表面実装はんだ付けとは？

表面実装はんだ付けは、部品の表面にフラックスを塗布して電子部品をはんだ付けするプロセスです。代表的なはんだ付け部品には、抵抗器、コンデンサー、ダイオード、インダクターなどがあり、いずれも端子が2つある。一方、ICには2つ以上の足があり、1つの足につき1つのパッドがあります。ICをはんだ付けする際は、足を軽く錫メッキする必要があり、できればコーナーパッドが望ましい。

表面実装はんだ付け

表面実装部品をはんだ付けする場合、部品の位置合わせに注意する必要があります。例えば、TQFPマイクロコントローラーのリードは非常に小さく、正確な配置が必要です。はんだ付けを確実に行いたい場合は、まず余分なリード線をカットする必要がある。

表面実装はんだ付けには、特別な技術と設備が必要です。従来のはんだ付けとは異なり、使用する熱量を厳密に監視する必要がある。大型部品や高電圧部品には推奨されない。このような理由から、大型部品を使用するプリント基板では、表面実装はんだ付けとスルーホールはんだ付けを併用する必要があります。さらに、表面実装はんだ付けは、スルーホールはんだ付けよりも接続が弱くなるため、大きな力がかかる部品には必ずしも適さない。

表面実装はんだ付けは、より安価なプリント基板につながるという事実にもかかわらず、このプロセスには多くの問題がある。例えば、接続不良は基板全体をダメにする可能性がある。このような問題を避けるためには、はんだ付けを急がないことが一番です。良いはんだ付け技術は、時間をかけて開発される。

フラックス

表面実装はんだ付けに使用するフラックスの種類は、最終的な仕上がりに大きく影響するため、非常に重要である。フラックスは、接続部の酸化物を除去し、熱の分散を助けます。フラックスは、フラックス入りはんだワイヤーに含まれており、高温の接続部に接触すると流れ出します。これにより、金属のさらなる酸化を防ぐことができる。フラックスは、ブラシ、ニードル、フェルトペンの3つの方法のいずれかで塗布される。

フラックスは、はんだ付け工程の前に適切に洗浄しないと、はんだ付け要件を満たさないことがあります。フラックス中の不純物は、はんだの部品への付着を妨げ、はんだ接合部が濡れない原因となります。はんだ付け工程では、はんだペーストを300～350℃の間で再加熱する。その後、温度を425degF前後に調整し、はんだを溶かす。

リフローはんだ付け

リフローはんだ付けは、はんだペーストが過熱することなくプリント基板のパッドに流れる表面実装はんだ付けプロセスです。このプロセスは非常に信頼性が高く、優れたピッチのリードを持つ表面実装部品のはんだ付けに最適です。はんだペーストが溶ける前に、プリント基板と電気部品が適切に固定されている必要があります。

リフローはんだ付けプロセスには4つの基本段階がある。これらの段階とは、予熱、サーマルソーク、リフロー、冷却です。これらの段階は、良好なはんだ接合を形成するために非常に重要です。また、部品やプリント基板へのダメージを避けるため、熱は制御された方法で加えなければなりません。温度が高すぎると、部品が割れたり、はんだボールが形成されたりすることがあります。

リフローはんだ付け装置

表面実装はんだ付けは、2つの物品を加熱して接合するプロセスである。溶接と異なるのは、使用する熱量を厳密に監視する必要がある点である。溶接とは異なり、表面実装はんだ付けは穴を通してではなく、基板の表面で行われる。そのため、製造コストが大幅に安くなり、製造企業にとってはより利用しやすいものとなっている。

リフローはんだ付けのプロセスは、高品質の部品とプリント基板を必要とする時間のかかるプロセスです。また、はんだ付けプロセスが一貫して再現可能であることを確認するためのプロファイルも必要です。しかし、高品質の回路基板を製造できるのであれば、余分な労力をかける価値はあります。

表面実装はんだ付けの推奨温度

部品の過熱や損傷を避けるには、最適なはんだ付け温度範囲を維持することが不可欠です。表面実装の場合、この範囲は210～260℃である。鉛フリー部品の場合は、より高い温度を推奨する。詳細については、J-STD-020C規格を参照してください。

はんだ付け温度範囲は、部品やペーストの組成、熱質量の大きい部品を考慮したはんだ付けプロファイルによって定義されます。プロセスを開始する前に、はんだペーストを塗布して基板を準備します。これが完了したら、基板に正しい接点を取り付けます。その後、気相はんだ付け装置に挿入します。その後、加熱システムがはんだ付けプロセスを開始し、あらかじめ設定された温度コースに従います。

適切な温度に設定したら、はんだの先端をリードに当て、はんだがリードの周りに流れるようにする。はんだ接合部が形成されたら、わずかにピラミッドのように見えるはずである。必要であればリードを切り取りますが、余分なリードを取り除くとはんだ接合部を損傷する可能性があることを忘れないでください。