業界ヘルスケア／ライフサイエンス
主な機能:高精度はんだ付け・DFM最適化・複雑部品実装・高密度PCBA・サーマルパッド設計
概要
現代の医療機器設計では、クリアランスや構造上の理由から、「エレベーテッド」または「スタンドオフ」ベース設計の部品がよく使用されます。ある重要な医療用コントローラープロジェクトでは、一部のICに0.15mmのスタンドオフ高さがあり、標準的な実装プロセスを用いた際に、はんだの充填不足（スターブドジョイント）を引き起こしました。PCBCartは、パッド開口部の面積を再設計し、その面積を100%以上拡大することで、隣接する微細ピッチ部品間にブリッジを発生させることなく、完全で高強度なはんだ接合を確保し、この信頼性リスクを解消しました。
背景
本プロジェクトでは、複数のICに「底面が持ち上がった」構造のデザインが採用されており、部品本体とPCBの間に0.15mmの構造的な隙間が生じていました。標準的な0.12mmのステンシルでは、毛細管現象によってこの隙間を埋めるのに十分なはんだペースト量を供給できませんでした。その結果、機械的接合が弱くなり、長期の現場使用中に振動や熱ストレスに耐えなければならない医療機器としては許容できない状態となりました。
課題
機械的スタンドオフギャップ：0.15mm のギャップが標準的なステンシル厚さを超えていたため、「はんだ不足」の接合部が発生しました。
ステンシル制約:同じ基板上にある他の超微細ピッチ部品でハンダブリッジが発生してしまうため、ステンシル全体の厚みを増やすことは不可能であった。
高密度レイアウト：隣接する部品によって、はんだペーストのフットプリントを拡大するためのスペースが制限されていた。
エンジニアリングインサイト
垂直方向の厚みが制限されている場合、その解決策は「水平方向への拡張」です。パッド上にソルダーペーストを戦略的にオーバープリントすることで、「予備」の材料を確保します。リフロー時には、表面張力によってこの余分なはんだがパッド領域へと引き戻され、0.15mm の垂直ギャップを効果的に埋めることができます。
最適化戦略
開口面積の拡大元の設計と比較してステンシル開口部の面積を100％以上拡大し、必要なはんだ量を確保しました。
戦略的オーバープリント:隣接部品に対する安全なDFMクリアランスを維持しつつ、はんだフットプリントの拡張を制御して実装しました。
X線検証：中古X線イメージングスタンドオフ部において、はんだが100％飽和し、強固なフィレットが形成されていることを確認するため。
結果
完全共同飽和はんだ充填率100％を達成し、機械的および電気的な完全性を確保しました。
安定した生産歩留まり高密度の全ての量産工程において、「スターブドジョイント」欠陥の完全な排除に成功しました。
ゼロ干渉最適化されたはんだ量は、高密度な隣接部品に欠陥を生じさせることなく達成されました。
