はんだ付けは、ろう材を溶かして2つの金属を接合するプロセスです, はんだと呼ばれる, 接合部に流れ込み、固化して強力な結合を形成します. 広く使用されています エレクトロニクス製造 プリント基板を組み立てる (PCB). PCB アセンブリで使用されるはんだ付けには 2 つの一般的な方法があります: ウェーブはんだ付けとリフローはんだ付け, 電子製品の性能を決定する上で重要な役割を果たす. しかしながら, 一部の人々はそれらを互いに混乱させ、それらの間の違いは曖昧に見えます. このブログでは, これら 2 つの方法を比較し、長所と短所について説明します。.
ウェーブはんだ付けとは?
ウェーブはんだ付けは、溶融はんだの鍋の上に PCB を通すはんだ付けプロセスです。. はんだの鍋は通常、スズと鉛の合金でできています, 250-270°Cの温度範囲で. PCB が皿の上を通過するとき, 溶融はんだの波が発生する, コンポーネントと PCB の露出した金属面を濡らします。, 強く永続的な絆を形成する.
開発の歴史
トランジスタはで発明されました 1946 ジョン・バーディーン, ウォルター・ブラッテン, ベル研究所のウィリアム・ショックレー. これにより、電子部品のサイズが縮小されました. 数年後, ラミネーションとエッチングが開発され、これにより、生産レベルで使用できるはんだ付け技術への道が開かれました。.
電子部品はほとんどスルーホールであり、はんだ付けガンを使用して個別にはんだ付けすることは実用的ではなくなります. ボード全体に一度にはんだを塗布する必要がありました. したがって、はんだペーストの波でボード全体を実行できるウェーブはんだ付けが開発されました.
ウェーブはんだ付けプロセス
ウェーブはんだ付けには次の作業が含まれます 4 ステップを一つずつ見ていきます.
1. フラックススプレー
はんだ付け性能は主に金属表面の清浄度に依存します. また、はんだフラックスの機能にも依存します. シームレスなはんだ付け作業で重要な役割を果たします. はんだフラックスの主な機能は:
•コンポーネントのピンとボードの金属表面から酸化物を除去します.
•熱プロセス中の回路基板の二次酸化の停止.
•はんだペーストの表面張力を下げる.
•必要な熱の適切な伝達.
2. 予熱
PCBは、コンベヤーベルトに似たチェーンに沿ってパレット内のヒートトンネルを通って移動します. フラックスの活性化と予熱の実施に必要です.
3. ウェーブはんだ付け
温度が上がり続けるとき, はんだペーストが溶けて液体になります. これにより、はんだの波がボード全体に伝わり、コンポーネントがボードとしっかりと結合できるようになります。.
4. 冷却
ウェーブはんだ付けプロファイルは温度曲線に適合しています. ウェーブはんだ付け段階で温度がピークに達した後、曲線は急降下し始めます. これは、 “冷却ゾーン。” 室温まで冷却した後、ボードを正常に組み立てることができます.
ウェーブはんだ付けの長所
高スループット: ウェーブはんだ付けは、複数のコンポーネントを同時にはんだ付けできる高速プロセスです, 大量生産に適したものにする.
強力な機械的結合: ウェーブはんだ付けによって形成されたはんだ接合部は、強力で信頼性があります, 高い機械的ストレスを受けるコンポーネントに最適.
優れた熱性能: はんだウェーブからの熱がPCBに浸透する可能性があります, 優れた熱性能と熱放散を確保.
ウェーブはんだ付けの短所
限られたコンポーネントの互換性: ウェーブはんだ付けはすべての人に適しているわけではありません PCB コンポーネント, 一部のコンポーネントははんだ波の高温に耐えられない場合があるため.
限られた精度: はんだウェーブを正確に制御できない, これにより、はんだの品質が低下したり、敏感な部品が損傷したりする可能性があります.
環境への懸念: ウェーブはんだ付けで鉛ベースのはんだを使用すると、環境に危険をもたらす可能性があります, 一部のアプリケーションでは望ましくない.
リフローはんだ付けとは?
リフローはんだ付けの場合, コンポーネントは最初に回路基板のパッドに一時的に貼り付けられます. 次に、それらは熱風または他の熱伝導および放射の方法によって恒久的に接着されます. リフローはんだ付けは比較的簡単に実行でき、初心者でも小規模で簡単に実行できます。. リフローはんだ付けには、リフローはんだ付けオーブンと呼ばれることが多いリフローはんだ付け機が必要です。.
リフローはんだ付け工程
先に述べたように, はんだ付けが実際に始まる前に、電気部品が一時的にコンタクトパッドに取り付けられます. これには2つのステップが含まれます. 最初のステップで, はんだペーストは、はんだペーストステンシルを介して各パッドに正確に塗布されます. 2番目のステップで, コンポーネントをパッドに配置するためのマシンを選択して配置するために使用します. 実際のリフローはんだ付けは、これらの準備が完了するまで開始されません.
実際のはんだ付けプロセスには、これから説明する4つのステップがあります。.
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予熱
高品質のPCBを製造する場合は、予熱が非常に重要です。. リフローはんだ付けには2つの主な目的があります.
- これにより、PCBアセンブリが必要な温度に簡単に到達し、必要な熱プロファイリングを実現できます。.
- 予熱ははんだペースト内の揮発性溶剤を押し出し、それらを完全に排出するのに役立ちます. 正しく行わないと、はんだ付け品質に影響します.
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サーマルソーク
リフローはんだ付けは、はんだペーストに含まれるフラックスにも依存します. したがって、, フラックスが活性化するためには、温度が大幅に上昇する必要があります. そうでなければ, フラックスはリフローはんだ付けプロセスで積極的な役割を果たしません.
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リフローはんだ付け
このステップには、プロセス全体のピーク温度が含まれます. ピーク温度により、はんだペーストの溶融とリフローが可能になります. リフローはんだ付け工程では温度管理が非常に重要です. 温度が非常に低い場合は、はんだペーストのリフローが停止する可能性がありますが、温度が非常に高い場合は、ボードまたはSMTコンポーネントが損傷する可能性があります。.
例えば, BGA リフローはんだ付け中に溶けるはんだボールがたくさんある. 最適なはんだ付け温度に達しない場合、これらのボールが不均一に溶け、BGAが再加工される可能性があります。.
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冷却
ピーク温度に達したとき, 温度曲線が下がり始めます. 冷却するとはんだペーストが固化し、部品はボード上の接触パッドに恒久的に固定されます.
リフローはんだ付けのメリット
高精度: リフローはんだ付けにより、はんだ付けプロセスの正確な制御が可能, 高品質で信頼性の高いはんだ接合を実現.
複雑な PCB に最適: リフローはんだ付けは、複数のコンポーネントを持つ複雑な PCB に適しています, それが許す限り 選択的はんだ付け 個々のコンポーネントの.
環境にやさしい: リフローはんだに鉛フリーはんだを使用することで、より環境に配慮したオプションとなります.
リフローはんだ付けの短所
限られたスループット: リフローはんだ付けは、ウェーブはんだ付けよりも遅いプロセスです, 各コンポーネントを個別にはんだ付けする必要があるため, 大量生産には向かないかもしれません.
温度に敏感: リフローはんだ付けは温度変化に敏感です, また、ばらつきがあると、はんだの品質が低下したり、部品が損傷したりする可能性があります.
限られた機械的強度: リフローはんだ付けによって形成されたはんだ接合部は、ウェーブはんだ付けによって形成されたものほど強くない場合があります, 高い機械的ストレスを受けるコンポーネントには適していません.
リフローはんだ付けについて詳しく知りたい方はこちら, 他のブログもチェックしてください: PCBへのリフローはんだ付け
ウェーブはんだ付けとリフローはんだ付けの違い
リフローはんだ付けとウェーブはんだ付けの違いは、選択する際に重要であるため、決して無視することはできません。 PCBAサービス. はんだ付けの変更は、アセンブリの製造プロセス全体に大幅な変更を加える傾向があります. これらには製造コストが含まれます, 市場投入までの時間, 効率, 利益, 等.
はんだ付けプロセス
製造工程におけるリフローはんだ付けとウェーブはんだ付けの主な違いは、フラックス溶射工程です。. ウェーブはんだ付けにはこのステップが含まれますが、リフローはんだ付けには含まれません。. はんだ付け工程を促進するためにフラックスを使用しています. 表面張力をなくし、表面張力を下げることで保護的な役割を果たすことで役立ちます. フラックスは、時間と温度を集中的に制御することによってのみ達成できる活性化した場合にのみ機能します. リフローはんだ付けの場合, はんだペーストにフラックスが存在する. したがって, 必要なフラックス含有量を適切に調整して達成する必要があります.
応用
一般的に, ウェーブはんだ付けはDIPとTHTに最適ですが、リフローはんだ付けはSMTアセンブリに最適です. しかしながら, 回路基板には、スルーホール コンポーネントまたは表面実装デバイスのみが含まれることはめったにありません。. そのため、SMTを混合して使用する必要があります。, THT, およびDIP. 混合アセンブリに関しては, 最初にSMTを実行し、次にDIPまたはTHTに焦点を合わせます. これは、リフローはんだ付けの温度がウェーブはんだ付けの温度よりもはるかに高いためです。. この順序に従わないと、はんだペーストが再び溶ける可能性があります. これにより、はんだ付けされたコンポーネントがボードから落ちたり、欠陥が発生したりする可能性があります.
生産能力
主に量産にウェーブはんだ付けを使用しています. 比較的短時間で多数のプリント基板を製造するのに役立ちます. リフローはんだ付けは、高精度が要求される複雑な PCB に適しています。. また、少数のプリント基板を製造する場合は、リフローはんだも使用します。. 時間の制約があまりない場合は、この手法を利用します.
以下の表は、ウェーブはんだ付けとリフローはんだ付けの違いをわかりやすく示しています。:
| 側面 | ウェーブはんだ付け | リフローはんだ付け |
| プロセス | はんだは溶融波または噴水の中にあります | はんだペーストはあらかじめ塗布されています, コンポーネントはオーブンでリフローされます |
| に適し | スルーホール部品 | 表面実装部品 |
| コンポーネントの処理 | コンポーネントのサイズと密度が制限されている | 小さめのサイズに適しています, 高密度の PCB |
| はんだ付け | PCB全体に適用 | 特定の領域に選択的に適用される |
| フラックスの塗布 | 通常は別のフラックスステージを使用します | フラックスははんだペーストに含まれることが多い |
| 加熱方法 | PCBの下からの対流加熱 | オーブンでの輻射加熱または対流加熱 |
| 温度管理 | 温度は全体的に一定です | 温度プロファイルは慎重に制御されます |
| 制御の複雑さ | 比較的簡単な制御 | 正確な温度プロファイルが必要 |
| リフロー雰囲気 | 不活性窒素雰囲気は通常は必要ありません | 特定の用途では窒素雰囲気を使用する場合があります |
| 処理時間 | 同時はんだ付けによる迅速なプロセス | 個別の予熱によりプロセスが長くなる, リフロー, そして冷却段階 |
| 検査 & リワーク | スルーホールコンポーネントの検査と再加工が容易に | 表面実装コンポーネントの再加工はさらに困難になる可能性があります |
| はんだくず | PCB全体が露出するため、はんだの廃棄物が増加 | はんだペーストを選択的に塗布するため、はんだの無駄が少ない |
| 装置サイズ | 通常は大型の装置 | 装置の小型化・コンパクト化 |
| 料金 | 一般的に設備コストが安くなる | 初期設備費が高くつく |
適切な PCB はんだ付けプロセスの選択
リフローはんだ付けとウェーブはんだ付けはどちらも PCB アセンブリに効果的な方法です. 適切なオプションは、特定のボードと実稼働環境に関連するいくつかの要因によって決まります。. PCB が主に表面実装デバイスを使用する場合, 通常はリフローはんだ付けが最善の策です. はんだペーストとヒートプロファイリングにより、小型SMDコンポーネントの正確なはんだ付けが可能になります。. しかしながら, 主に持っている場合 スルーホールパーツ, ウェーブはんだ付けは、はんだを穴に素早く流し込むことに優れており、迅速な組み立てを実現します。. SMDとスルーホール部品の両方を備えた基板の場合, 選択的ウェーブはんだ付けとリフローによるハイブリッドアプローチが最適である可能性があります. コンポーネントの種類を超えて, 生産量も考慮, 設備投資コスト, 精度要件, オペレーターの経験. リフローはんだ付けにより、驚異的な精度を実現しながら生産量を削減, 一方、ウェーブはんだ付けはスループットが高くなりますが、接合品質は低くなります。. これらすべての要素を事前に分析することで、将来的な問題を防ぐことができます. 普遍的に優れたプロセスなど存在しない – 特定の PCB 設計および生産目標に最適なものを選択することで、高歩留まりが保証されます, 確実なはんだ付け.
MOKOテクノロジー, 中国の大手電機メーカーとして, ウェーブはんだ付けとリフローはんだ付けの両方を実行できる PCB を製造するための大規模な製造設備があります。. その上に, 生産能力が大きいため、大量注文のはんだ付け技術を簡単に組み合わせることができます. PCB のはんだ付けを実行するための信頼できるリソースをお探しの場合は、お気軽に お問い合わせ. ご連絡をお待ちしております。!
