PCB Blog - ピーク溶接のプロセスと技術的特徴

現在の高度な電子化の時代において、回路基板は電子機器の基礎コンポーネントとして、その製造過程のすべての詳細が重要である。その中で、溶接技術は回路基板の性能と信頼性に影響する重要な要素の一つである。本文は回路基板の溶接技術、特にピーク溶接という広範な応用技術を深く検討し、電子機器メーカーの購入者に全面的、深い技術参考と選択根拠を提供することを目的とする。

一、回路基板溶接技術の概要

基板半田付けは、電子部品を溶融半田（通常はスズ合金）を介して基板に接続するプロセスである。このプロセスでは、電気的接続の安定性と信頼性だけでなく、使用環境における振動や衝撃などの外力を防ぐために機械的強度を確保する必要があります。溶接技術は大別して手作業溶接、自動溶接の2種類に分けることができて、後者の中で、ピーク溶接はその高効率、安定した特徴のため、量産の中で重要な地位を占めている。

二、ピーク溶接技術の詳細解

2.1、ピーク溶接原理

ピーク溶接は、サージ溶接とも呼ばれ、半田を溶融することにより波状ピークを形成し、回路基板上のパッドと素子ピンを半田ピークを通過させる際に半田付けを実現する方法である。

その核心は半田槽内で加熱を続け一定温度を保持する半田であり、ポンプ駆動により連続的な波を形成し、回路基板が半田波を一定の角度と速度で通過すると、半田は半田パッドとピンを濡らし、冷却後に強固な半田点を形成する。

2.2、ピーク溶接プロセス

ピーク溶接プロセスは、大きく分けて次のステップに分けることができます。

予熱：回路基板は半田波に入る前に予熱ゾーンを経て、湿気を除去し、熱応力を減少させる必要があり、同時に予熱は半田の濡れ性を高めるのに役立つ。

フラックス塗布：予熱後、回路基板表面に酸化層を除去し、再酸化を防止し、半田の流動性を改善するためのフラックスを塗布する。

ピーク溶接：回路基板は設定角度と速度で半田ピークを通過し、半田はパッドとピンを濡らし、溶接点を形成する。

冷却：溶接後の回路基板は冷却エリアに入り、溶接強度を確保するために急速に温度を下げて半田を硬化する。

洗浄：腐食防止のために残留したフラックスやその他の汚染物質を除去する。

2.3、ピーク溶接の重要なパラメータ

半田温度：半田の濡れ性と半田品質に直接影響し、一般的に245°Cから260°Cの間に制御される。

転送速度：速すぎると溶接が不十分になる可能性があり、遅すぎるとブリッジが発生しやすく、板厚、部品レイアウトに応じて調整する必要がある。

ピーク高さ：はんだとパッド、ピンとの接触時間に影響し、はんだがこぼれないように十分に濡れていることを確保する必要がある。

予熱温度と時間：予熱不足は溶接不良を招きやすく、予熱しすぎると部品を損傷する可能性があり、正確な制御が必要である。

三、ピーク溶接の優位性と挑戦

3.1、優勢

高効率：大量生産に適し、生産効率を著しく向上させる。

一致性が良い：自動化度が高く、溶接品質が安定している。

低コスト：他の自動溶接技術に比べて、ピーク溶接設備投資とメンテナンスコストは相対的に低い。

3.2、課題

両面溶接の難題：両面に部品がある回路基板には、特殊な設計または二次炉通過戦略を採用する必要がある。

溶接欠陥：ブリッジ、冷間溶接、半田ボールなどは、最適化パラメータと技術によって解決しなければならない。

環境保護圧力：フラックス使用とはんだ廃棄物処理は環境保護基準に適合しなければならない。

回路基板溶接、特にピーク溶接技術は、電子機器の製造に不可欠な一環である。電子製品の複雑化と小型化に伴い、溶接技術に対する要求も高まっている。ピーク溶接の原理、流れ及び重要なパラメータを深く理解することは、適切な設備とサービスの選択を助けるだけでなく、生産過程において溶接品質を効果的に制御し、最適化し、最終的に製品の全体競争力を高めることができる。