鉛フリー PCB アセンブリの段階的なプロセス

2020 年 7 月 7 日

鉛フリー PCB アセンブリとは、製造のどの段階でも鉛を使用しない PCB アセンブリを意味します。鉛は、PCB のはんだ付けプロセスで伝統的に使用されています。しかし、鉛は毒性があり、人類にとって危険です。その結果を考慮して、欧州連合による有害物質の制限 (RoHS) 指令は、PCB アセンブリ プロセスでの鉛の使用を禁止しています。鉛を毒性の低い物質に置き換えても、PCB アセンブリ プロセスにほとんど違いはありません。この投稿では、鉛フリー PCB アセンブリ プロセスについて段階的に詳しく説明します。

鉛フリー PCB アセンブリのガイドライン

鉛フリー PCB の組み立てプロセスは、組み立て前プロセスと実際の組み立てプロセスという 2 つの基本的な部分に分けられます。鉛フリー PCB アセンブリ プロセスに含まれる手順の詳細は次のとおりです。

組み立て前の手順

鉛フリー PCB の製造には、組み立て前の基本的な 3 つのステップがあります。これらの手順により、エラーのない正確な PCB アセンブリの基礎が確立されます。鉛フリー PCB アセンブリの組み立て前の手順は次のとおりです。

• プロファイリング:

  プロファイリングはプロトタイプに似たプロセスです。メーカーは、完成した鉛フリー PCB をプロトタイプとして使用します。これは、機能している実際の PCB か、機能していない PCB またはダミー部品である可能性があります。組み立て用のステンシルは、プロファイリングによってトレースされます。鉛フリーのアセンブリ設計は、アセンブリとの互換性を確保するためにプロトタイプと比較されます。

• はんだペースト検査:

  鉛フリーはんだ接合部は、鉛ベースのはんだとは非常に異なる金属的な外観を呈するため、細心の注意を払って検査することが重要です。 PCB プロファイルとはんだペーストは、IPC-610D 規格に基づいて検査され、鉛フリーはんだ接合部がしっかりしていることを確認します。鉛フリーはんだ付けでは、従来のはんだ付けと比較して基板が高レベルの水分にさらされるため、このステップでは水分レベルもテストされます。

• 部品表 (BOM) とコンポーネント分析:

  このプロセスでは、コンポーネントが鉛フリーの材料で作られていることを確認するために、顧客は部品表 (BOM) を検証する必要があります。鉛フリーの部品は湿気に弱いため、製造元がオーブンで焼いてください。前提条件のステップが実行されると、実際の鉛フリーの組み立てが始まります。

アクティブな組み立て手順

アクティブ アセンブリ プロセスでは、PCB アセンブリが実際に行われます。アクティブな鉛フリー アセンブリに含まれる手順の詳細は次のとおりです。

• ステンシルの配置とはんだペーストの塗布:

  このステップでは、プロファイリング ステージの鉛フリー ステンシルを基板に配置します。次に、鉛フリーはんだペーストを塗布します。通常、鉛フリーはんだペーストの材料は SAC305 です。

• コンポーネントの取り付け:

  はんだペーストを塗布したら、部品を基板に実装します。コンポーネントの配置は、手動または自動機械を使用して行うことができます。これはピック アンド プレース作業ですが、使用するコンポーネントは BOM 検証段階で確認およびラベル付けする必要があります。機械またはオペレーターは、ラベル付けされたコンポーネントを選択し、指定された場所に配置します。

• はんだ付け:

  この段階では、鉛フリー スルー ホールまたは手はんだ付けが行われます。プロセスの種類、THT または SMT に関係なく、はんだ付けは鉛フリーでなければなりません。

• リフロー炉内の基板配置:

  RoHS 準拠の PCB は、はんだペーストを均一に溶かすために高温で加熱する必要があります。したがって、PCB ははんだペーストが溶けるリフロー炉内に置かれます。さらに、基板を室温で冷却して、溶融したはんだペーストを固化させる。これにより、コンポーネントをその位置に固定できます。

• テストとパッケージング:

  PCB は IPC-600D 規格に基づいてテストされています。このステップでは、はんだ接合部をテストします。目視検査に続いて、AOI および X 線検査が行われます。パッケージングの前に、物理的および機能的なテストが行​​われます。

鉛フリー PCB のパッケージには、帯電防止バッグを使用することが非常に重要です。これは、最終製品が輸送中に静電気の影響を受けないようにするために重要です。

ただし、鉛フリー PCB アセンブリの完全な理解にもかかわらず、完璧を期すには専門家が実行する必要があります。 Creative Hi-Tech は、PCB 製造に RoHS 準拠の FR4 材料を使用する無鉛 PCB 製造会社です。これらは、鉛フリー PCB 製造の IPC-A-600D および ANSI/J-STD-001 規格に準拠しています。

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