PCB技術 - 回路基板の溶接方法

回路基板溶接とは、金属または他の熱可塑性材料を加熱、高温、高圧などの方法で接続する製造プロセスおよび技術を指す。溶接はPCB生産において非常に重要なプロセスである。溶接がなければ、様々なデバイスは基板に集まることができず、いわゆる回路基板を形成することもできない。

溶接回路基板の一般的なプロセス

1.アーク溶接

アーク溶接はアークの熱を利用してワークを溶融して接続を実現する。アーク溶接は一般的な溶接方法である。2つの基本タイプがあります。1つは溶融電極アークである。電極はアークの熱によって溶融される。溶融した電極金属はアークを通過して溶融池に移動する。別のタイプは、電極が溶融しない非溶融電極アークであり、充填金属は溶融池に単独で添加する必要がある。

2.プラズマ溶接

プラズマ溶接はフラッシュアーク溶接に属し、高濃度プラズマアークを利用して下地金属を溶融する溶接方法である。プラズマ溶接は溶接速度が速く、開先がなく、溶接性能が優れ、溶接熱影響領域が小さく、溶接変形と残留応力が小さい特徴があり、多種の金属を溶接することができる。

3.高周波溶接

高周波溶接には、高周波抵抗溶接と高周波誘導溶接が含まれる。60〜500 KHzの高周波電流の「表皮効果」を利用して電流を集中し、溶接される金属の表面を加熱し、すぐに溶融させ、加圧して溶接します。直縫溶接管（円管、角管、異型管、形鋼など）の溶接に用いられ、生産効率が高い。溶接前に溶接される金属の表面をきれいに処理すると、溶接煤塵が発生しない。

4.ガス溶接

ガス溶接は、ガス火炎溶融ワークを使用してまたは燃焼して接続する溶接方法である。この溶接には様々な方法があり、酸素−アセチレン溶接と酸素−水素溶接は可燃性ガスの種類に応じて分類される。火炎の熱は化学反応によって発生し、通常は可燃ガスとしてアセチレンを使用する。

5.アルゴンアーク溶接

アルゴンアーク溶接はフラッシュ溶接であり、溶接中に強い紫外線放射が発生する。それは非消耗性アルゴンアーク溶接と消耗性アルゴンアーク溶接に分けられる。アルゴンアーク溶接には移動式溶接煤塵浄化器を使用することができるとともに、溶接ステーションの局所的な通風が良好であることを確保し、溶接工の健康を確保しなければならない。

6.抵抗溶接

抵抗溶接は電極に印加される圧力と溶接電流によって発生する抵抗熱を利用して接続を実現する溶接方法であり、スポット溶接、縫合溶接、凸溶接、抵抗対向溶接などを含む。抵抗溶接は通常自動溶接であり、各種の抵抗溶接設備には完全な電気制御システムと機械制御装置が備わっているからだ。

基板溶接プロセス

の準備を

1.溶接材料

1）半田には一般的に汎用の米国規格に準拠したSn 60またはSn 63半田またはHL-SnPb 39錫鉛半田が使用されている。

2）フラックスは、通常、ロジンフラックスまたは水溶性フラックスであってよく、通常はピーク溶接にのみ使用される。

3）洗浄剤は回路基板に腐食や汚染がないことを確保し、通常無水エタノール（工業用アルコール）、トリクロロトリフルオロエタン、イソプロパノール（IPA）、航空洗浄ガソリン、脱イオン水などの洗浄剤を用いて洗浄する。プロセス要件に応じてクリーニングのための特定の洗浄剤を選択しなければならない。

2.溶接工具と設備

1）電気アイロンの電力と型番の合理的な選択は、電気アイロンの溶接品質と効率の向上に直接関係する。低電圧温度制御用はんだごてを使用することをお勧めします。アイロンヘッドはニッケルメッキ、金メッキまたは銅メッキ材料で作ることができ、形状は溶接の必要に応じて決定しなければならない。

2）ピーク溶接とリフロー溶接機は工業大規模生産に適した溶接設備である。

3.回路基板溶接操作のポイント

1）手動溶接

溶接する前に、事前に絶縁材料を検査して、いかなるやけど、灼熱、変形、ひび割れなどの兆候を避けるべきである。溶接中に、やけどや部品の損傷を許さない。

溶接温度は通常260度前後に制御しなければならず、高すぎたり低すぎたりしてはならず、そうしないと溶接品質に影響を与える。

溶接時間は通常3秒以内に制御される。多層板などの熱容量の大きい溶接部品では、溶接プロセス全体を5秒以内に制御することができ、集積回路と熱素子の溶接プロセス全体は2秒を超えてはならない。所定時間以内に溶接を完了しない場合は、溶接前に溶接点を冷却し、再溶接の品質基準は第1溶接時の溶接点の品質基準と同じでなければならない。明らかに、こて電力と溶接点の熱容量の違いなどの要素のため、実践の中で溶接温度が固定されていない規則を把握し、具体的な状況を考慮しなければならない。

塢：溶接中、隣接部品、プリント板などが過熱の影響を受けることを防止し、感熱部品に必要な放熱措置をとるべきである。

はんだが冷却され凝固する前に、はんだ付け部品は確実に固定しなければならず、揺れたり揺れたりしてはならない。溶接点は自由冷却でなければならない。必要に応じて、冷却を加速するための放熱対策を講じることができます。

2）ピーク溶接

回路基板表面とリード線表面が半田で急速に完全に濡れていることを確保するためには、半田を塗布する必要があります。一般的には、相対密度が0.81〜0.87のロジンフラックスまたは水溶性フラックスが用いられる。

フラックスが塗布された回路基板は予熱すべきであり、一般的には90〜110の間に制御される。予熱温度を把握することで、シャープな溶接点と円形の溶接点の発生を減少または回避することができます。

墋¢は溶接過程において、半田の温度は通常250墋±5墋の範囲内に制御すべきで、その適用性は直接に溶接品質に影響する、溶接治具の山への傾斜角度は6に調整しなければならない。について溶接線の速度は1-1.6 n/minの間に制御しなければならない。はんだ槽スズ表面波のピーク高さは約ラマーであり、ピークは通常、回路基板厚さの1/2〜213に制御される。温度が高すぎると、溶けた半田が回路基板表面に流れ、「ブリッジ」が形成されます。

ボンディング：ピーク溶接後、回路基板は適切な強風で冷却しなければならない。

冷却された回路基板は、部品のリード線を切断する必要があります。

3）リフロー溶接

溶接する前に、溶接材料と溶接部分の表面を清潔にしなければならない。そうしないと、溶接品質に直接影響を与える。

それは前工程中の半田使用量を制御でき、虚半田、ブリッジなどの半田欠陥を減らすことができるので、半田品質がよく、信頼性が高い。

塢¢は局所加熱源を用いることができるので、同一基板上で異なる溶接方法を用いて溶接することができる。

リフロー溶接用のバンプは、成分が正確であり、通常は不純物と混合しないことを保証するバンプです。

4.板材洗浄

基板を溶接した後は、残留したフラックス、油汚れ、ほこりを除去するために、すぐに完全に洗浄しなければなりません。具体的な洗浄過程はプロセスの要求に基づいて行う。

回路基板の製造過程において、回路基板の溶接は極めて重要な任務であり、回路基板の性能と信頼性を決定する。将来的には、電子デバイスの小型化、高性能、高信頼性に対する需要が増加するにつれて、回路基板溶接技術は絶えず発展し、革新されるだろう。