。

4) 表面実装型半導体デバイス(SMD)の取り付け

表面実装型半導体デバイス(SMD:Surface Mount Device)を取り付ける際は、リード端子をPCB基板のパターンの中心に均等に取り付けてください。取り付け後はリード端子の位置ずれがないことを確認してください。

7.5 はんだ付け

一般に半導体デバイスを高温で長時間放置すると劣化・破壊の原因となるため、はんだごて法・はんだフロー法等のいずれのはんだ付け方法であっても、短時間に低い温度で作業する必要があります。
はんだ付けの際は次の点にご注意ください。

1) はんだ付け温度

弊社のはんだ耐熱試験はJEITA EIAJ ED-4701/300強度試験Ⅰに準拠して実施しています。
はんだ付けの際はこの条件以内で作業してください。また、再はんだ付けを行う際は半導体デバイスが十分に冷えてから行なってください。
はんだごて法では300℃以上になることも考えられるため、本体の熱をラジオペンチやピンセットで逃がす等の配慮が必要です。
はんだフロー法による取り付けの際は、半導体デバイスをはんだ液に浸さないようご注意ください。

2) 表面実装型半導体デバイス(SMD)のはんだ付け条件

表面実装型半導体デバイスをリフローする際、赤外線リフロー・エアーリフローなどの全体加熱法を用いると、急激な温度上昇によりパッケージの各部位に温度差ができ、パッケージが反ったり内部部品にダメージを与える可能性があります。
実装する際は予備過熱を行い、急激な熱変化の影響を緩和してください。
当社では各半導体デバイス(面実装型)ごとに実装条件をリフロープロファイルとして提供しています。以下に代表的なリフロープロファイルの例を示します。
半導体デバイスごとのリフロープロファイルについては当社までお問い合わせください。

3) 表面実装型半導体デバイスのパッケージクラック

表面実装型半導体デバイスは防湿梱包されていても使用期限を守ってください。
長期保管品や吸湿したものを全体加熱法でリフローすると、モールド樹脂内の水分が水蒸気となってモールド樹脂に膨れが生じます。さらに水蒸気が界面剥離部分から外部に放出されモールド樹脂にクラックが発生します。モールド樹脂の膨れやクラックは吸湿量と相関があります。吸湿した可能性がある場合はベーキング処理を行ってください。
半導体デバイスごとのベーキング条件については当社までお問い合わせください。

4) 表面実装型半導体デバイスの出来栄え確認

表面実装型半導体デバイスをリフローした後は、以下ポイントを確認してください。

  • リード端子と基板パターンの位置ずれ
  • リード端子間や基板パターン間のはんだブリッジ
  • リード端子や基板パターンのはんだボールの付着
  • リード端子のへのはんだ上がり
  • リード端子のはんだ濡れ不足
  • リード端子と基板パターン周辺のフラックス残り
  • パッケージの膨れ・亀裂・破裂の有無

5) フラックス

はんだ付けの際は一般にフラックスを使用しますが、酸性やアルカリ性の強いものを使用すると半導体デバイスのリード線を腐食させることがありますのでご注意ください。当社ではロジン系フラックスのご使用を推奨します。
PCB基板にフラックスが残ると腐食や絶縁低下の恐れがあり電子回路のトラブル発生原因となりますので、はんだ付け後はフラックス除去のため洗浄することをお奨めします。

6) はんだ付け器具の接地

半導体デバイスをはんだ付けする際は、はんだごてのこて先やはんだ槽を接地するなど、電気的リークのないようにしてください。

7.6 洗浄

半導体デバイスをPCB基板に取り付けた後、フラックスなどを取り除くために溶剤を用いて洗浄を行う際は、次の点にご注意ください。

1) 溶剤(洗浄液)

フロン規制が施行される前までは、フレオン・ダイフロン・トリクレン等の溶剤が使用されてきましたが、現在は純水やメチルアルコール等による洗浄が主流となっています。
溶剤選択時は引火性・毒性・腐食性を考慮するほか、溶剤や洗浄条件によっては半導体デバイスを劣化・破壊させることも考えられるため十分な評価をお願いします。

2) 洗浄方法

超音波洗浄は洗浄槽の大きさ、振動子の周波数や出力、使用する溶剤、洗浄時間等により半導体デバイスへのストレスが異なります。
洗浄条件は、半導体デバイスの内部部品(特にボンディングワイヤー)の機械的共振点が一般に数十[KHz]の近傍にあることを考慮して十分な評価の上で決定してください。また、洗浄時間は30秒以内にしてください。
超音波洗浄の際は半導体デバイスが振動子に対して影になるよう設置してください。
振動子が半導体デバイスやPCB基板に直接触れないよう十分ご注意ください。

3) 洗浄時間

半導体デバイスを溶剤に長時間浸すと耐湿性に影響し半導体デバイスの故障原因となるため、洗浄時間は浸漬法・超音波法などの洗浄方法によらず必要最小限としてください。
半導体デバイスの洗浄方法としては、当社をはじめ一般に浸漬法が推奨されています。

4) 捺印の剥離

半導体デバイスのパッケージに施すインク捺印は非常にデリケートで、洗浄効果の高い溶剤ほどインク捺印を剥離させやすくなります。溶剤が乾燥するまでは捺印面をこすらないでください。

5) ソケットによる取り付け

当社では、基板に取り付けられた実装用ソケットにDIPパッケージなどの半導体デバイスを実装する方法は推奨していません。
お客様の諸事情でこのような実装方法を行う際は、半導体デバイスやソケットを素手でさらわないでください。経時変化でリード端子やソケットが酸化して動作不良を引き起こすことがあります。
また、長期のご使用でソケットの挿入部に塵挨がたまり、半導体デバイスの動作不良を誘発する可能性がありますので、何らかの塵挨対策をお願いします。

6) 静電気破壊

静電気に弱い半導体デバイスを取扱う際は、静電気放電(ESD:Electrostatic Discharge)により破壊させないよう十分な静電気対策を行ってください。特に半導体デバイスを放熱器に取り付ける工程は、作業者が半導体デバイスのリード端子に触れやすく、半導体デバイスの静電気破壊の事例が多い工程であり、より徹底した静電気対策が必要です。4.9項「 静電気対策」もご参照ください。
放熱器に半導体デバイスを取り付ける工程で、一次的に半導体デバイスをパーツボックスに収納する場合は、静電気破壊防止のため導電性のパーツボックスをご使用ください。
工程間の移動をプラスチック製の通い箱で行う場合は、静電気破壊防止のため導電性の通い箱をご使用ください。


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