ツームストーン
ツームストーンとは?
ツームストーン(チップ立ち、マンハッタン現象とも呼ばれます)とは、小さな受動部品――通常はチップ抵抗やチップコンデンサ――がリフローはんだ付けの最中に片端で立ち上がり、一方の端子がパッドから浮き、もう一方だけがはんだ付けされた状態になる表面実装の不良です。結果は断線となり、基板は正しく動きません。ツームストーンは、片方のパッドのはんだペーストがもう片方より先に溶け、表面張力のつり合いが崩れて部品を垂直に引き起こすときに起きます。
ツームストーンの主な原因は、リフロー時の熱の非対称(片方のパッドがもう片方より先にリフロー温度に達する)、二つのパッドでのはんだペースト量の不均等、そして片方のパッドを速く温める非対称なサーマルリリーフ形状です。PCBレイアウトはこれらすべてに直接影響します。パッド寸法の対称性、パッドにつながる配線、コッパーポアの近さ、そしてリフロー炉の搬送方向に対する部品の向きが、いずれも各はんだ接合部の熱のつり合いに影響します。小さな部品(0402や0201サイズ)は質量が軽いため、最も起きやすくなります。
レイアウトの最適化でツームストーンを防ぐ
ツームストーンは最もよくあり、かつ防げる実装不良の一つであり、その根本原因はしばしばレイアウトの判断にたどれます。物理駆動型AIレイアウトツールは、配置の段階で部品パッドの熱の対称性を保つことで、ツームストーンのリスクを下げられます。小型受動部品の両側で銅の接続を揃え、パッド寸法を等しく保ち、リフロー時に均一に温まるよう部品の向きを最適化するのです。この実装を踏まえた先手の進め方は、本来なら実装後の検査、手直し、良品率分析を必要とするツームストーン不良率を減らします。





