プリント回路基板でのガス放出

ガス放出は、ガス放出とも呼ばれ、製造および使用中に欠陥が発生します。特定のアプリケーションでは避けられませんが、機能的な最終製品を確保するには、ガス放出を防止または軽減する必要があります。ガス放出と、それを防止または削減するためにメーカーができることの詳細をご覧ください。

PCBおよびソルダーマスクのガス放出とは何ですか？

ガス放出が発生すると、PCBに閉じ込められたガスがボード内に放出されます。最も一般的には、次の2つの状況で発生します。

• 製造中のウェーブまたは手はんだ付け： ウェーブはんだ付けや手はんだ付けでは、熱によりスルーホール付近の水分が蒸気になります。このガスが逃げると、ソルダーマスクにボイドが発生します。
• 超高真空環境での使用： 宇宙空間、実験室、医療施設などの超高真空環境を含むアプリケーションでは、真空によって蒸気がPCBから逃げ出し、機器の残りの部分に凝縮が生じる可能性があります。

ガス放出によって引き起こされる問題

2つの一般的なタイプのガス放出はPCBのライフサイクルのさまざまな部分で発生するため、それぞれがメーカーに独自の課題を提示します。これらの問題により、PCBに欠陥が生じたり、製品が正しく機能しなくなったりする可能性があります。

はんだ付け中にガス放出が発生すると、はんだマスクに形成されるボイドが重大な問題を引き起こします。これらのボイドは、PCBのスルーホールを導電性にする無電解銅メッキに現れます。堆積プロセス中に、メーカーはPCBの層間に穴を開け、銅でメッキします。このメッキは、ボードの層全体に導電パスを作成し、最初にPCBを機能させます。この銅メッキにボイドがあると、電流がメッキを通過できなくなり、PCBに欠陥が生じます。 PCBは、その目的を果たすために無電解銅の均一な層を備えている必要があり、ボイドはそれが起こらないようにします。

高真空環境でのガス放出に関連する問題は、機器の用途によって異なります。宇宙関連のアプリケーションでは、ガス放出によって形成される凝縮が、カメラのレンズや測定ツールなどの材料に干渉する可能性があります。蒸気はレンズを曇らせ、測定結果を妨害します。医療施設と科学研究所は同様に、機器を適切に使用するために無菌環境を備えている必要があります。ガス放出は、機器や周囲の環境を汚染し、患者に危険をもたらしたり、不正確な検査結果をもたらしたりする可能性があります。

一般的な理由と解決策

ガス放出が発生する状況は異なる場合がありますが、その原因はどこで発生しても非常に似ています。ガス放出の理由は次のとおりです。

• 不適切な資料： PCBを構成する材料を選択するとき、製造業者は、製造とアプリケーションを含む、ボードのライフサイクルのすべてのステップを考慮する必要があります。金、銀、またはスズから作成されためっきには、堆積中に加熱されるとガスを生成する塩または有機物が含まれている可能性があります。高真空環境で使用されるPCBに、ガス放出の可能性が低い材料がない場合、ガス放出のリスクが高まります。
• 製造の失敗： 製造プロセスは、PCBの材料と同様にPCBの品質を決定します。はんだ付け中のガス放出は、無電解銅メッキが薄すぎるか、予熱プロセスが正しく行われていない場合によく発生します。製造プロセス中に水分を除去しないと、高真空システムでのガス放出に関連する蒸気が発生する可能性があります。

超高真空システムでのPCBガス放出の削減

PCBに適切な材料と製造がある場合でも、高真空アプリケーションではガス放出が発生する可能性があります。メーカーと顧客の両方が、ガス放出のリスクを可能な限り減らすための予防策を講じる必要があります。生産中の高真空システム用のPCBのベーキングは、特に真空中で行われる場合に、ガス放出を軽減するために効果的に機能します。ベーキングプロセスは、使用前に残留水分を取り除きます。

PCBを実装する場合、顧客は蒸気を重要なコンポーネントから遠ざけるように機器を設計できます。ガスがベントを通って逃げる経路を開発することで、ガスが閉じ込められるのを防ぎます。または、ボードを敏感な部品から遠ざけるように向けて、蒸気が影響を受けない部品と接触するようにすることもできます。発熱体は、凝縮によって形成された氷の層や膜を焼き払う可能性があります。 PCBを搭載した宇宙船は、ボードを含む側面を太陽に向けて、自然の熱で湿気を減らすことができます。

適切なサプライヤーを選択することにより、ガス放出の可能性を減らします

MCLは、製品の目的に適した技術を使用するPCBのみを供給します。ガス放出のリスクが可能な限り低いPCBを見つけるための支援を受けるために私達に連絡してください