板級可靠度とは何ですか?
板級可靠度は、部品が表面実装(SMT)によってプリント基板(PCB)に固定された後、その接続の信頼性を検証することを指します。テストの重点は、パッケージ部品と基板間のはんだボール(solder ball)のはんだ接合強度と耐久性を評価し、製品が実際の使用において安定した性能を維持できることを確認することにあります。
電子製品が薄型化、小型化、多機能化が進む中、無鉛はんだや無ハロゲン基板が従来の有鉛はんだやハロゲン材料に取って代わるにつれて、全体的な材料は脆性に向かい、はんだ接合部の信頼性の課題がさらに厳しくなっています。特にポータブルデバイスでは、製品が使用中や運搬中に衝撃、落下、動的荷重を受けると、スズボールはんだ接合部が破損しやすくなります。
さらに、パッケージング技術の進歩に伴い、はんだ接点のサイズがますます小さくなり、はんだ接点の信頼性を維持することが難しくなっています。これらの要因により、板レベル信頼性試験(BLR Test)は電子産業の重要な要素となり、広く注目されています。

パッケージングは、各レベル間のインターフェース結合(Interconnection)を基にした技術であり、図に示すように、そのプロセステクノロジーは5つの異なるレベルに区分される。
- 第零層級(チップレベルインターフェース結合):ICチップ上の回路設計と製造。
- 第一層級(単一チップまたは多チップモジュール):ICチップをケースに封入し、回路と密封保護のプロセスを完了することは、モジュール(Module)またはチップレベルパッケージ(Chip-level Packages)とも呼ばれます。
- 第二層級(プリント基板、PCB):第一層級でパッケージングされた部品を回路カードに組み合わせるプロセス。
- 第三層級(母板):複数の回路基板をマザーボード(Board)に組み合わせてサブシステムを形成するプロセス。
- 第四レベル(電子製品):複数のサブシステムを組み合わせて一つの完全な電子製品(Gate)を製造するプロセス。
板級可靠度は電子パッケージングの五つのレベル技術の第二レベル、重点在于评估「元件与电路板之间」的组合结构可靠度。根据IPC 9703 規範ボードレベルの信頼性は、さらに2つのタイプに細分化できます:
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部品基板試験
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簡略化テストボードを採用し、単一の種類のコンポーネントのみを含み、異なるグループに従ってテストを行う。
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テストボードには複数の同じコンポーネントが含まれる可能性がありますが、設計は最終システムの回路ボードと同じである必要はありません。
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初期検証段階に適しており、部品のはんだ接合の信頼性を迅速に評価することができます。
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システムボードレベル試験
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実際の製品に近いシステムボードを使用し、すべての主要なコンポーネントを含みます。
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テスト対象は実際に使用されるコンポーネントまたは同等のテストコンポーネントです。
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最終の応用環境における信頼性のパフォーマンスをより正確にシミュレーションできる。
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菊花鏈設計(Daisy Chain Design)
ボードレベル信頼性試験では、すべてのはんだ点の信頼性をリアルタイムで監視するために、菊花チェーン設計がよく採用されます。その原理は、特殊な回路設計を通じて、部品と基板上のはんだ点をネットワーク構造として直列接続することです。製品の組み立てが完了した後、検査装置はそのネットワークの導通または断線状態を検出することで、はんだボールのはんだ点が失敗しているかどうかを判断します。言い換えれば、どのはんだ点にひび割れや断裂が発生しても、システムはすぐに異常を検出できます。
MA-tekは、以下の国際標準に基づいて顧客向けにカスタマイズされた完全な菊花チェーンテストボード設計サービスを提供しています:JESD22-B111、JESD22-B111A、JESD22-B113、IPC-9701。規格に準拠した設計と検証を通じて、顧客は製品のはんだ接合部の信頼性のパフォーマンスをより迅速かつ正確に把握し、潜在的な故障リスクを低減することができます。