PCBはんだ付けの種類・技術・必須リソース完全解説

はんだ付けはPCB製造と実装の重要なステップです。一般的にPCBはんだ付けプロセスとして知られています。はんだ付けはPCB製造で、実装部品をプリント基板上で固定するために使用されます。このプロセスでは、実装部品の活性端がPCB基板上で固定され、PCB上に実装された他の部品との相互接続が作られます。このプロセスでは、溶融材料が様々な部品の接続点に適用され、固化して耐久性のある接合部を形成します。しかし、PCBはんだ付けプロセスは聞こえほど簡単ではありません。PCBの運用要件に基づいて、採用される異なるタイプのPCBはんだ付けプロセスがあります。また、はんだ付けタイプに基づいて、PCBはんだ付けに選択されるリソースも異なります。本記事では、これらの異なるはんだ付けタイプと、それらを完了するために必要な必須リソースを紹介します。

PCBはんだ付けプロセスの種類

産業用PCB製造で採用される2つの一般的なはんだ付けプロセスタイプは以下の通りです：

• 軟はんだ付け：

  軟はんだ付けは、低負荷部品のはんだ付けに実施されるタイプです。このプロセスは90℃〜450℃の低温で実施されます。軟はんだ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。このプロセスは部品とPCB間の弱い結合を提供します。しかし、破損したはんだ接合部の修理には適しています。高信頼性が要求されるPCBには採用できませんが、このプロセスによる熱ストレスで破損したはんだ接合部を修正できます。

• 硬はんだ付け：

  硬はんだ付けはより信頼性が高く人気のあるはんだ付けタイプです。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。このタイプでは、黄銅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℃以上に維持されます。このタイプのはんだ付けは、はんだ付け面間のより強い結合を提供します。硬はんだ付けはさらに以下の2タイプに分類されます。

  • 銀はんだ付け：

    銀はんだ付けは、はんだメンテナンスに主に使用される硬はんだ付け技術です。このプロセスでは銀合金がフィラー材料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、溶融銀合金をはんだ付けスペースに広げるためにブロートーチが必要です。

  • ろう付け（ブレージング）：

    ブレージングは上記のはんだ付けタイプとわずかに異なります。この硬はんだ付け方法では、表面材料とスペースフィラー材料を互いに反対側から加熱する必要があります。結合は両溶融材料の融合によって起こります。このプロセスは銀硬はんだ付けより非常に高温で実施されます。しかし、ブレージングはPCBはんだ付けの高信頼性方法と見なされます。

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には、プロセス完了のために以下のリソースが必要です：

• スペースフィラー材料/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要件と遵守される産業標準に基づいて異なります。以下はPCB契約メーカーが使用するはんだ材料のタイプです：

  • 鉛ベースはんだ：

    スズ-鉛合金などの鉛ベースはんだ材料がはんだ付けに使用されます。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。理想的には軟はんだ付けに使用されます。

  • 鉛フリーはんだ：

    銀、ビスマス、インジウムなどの鉛フリーはんだ材料がRoHS準拠PCBで使用されます。鉛は有毒材料で、RoHSガイドラインとEU標準に従い、鉛フリーはんだ付けが採用されています。

• はんだごて：

  はんだごては、はんだスペースフィラー材料を注入するための装置です。はんだごては高電圧を発生させてはんだ材料を溶かします。その後、溶融材料が表面に堆積されます。はんだ材料が容易に滴下しない場合、ブロートーチで溶融スペースフィラー材料の滴下特性を向上させます。

• はんだフラックス：

  はんだフラックスは、表面から錆を除去し、空気の侵入を防ぎ、はんだ材料の滴下特性を改善することではんだ付け品質を向上させるため必須です。フラックスがはんだ付けで使用される場合、プロセスはフラックスコアはんだ付けと呼ばれます。

• はんだペースト：

  はんだペーストは、はんだ付けのための表面準備に適用されます。部品表面とモルダーフィラー材料の相互作用を向上させます。

はんだ付けのタイプと必須リソースが議論された今、適切なPCBメーカー選択も重要です。PCB製造とはんだ付けサービスでは、Creative Hi-Techのような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、高品質鉛ベースとRoHS準拠鉛フリーはんだ付けサービスを提供しています。

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