はんだペーストの粘度測定は、電子機器製造工程、特に表面実装技術（SMT）において非常に重要なステップです。その主な目的は、はんだ接合部の品質と信頼性を確保するとともに、印刷性能と製品の耐久性を最適化することです。 

はんだペーストの粘度を測定することが重要な具体的な理由を以下に示します。

1. 印刷品質と性能の管理

• 溶接部の均一性： 粘度は、はんだペーストがステンシルを通過して回路基板に塗布される能力に直接影響します。適切な粘度により、各はんだ付け箇所にはんだペーストが均一に分布し、均一なはんだ接合部が得られます。
• 印刷エラーを防ぐ：
  • 粘度が高すぎます。 はんだペーストが濃すぎると、印刷プレートの隙間を埋めきれず、印刷漏れ、印刷ムラ、印刷漏れなどの問題が発生する可能性があります。
  • 粘度が低すぎます。 はんだペーストが薄すぎると、はんだ付けする領域から溢れ出し（崩壊）、部品のピン間ではんだブリッジが発生し、短絡につながる可能性があります。 

2. 溶接部の強度と安定性を確保する。

• 溶接精度： リフロー工程において、適切な粘度ははんだペーストの形状と位置を維持し、ずれや飛び散りを防ぎます。これにより、部品が正しくはんだ付けされ、高品質なはんだ接合部が確保されます。
• 溶接ミスを最小限に抑える： 粘度制御は、コールドジョイントやアンダーソルダリングといった一般的なはんだ付け不良を最小限に抑えるのに役立ち、それによって電子機器の信頼性と寿命を向上させます。 

3. はんだペーストの寿命と状態を管理する。

• 品質低下の評価： はんだペーストの粘度は、金属粉末とフラックス間の化学反応、あるいは溶剤の蒸発によって、時間の経過とともに上昇することがあります。粘度を測定することで、使用期限が近づいているはんだペーストの劣化を特定することができ、製造業者は使用を継続するか廃棄するかについて適切な判断を下すことができます。
• 生産工程を調整する： 粘度を監視することで、技術者は印刷速度やスキージ圧力などのプロセス要因を調整し、はんだペーストの特性のわずかな変化に関わらず、最適な性能を確保することができる。 

4. 生産パラメータの最適化

• 製品ごとにカスタマイズする： 回路基板や部品の種類によって、メーカーは印刷およびはんだ付け工程を最適化するために特定の粘度範囲を必要とする場合があります。測定は、各用途に最適な粘度範囲を判断するのに役立ちます。
• 一貫性を確認する： 定期的な粘度測定は、はんだペーストのバッチ間の均一性を確認するのに役立ちます。これは、大規模な生産プロセスにおいて、安定性と信頼性を確保するために特に重要です。

マルコム社製PCU-285はんだペースト粘度計は、同軸螺旋ポンプセンサーを使用する原理に基づいて動作します。この方法は、はんだペーストなどの非ニュートン流体特性を持つ材料の粘度を、高い精度と再現性で測定するために特別に設計されています。 

主な構成要素と原理

1. 同軸スパイラルセンサー：
   • この装置は、外側の円筒状チューブと、らせん状の内側の円筒状チューブからなるセンサーを使用している。
   • はんだペーストのサンプルは、これら2つの円筒の間の空間に配置される。
2. せん断力の影響：
   • 測定プロセス中、2つのシリンダーのうち1つが回転し、はんだペーストサンプルにせん断力が作用します。
   • はんだペーストは非ニュートン流体であり、その粘度は加えられるせん断力によって変化します。このプロセスは、スクリーン印刷時の応力下におけるはんだペーストの挙動を模倣したものです。
3. トルク測定：
   • 測定装置は、シリンダーの回転速度を維持するために必要なトルクを測定する。
   • このトルクは、はんだペーストの粘度に正比例します。はんだペーストの粘度が高いほど、シリンダーの回転に対する抵抗が強くなり、より大きなトルクが必要になります。
4. 温度調節：
   • はんだペーストの粘度は温度変化に非常に敏感です。正確で比較可能な測定結果を得るために、PCU-285には測定プロセス全体を通して安定したはんだペースト試料温度を維持するサーモスタットが内蔵されています。
5. 計算して表示する：
   • この装置は、トルクと回転速度のデータから粘度を自動的に計算します。
   • 測定結果はタッチスクリーンに表示され、データやグラフは分析のために保存できます。
   • この装置は、粘度に加えて、JIS Z3284規格に従ってチキソトロピー指数（TI）および粘度非回復率（R）を測定することも可能である。 

測定手順の概要

1. 試料の準備： はんだペーストのサンプルをらせん状センサーに供給する。
2. 温度調節： この装置は、精度を確保するために、試料の温度を必要なレベルに調整します。
3. せん断力を発生させる： 回転軸が作動を開始し、はんだペーストのサンプルに切削力を加える。
4. トルクを測定する： このセンサーは、回転速度を維持するために必要なトルクを測定する。
5. 計算して表示する： 統合ソフトウェアはデータを処理し、粘度、TI、およびRの結果を表示します。

マルコムPCU-285はんだペースト粘度計を使用するには、以下の主要な手順に従う必要があります。はんだペーストサンプルを準備し、測定装置を設置し、測定を実行します。 

1. 準備

• 機器を確認してください: PCU-285が電源に接続され、電源が入っており、内蔵のWindowsオペレーティングシステムが起動していることを確認してください。
• はんだペーストを準備します。 試験対象のはんだペーストを少量採取し、均一性を確保するためによくかき混ぜてください。
• 測定機器を設置してください。 はんだペーストの種類と計量チャンバー（通常は容量100mlまたは300ml）に適した撹拌羽根を取り付けます。計量チャンバーを装置内に設置します。 

2. タッチスクリーンによる設定

• 測定モードを選択してください： タッチスクリーンで、適切な測定モードを選択してください。PCU-285は、はんだペーストのさまざまなパラメータを測定できます。
  • 粘度： はんだペーストの粘度を測定する。
  • チキソトロピー指数（TI）： 機械的応力下におけるはんだペーストの粘度変化の程度を測定する。
  • 非回復性粘度比（R）： はんだペーストが衝撃を受けた後に粘度を回復する能力を測定する。
• パラメータを設定します。 インペラ回転速度範囲（1～50rpm）などの測定パラメータやその他のパラメータは、JIS Z3284規格に従って設定してください。

3. 操作と測定

• はんだペーストのサンプリング： 十分な量の半田ペーストを取り、あらかじめ組み立てておいた測定チャンバー内に充填する。
• 自動測定を実行する： ボタンを押す 始める タッチスクリーンを使って自動測定プロセスを開始してください。すると、機械がプリセットされたパラメータに従ってはんだペーストを攪拌します。
• 結果を追跡する：
  • 測定中は、装置の画面にグラフと測定値が表示されます。
  • 測定プロセスが完了すると、デバイスは自動的に結果を保存します。
• 結果の分析：
  • 粘度指数、TI値、R値をチェックし、はんだペーストの品質基準と比較してください。
  • これらの結果を利用して、特にSMT（表面実装技術）プロセスにおいて、生産に使用する前に半田ペーストの品質を評価してください。 

4. 接続性とデータ管理

• データのコピー: PCU-285にUSBメモリーカードを接続することで、保存済みの測定データをコピーできます。
• LANネットワークに接続します。 このデバイスはLANネットワークに接続して、コンピュータ上のデータを管理・分析することができます。

はんだペースト粘度計に関するご相談やご購入については、セミキ計測株式会社までお問い合わせください。 マルコム PCU-285以下の情報をご利用いただけます。 

一般的な連絡先情報

• ホットライン： 0979 761 016
• ご相談・販売に関するお問い合わせはメールでどうぞ： [email protected]
• Webサイト： semiki.com