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PCBアセンブリとはんだ付け

電子機器受託製造サービス市場向け

この記事では、PCBアセンブリに関連する情報を簡単に紹介します。まずEMS市場について紹介し、その重要性を結びつけながらPCBを定義します。また、はんだ付けプロセスとN2が不可欠である理由に関する情報についてもご紹介します。

 

成長を続ける電子機器受託製造サービス(EMS)におけるプリント基板(PCB)製造の重要性をより深く理解していただくために、一連の記事も作成しました。PCBアセンブリに関連する以下のトピックについて詳しく説明します。

詳細をご覧ください。

 

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電子機器受託製造サービス(EMS)市場

簡単に言うと、EMS市場は、相手先ブランド製造業者(OEM)向けの部品を製造する企業で構成されています。これらのOEMには、コンピュータ、電子機器、航空宇宙・防衛、医療・ヘルスケア、自動車、半導体製造、ロボット工学、農業、電力・エネルギー生産企業などがあります。

 

EMSサプライヤにとっての大きな需要の1つが電気自動車(EV)産業です。自動車メーカーなどのOEMがEMS企業を使用すると、自動車の全体的な組立と開発に焦点を合わせることができます。また、OEMは、すべての部品が完全に適合するように確認します。

 

もちろん、PCBは、EMS市場で重要な役割を果たしています。特にEVは、充電ステーションなどの関連機器と同様に、高度なPCBに依存して機能しています。EMS市場の詳細については、関連するWIKIをご覧ください。

 

PCBとは

プリント基板(PCB)は、ガラス繊維やプラスチックなどの絶縁材料で作られています。また、導電経路が含まれています。使用前に、基板をステンシルしてサイズにカットします。そして、はんだ付けの前に部品を実装するために、はんだペーストが追加されます。

 

一般的に、部品は、スルーホール技術(THT)で固定されていましたが、現在は表面実装技術(SMT)が主流になっています。はんだ付けの際、N2は、その不活性な性質と酸化物のレベルが低いために使用されます。その他のメリットについても、関連記事で説明しています

タブレットを使用してプリント基板設計を作成する人

プリント基板製造用はんだ付けプロセス

一般的に、はんだ付けには3つの方法が使用されます。ウェーブリフロー選択はんだ付けです。PCBアセンブリについて議論する際、ウェーブとリフローが、通常、実施される種類です。適切なプロセスは、THTとSMTのどちらを使用するかによって異なります。THTにはウェーブはんだ付けが主に使用され、SMTにはリフローが最適です。 

 

ウェーブはんだ付けとリフローはんだ付けを比較する際には、リフローは、約250℃のオーブンで硬化することを理解することが重要です。これは、はんだを塗布した後にはんだを硬化させる必要があるためです。ウェーブはんだ付けでは、基板をはんだ槽に通過させて金属部品を固定します。

 

選択はんだ付けは、THTを用いたPCBにも適用できることも言及するのが良いでしょう。これは、その方法がウェーブはんだ付けに似ているためです。しかし、ウェーブはんだ付けよりも経済的ではなく迅速ではありません。選択はんだ付けは、より正確で、より良好な湿潤を可能にします。本質的には自動化プロセスによる手はんだ付けのメリットがあり、THT PCBに必要です。

 

以上の情報から、SMTはそのメリットにより、好まれる種類になりつつあることを指摘しておくべきでしょう。これには、より短い回路でよりコンパクトなPCBを設計する能力が含まれます。短絡は、より高速な接続を可能にします。THTとSMTの違いの詳細については、こちらをご覧ください。

 

PCBアセンブリプロセスには窒素が不可欠です

N2は、酸化物が少なく湿潤性が良好であるため、PCBアセンブリに適しています。湿潤性により、はんだの流れがよりスムーズになり、PCBパッドと部品リードとの結合をより強固にします。これには、はんだ付けの種類に合ったフローが必要です。また、N2により、ドロスの生成が少なくなります。

N2は、酸化物の形成を抑制します

酸化物は酸素化合物であり、PCB上のはんだの湿潤を防止または防ぎます。腐食の原因となる可能性もあります。酸化物を完全に回避することはできませんが、N2は、その影響を軽減します。表面酸化物は、はんだ付けプロセスの前にフラックスで除去する必要があります。

表面張力が低いほど、はんだの流れが良くなります

はんだが必要な場所に正確に流れるようにするには、望ましい表面張力にすることが重要です。これは、空気(およびその中に含まれる酸素)よりもN2を用いる方が容易です。N2を使用することで、THTアセンブリの際に、SMDパッドの湿潤性が向上し、PCBのメッキスルーホールや金属化された穴への浸透性が改善されます。流れが良くなると、再作業が少なくて済みます。

N2により、ドロスが減少

ドロスとは、特に機械において、液体はんだ上に形成される酸化物層です。これは、通常、大量の液体スズが存在する場所で発生します。たとえば、ウェーブはんだ上や選択はんだ上などです。ドロスは、スラグのように見えますが、酸化スズにすぎません。生成されるドロスが少ないほど、メンテナンスが少なくて済みます。

現場でN2を発生させる理由

N2を受け取るには、主に2つの方法があります。現場での発生または配送サービスを使用する方法です。窒素発生装置を使用すると、必要なときにいつでも容易にガスを利用できます。また、輸送が不要なため、炭素排出量を削減できます。 

 

PCBアセンブリのメリットとなる現場での窒素発生についての詳細を読む

 

窒素発生装置システムには、エアコンプレッサ、発生装置本体、空気処理装置(ドライヤおよびフィルタ)、空気とN2貯蔵の購入など、初期費用がかかりますが、通常は元が取れます。必要なものがすべて含まれたオールインワンN2スキッドもあります。

 

PCBアセンブリ用エアコンプレッサに投資する際、給油式機器を使用することが可能です。適切な空気処理装置を使用することで、中小規模のPCB企業にとって十分なレベルの空気品質に向上させることができるためです。はんだ付けには、プロセスに適した適切な純度(非常に高い純度まで)を提供できる圧力スイング吸着(PSA)技術を備えた発生装置を探す必要があります。

窒素発生装置
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