ウェーブはんだ付けとリフローはんだ付け：主な違いと選び方

はんだ付けは、 PCBアセンブリプロセスはんだ付けは、部品を回路基板にしっかりと固定します。PCB業界では、はんだ付けにはウェーブはんだ付けとリフローはんだ付けという2つの一般的な方法があります。これらは目的は同じですが、用途と動作原理が異なります。それぞれの違いを理解し、さまざまなシナリオでどのはんだ付け方法を使用するかは重要です。このブログでは、これら2つの方法を比較し、それぞれの長所と短所を説明し、PCBアセンブリのニーズに最適なプロセスを選択できるようお手伝いします。

ウェーブはんだ付けとリフローはんだ付け：主な違いを一目で

詳細に入る前に、これら 2 つのアプローチを簡単に比較します。

ウェーブはんだ付けとリフローはんだ付けの主な違いを理解したところで、それぞれの工程がどのように行われるのかを詳しく見ていきましょう。まずはウェーブはんだ付けから始めましょう。

ウェーブはんだ付けとは

ウェーブはんだ付けは、溶融はんだの波を用いて部品を基板に接合する技術です。基板が波の上を通過すると、はんだが基板の下まで流れ込み、部品のリード線を覆って確実な接続を実現します。この方法は、スルーホール部品を搭載した基板の大量生産に特に効果的です。

ウェーブはんだ付けプロセス

ウェーブはんだ付けには 4 つのステップがあり、それらを XNUMX つずつ見ていきます。

1. フラックススプレー

最初のステップは、はんだ付けが必要な部品にフラックスを塗布することです。フラックスの主な役割は、表面の酸化物を除去し、はんだ付け工程中の酸化を防ぐことです。これにより、はんだが金属に適切に接合されます。

2. 予熱

PCBはパレット上のヒートトンネル内を、ベルトコンベアのようなチェーンに沿って移動します。これはフラックスの活性化と予熱に必要です。

3. ウェーブはんだ付け

温度が上昇し続けると、はんだペーストは溶けて液体になります。その結果、はんだの波が基板全体に広がり、部品が基板にしっかりと接合されます。

4。 冷却

ウェーブソルダリングのプロファイルは温度曲線に沿っています。ウェーブソルダリングの段階で温度がピークに達した後、曲線は急激に下がり始めます。これは「冷却ゾーン」と呼ばれます。基板を室温まで冷却することで、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メリット

• 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ため、高スループットのプロセスであり、大量生産に適しています。
• 強力な機械的結合: ウェーブはんだ付けにより、高い機械的ストレスを受けるコンポーネントに適した、強力で信頼性の高いはんだ接合部が形成されます。
• 大量生産でもコスト効率が良い: プロセスが設定されると、ウェーブはんだ付けでは単位当たりのコストが非常に低くなるため、大量生産に最適です。

ウェーブはんだ付けの欠点

• 部品の互換性が限られている：ウェーブはんだ付けは、すべての部品に適しているわけではない。 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可能性があるからです。
• 精度が限られている: はんだ波を正確に制御することが難しいため、はんだブリッジなどのはんだ品質のばらつきが発生し、敏感なコンポーネントが損傷する可能性があります。

リフローはんだ付けとは何ですか？

リフローはんだ付けは、電子機器業界で広く使用されている接合プロセスです。 表面実装部品（SMD） プリント基板への接続。制御された加熱によってはんだペーストを溶融し、部品と基板間の信頼性の高い電気的・機械的接続を実現します。

リフローはんだ付けプロセス

実際のはんだ付け作業を始める前に、部品を基板上に配置する必要があります。この準備作業は2つのステップに分かれています。第1ステップでは、はんだペーストステンシルを用いて各パッドに正確にはんだペーストを塗布します。第2ステップでは、ピックアンドプレース装置を用いて部品をパッド上に配置します。これらの準備作業が完了するまで、実際のリフローはんだ付けは開始されません。

リフローはんだ付けプロセスは、次の 4 つの段階で構成されます。

1. 予熱

高品質なPCBを製造するには、予熱が非常に重要です。リフローはんだ付けにおける予熱には、主に2つの目的があります。1つ目は、PCBアセンブリを必要な温度に容易に到達させ、必要な温度プロファイリングを実現することです。もう1つは、予熱によってはんだペースト内の揮発性溶剤が蒸発することです。予熱が適切に行われないと、残留溶剤がはんだの飛散やボイドなどの欠陥を引き起こす可能性があります。

2. サーマルソーク

サーマルソーク中は、温度は制御された速度で上昇し続けます。この段階では、はんだペースト中のフラックスが活性化され、金属表面の酸化物が除去され、はんだ付けの準備が整います。また、基板全体が均一な温度に達するようにすることで、反りやはんだ接合不良の原因となる加熱ムラを防ぎます。

3. リフローはんだ付け

この工程は、プロセス全体の中で最も高い温度となります。ピーク温度に達すると、はんだペーストが溶融し、リフローします。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。温度が低いと、はんだペーストのリフローが阻害される可能性がありますが、温度が高いと、基板やSMT部品に損傷を与え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多数あります。最適なはんだ付け温度に達しないと、ボールが不均一に溶け、BGAのリワークに支障をきたす可能性があります。

4. 冷却

ピーク温度に達すると、アセンブリは冷却段階に入ります。冷却によりはんだペーストが固化し、部品は基板上の接触パッドに永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おける加熱および冷却プロファイルが正確に制御され、高品質で信頼性の高いはんだ接合部が実現します。
• 高密度ボードに最適: リフローはんだ付けは、高密度で小型の SMD コンポーネントで組み立てられた複雑な PCB に対応できます。
• 自動化対応: このプロセスは自動化された組立ラインと簡単に統合できるため、人件費が削減され、一貫性が向上します。

リフローはんだ付けの欠点

• スルーホールリードには適していません: リフローはんだ付けは SMD コンポーネントにのみ適しており、従来のスルーホールコンポーネントを効果的にはんだ付けすることはできません。
• 応力点における機械的強度の低下：ウェーブはんだ付けと比較して、リフロー工程で作製されたはんだ接合部は機械的安定性が低くなります。そのため、高い物理的ストレス、振動、または頻繁な取り扱いに耐える必要がある部品には適していません。

リフローはんだ付けの詳細については、当社の他のブログをご覧ください。  PCB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：どのように選択するのでしょうか?

ウェーブはんだ付けとリフローは、どちらもPCB組立工程において効果的なはんだ付け技術です。しかし、PCBプロジェクトに適した方法をどのように選べば良いのでしょうか？

まず、PCBプロジェクトに必要な部品の種類を検討してください。PCBが主に表面実装部品を使用している場合は、リフローはんだ付けが最適です。ただし、スルーホール部品や強い機械的ストレスに耐える必要がある部品が主に使用される場合は、ウェーブはんだ付けを選択する必要があります。

SMD部品とスルーホール部品の両方を含む混合技術設計では、両方を使用する必要があります。まずSMT部品を組み立て、次にウェーブはんだ付けまたは選択的はんだ付けを使用して残りのスルーホール部品を組み立てます。

さらに、生産量、設備投資コスト、精度要件などの他の要素も考慮する必要があります。リフローはんだ付けは、自動化された高スループットのSMT生産に優れていますが、THTを多用する基板では、ウェーブはんだ付けの方が効率的で費用対効果に優れています。

まとめると、普遍的に優れたプロセスは存在せず、PCB設計と製造ニーズに最適なプロセスのみが存在します。選択を行う前に、これらすべての要素を分析し、最適な方法を選択してください。

専門的な PCB はんだ付けサービスが必要ですか?

MOKO Technologyは、PCB組立におけるウェーブはんだ付けとリフローはんだ付けの両方に特化しています。中国にある当社の先進的な製造施設は、以下の工程に対応可能です。

– 両方のはんだ付け方法で大量生産が可能

– 混合技術アセンブリ（SMT + THT）

– 厳格な品質管理とIPC規格への準拠

– 試作品から量産まで柔軟な生産スケジュール

スルーホール部品の選択的ウェーブはんだ付けが必要な場合でも、ファインピッチ SMT デバイス用の精密なリフローはんだ付けが必要な場合でも、当社の経験豊富なチームがお客様のプロジェクトに信頼性の高い結果を提供します。 PCBのはんだ付け作業を行うための信頼できるリソースを探している場合は、お気軽に お問い合わせご連絡をお待ちしております。

ウェーブはんだ付けとリフローはんだ付けに関するよくある質問

Q1: ウェーブはんだ付けとリフローはんだ付けの主な違いは何ですか?

リフローはんだ付けでは、はんだペーストをオーブン内で溶かしますが、ウェーブはんだ付けでは、溶けたはんだの波を使用して部品を接続します。

Q2: 手作業によるはんだ付けと比較したウェーブはんだ付けの利点は何ですか?

ウェーブはんだ付けには、はんだの接続性の向上、処理の高速化、プロセスの再現性の向上、人的ミスの減少など、手作業によるはんだ付けに比べて多くの利点があります。

Q3: ウェーブはんだ付けとリフローはんだ付けの両方を使用して PCB を組み立てることはできますか?

はい。混合技術のPCB設計では、コンポーネントの組み立てにウェーブはんだ付けとリフローはんだ付けの両方の技術を使用するのが一般的です。

Q4: はんだリフローの温度は何度ですか?

リフロー温度は通常、鉛フリーはんだの場合は 230 ～ 260 °C、有鉛はんだの場合は 210 ～ 240 °C の範囲です。