PCB はんだ付けプロセス:議論されたさまざまなタイプと重要なリソース

2021 年 4 月 26 日

はんだ付けは、PCB の製造と組み立てにおける重要なステップです。これは、PCB はんだ付けプロセスとして一般的に知られています。はんだ付けは、PCB 製造で実装されたコンポーネントをプリント回路基板に固定するために使用されます。このプロセスでは、実装されたコンポーネントのアクティブ エンドが PCB ボードに固定され、PCB に実装された他のコンポーネントと相互接続されます。このプロセスでは、溶融した材料をさまざまなコンポーネントの接続点に適用し、固化させて耐久性のある接合部を形成します。ただし、PCB のはんだ付けプロセスは思ったほど簡単ではありません。 PCB の動作要件に基づいて採用された、さまざまなタイプの PCB はんだ付けプロセスがあります。また、PCB のはんだ付けに選択されるリソースは、はんだ付けの種類によって異なります。この投稿では、これらのさまざまな種類のはんだ付けと、それらを完了するために必要な必須リソースについて紹介します。

PCB はんだ付けプロセスの種類

以下に示すように、産業用 PCB 製造で採用されるはんだ付けプロセスには 2 つの一般的なタイプがあります。

• ソフトはんだ付け:

  ソフトはんだ付けは、負荷の低いコンポーネントをはんだ付けするために実行されるはんだ付けの一種です。このプロセスは、90°C ～ 450°C の低温で行われます。軟ろう付けに使用されるはんだ材料は、スズ-亜鉛合金、亜鉛-アルミニウム、カドミウム-銀などの金属合金です。このプロセスでは、コンポーネントと PCB の間の結合が弱くなります。ただし、壊れたはんだ接合部の修復には適しています。高い信頼性が要求される PCB には採用できませんが、このプロセスによって生じる熱応力により、破損したはんだ接合部が修復される可能性があります。

• はんだ付け:

  ハードはんだ付けは、より信頼性が高く、一般的なはんだ付け方法です。このタイプの PCB はんだ付けプロセスでは、部品と基板の間にスペース フィラー材料が適用されます。このタイプのはんだ付けでは、真鍮または銀がスペース フィラー材料として使用され、適用温度は 450°C を超えたままです。このタイプのはんだ付けは、はんだ付けされた表面間のより強い結合を提供します。ハードはんだ付けは、さらに次の 2 つのタイプに分類されます。

  • 銀はんだ付け:

    銀はんだ付けは、主にはんだ付けのメンテナンスに使用される硬質はんだ付け技術です。このプロセスでは、銀の合金が充填材として使用されます。このはんだ付け方法を採用する場合、溶融した銀合金をはんだ付けスペースに広げるためにトーチが必要です。

  • ロウ付け:

    ろう付けは、上記の種類のはんだ付けとは少し異なります。この硬質はんだ付け方法では、互いに対向する表面材料と空間充填材料を加熱する必要があります。結合は、両方の溶融材料の融合により行われます。この工程は、銀硬はんだよりも非常に高温で行われます。ただし、ろう付けは、PCB はんだ付けの信頼性の高い方法と考えられています。

PCB はんだ付けプロセスの必須リソース

上記の PCB はんだ付けプロセスを完了するには、次のリソースが必要です。

• 空間充填材/はんだ:

  スペース フィラーまたははんだ材料は、一般的に金属合金です。これらの合金は、はんだ付けの要件と従う工業規格によって異なります。以下は、PCB 受託製造業者が使用するはんだ材料の種類です。

  • 鉛ベースのはんだ:

    はんだ付けには、スズ-鉛合金などの鉛ベースのはんだ材料が使用されます。このタイプのはんだ材料は、高い引張強度とせん断強度を提供します。理想的には、このタイプのはんだはソフトはんだ付けに使用されます。

  • 鉛フリーはんだ:

    RoHS 準拠の PCB では、銀、ビスマス、インジウムなどの鉛フリーはんだ材料が使用されています。鉛は有毒物質であり、RoHS ガイドラインと EU 規格に従って、鉛フリーはんだが採用されています。

• はんだガン:

  はんだガンは、はんだスペース フィラー材料を注入するために使用される装置です。はんだガンは高電圧を発生させてはんだ材料を溶かします。次に、溶融した材料が表面に堆積します。はんだ材料が容易に滴下しない場合は、ブロートーチを使用して、溶融した空間充填材料の滴下特性を高めます。

• はんだフラックス:

  はんだフラックスは、表面から錆を取り除き、空気の侵入を防ぎ、はんだ材料の垂れ性を改善してはんだ付けの品質を向上させるため、不可欠です。はんだ付けにフラックスを使用する場合、このプロセスはフラックス入りはんだ付けと呼ばれます。

• はんだペースト:

  はんだペーストを塗布して、はんだ付け用の表面を準備します。コンポーネント表面と成形充填材との相互作用を強化します。

PCB はんだ付けプロセスの種類と重要なリソースについて説明したので、適切な PCB メーカーを選択することも重要です。 PCB 製造およびはんだ付けサービスについては、Creative Hi-Tech などの信頼できるサプライヤーと提携する必要があります。同社は、契約 PCB 製造サービスの下で、高品質の鉛ベースおよび RoHS 準拠の鉛フリーはんだ付けサービスを提供しています。

• BGA はんだ付けを正しく行うためのヒント