用語集

プリント基板に関連する用語を、五十音別で分類しています。

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リフローはんだ付け

読み仮名: リフローはんだづけ / 英語: Reflow Soldering / 別名: リフローソルダリング

リフローはんだ付けとは、あらかじめ基板に印刷しておいたはんだペーストを、炉の中で加熱して溶かし、冷やして固めることで部品を接合する方法です。表面実装(SMT)の仕上げにあたる工程で、「リフロー」は一度置いたはんだを再び流動させる(re-flow)ことを指します。はんだごてで1点ずつ付けるのではなく、基板上の何百・何千という接合点を一度の加熱でまとめて付けられるのが特徴です。

しくみ・工程 — 温度プロファイルという設計図

リフロー炉の中で、基板は決められた温度の道筋をたどります。これを温度プロファイルと呼び、おおまかに4つの区間に分かれます。

1. 予熱(プリヒート) — 常温から150℃前後まで、基板と部品をゆっくり温める。急に熱すると部品や基板が熱衝撃で傷むため、上昇の速さを抑える

2. 均熱(ソーク) — 150〜180℃あたりで温度をならし、基板全体の温度差を縮める。はんだペースト中のフラックスがこの間に働き、接合面の酸化膜を取り除く

3. 本加熱(リフロー) — はんだの融点を超えるピーク温度まで上げ、はんだを完全に溶かす。鉛フリーはんだ(SAC305など)は融点が約217〜220℃で、ピークは230〜250℃程度に設定されることが多い

4. 冷却 — 溶けたはんだを固めて接合を完成させる

炉の内部は複数の加熱ゾーンに分かれており、ゾーンごとの温度設定と搬送速度の組み合わせでプロファイルを作ります。同じ炉でも、基板の大きさ・厚み・部品の熱容量が変われば最適な設定は変わります。

実務での位置づけ — 「熱のかけ方」が不良を分ける

リフローの条件ずれは、そのまま不良の形になって現れます。ピーク温度が足りなければはんだが溶けきらず接合不足に、予熱が急すぎればはんだ中の気泡が抜けずボイド(空洞)に、部品の両端で溶けるタイミングがずれればチップ部品が立ち上がるツームストーンにつながります。逆に熱をかけすぎれば、部品の劣化や基板の変色・反りを招きます。

開発者側で気にしておきたいのは、部品の耐熱です。部品のデータシートにはリフロー耐熱条件(ピーク温度と時間)が書かれており、実装ラインはその範囲でプロファイルを組みます。耐熱の低い部品やリフロー不可の部品(一部のコネクタ・電池・センサなど)が混ざっていると、その部品だけ後付けの手はんだになり、工程が1つ増えます。

関連用語

開発者が楽になる一言

部品表を作る段階で「リフロー耐熱が厳しい部品はどれか」に印を付けておくと、実装側との打ち合わせが早く進みます。後付け手はんだが必要な部品が事前に分かっていれば、見積にも納期にも織り込めるので、実装後の「この部品は炉に通せません」という手戻りを避けられます。

監修:プリント基板センターPB 小澤

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