ウェーブはんだ付けとリフローはんだ付けの比較

Dec 01, 2023

現代のエレクトロニクスは軽量化、効率の向上、高速化を採用しており、プリント基板 (PCB) アセンブリを含む製造プロセスの各リンクもこの哲学に準拠しています。 電気接続は正確なはんだ付けから得られるため、はんだ付けは電子製品の成功を決定する上で重要な役割を果たしてきました。 自動はんだ付けは、手はんだ付けに比べて高精度・高速なメリットがあり、大量生産と高いコストパフォーマンスの要求から広く選ばれています。 アセンブリ用の主要なはんだ付け技術として、ウェーブはんだ付けとリフローはんだ付けは、高品質のアセンブリに最も広く適用されています。 しかし、2 つのテクノロジーの違いにより多くの人が混乱し続けており、それぞれをいつ使用するべきなのかも曖昧です。

ウェーブはんだ付けとリフローはんだ付けを正式に比較する前に、はんだ付け、溶接、ろう付けの違いを理解することが非常に重要です (図 1)。 簡単に言えば、溶接とは、2 つの類似した金属を溶かして結合するプロセスを指します。 ろう付けとは、フィラーまたは合金を高温で加熱して溶かすことによって 2 つの金属を接合するプロセスを指します。 はんだ付けは実際には低温ろう付けであり、その充填剤ははんだと呼ばれます。

プリント基板の組み立てでは、はんだペーストを介してはんだ付けが行われます。 鉛や水銀などの有害物質を含むはんだペーストを使用したはんだ付けを鉛はんだといい、有害物質を含まないはんだペーストを使用したはんだ付けを鉛フリーはんだといいます。 鉛または鉛フリーはんだは、組み立てられた PCB が機能するように設計されている製品の特定の要求に応じて選択する必要があります。

その名前が示すように、ウェーブはんだ付けは、モーターの撹拌の結果として形成される液体の「波」を通じて PCB と部品を結合するために使用されます。 この液体は実際には錫を溶かしたものです。 これはウェーブはんだ付け機で実行されます (図 2)。

ウェーブはんだ付けのプロセスは、フラックスのスプレー、予熱、ウェーブはんだ付け、冷却の 4 つのステップで構成されます。

フラックスの噴霧。 金属表面の清浄度は、はんだ付け性を確保するための基本要素であり、はんだ付けフラックスの働きに依存します。 はんだ付けをスムーズに行うためには、はんだフラックスが重要な役割を果たします。 はんだフラックスの主な機能には、基板やコンポーネントのピンの金属表面から酸化物を除去することが含まれます。 熱プロセス中の二次酸化から回路基板を保護します。 はんだペーストの表面張力を下げる。 そして熱を伝えます。

予熱。 ベルトコンベアに似たチェーンに沿ったパレット内で、回路基板がヒート トンネルを通過して予熱が行われ、フラックスが活性化されます。

ウェーブはんだ付け。 温度が常に上昇すると、はんだペーストは液体になり、その上を伝わるエッジボードから波が形成されます。 部品を基板上に強固に接着できます。

冷却。 ウェーブはんだ付けプロファイルは温度曲線に準拠しています。 ウェーブはんだ付け段階で温度がピークに達すると、温度が低下します。これを冷却ゾーンと呼びます。 室温まで冷却すると、基板は正常に組み立てられます。

回路基板はパレット上に置かれ、ウェーブはんだ付けの準備が整うため、時間と温度ははんだ付けのパフォーマンスに密接に関係します。 時間と温度に関する限り、プロ仕様のウェーブはんだ付け機が必要ですが、PCB 組立業者の専門知識と経験は、最新の技術の適用とビジネスの焦点に依存するため、簡単には得られません。

設定温度が低すぎるとフラックスが適切に溶けず、金属表面の酸化物や汚れを反応させて溶解する能力が低下します。 また、温度が十分高くないとフラックスとメタルによる合金は生成しません。 バンドキャリアの速度、波の接触時間などの他の要因を考慮する必要があります。

一般に、同じウェーブはんだ付け装置を使用しても、組立業者が異なれば操作方法や操作知識の程度により製造効率が異なります。