エレクトロニクス製造の複雑な世界では、はんだ付け技術が信頼性の高い回路基板アセンブリの基盤となっています。その中でも、リフローはんだ付けとウェーブはんだ付けは、それぞれ異なるメカニズム、用途、性能特性を持っています。メーカーやエンジニアにとって、これら2つのプロセスの違いを理解することは、生産品質、効率、費用対効果を最適化するために不可欠です。このガイドでは、この2つのプロセスの主な違いを説明し、どちらの技術がお客様の製造ニーズに最も適しているかを判断できるようにします。
a.リフローはんだ付けの仕組み
b.ウェーブはんだの仕組み：
対照的に、ウェーブはんだ付けは、主にスルーホール技術（THT）コンポーネントを対象としたバルクはんだ付けプロセスです。このプロセスは、はんだ付け中の酸化を防ぐため、スプレー、フォーム、浸漬のいずれかの方法で、プリント基板の底面にフラックスを塗布することから始まります。
フラックス塗布後、プリント基板は予熱ゾーンに入り、フラックスを活性化し、溶融はんだに接触する際の熱衝撃を最小限に抑えます。重要な段階は、ポンプシステムによって生成された溶融はんだ（leadフリー合金の場合、250～270℃に維持）の連続波の上をPCBを通過させることです。
PCBがウェーブの上を移動すると、溶融したはんだがスルーホールを通って上昇し、部品のleadの周囲にフィレットを形成し、信頼性の高いはんだ接合を形成します。基板がウェーブを抜けると余分なはんだが排出され、PCBが冷えるとはんだが凝固してプロセスが完了します。
選択的ウェーブはんだ付けのような最新のバリエーションは、PCBの特定の領域をターゲットとし、より正確なアプリケーションと、スルーホールと表面実装部品の両方を含む混合技術基板との互換性を可能にします。
2.コンポーネントの互換性
3.工程管理と精度
a.リフローはんだ付け制御要因
リフローはんだ付けは、高品質の結果を保証するために、複数の変数を綿密に制御する必要があります：
- はんだペーストの析出：ステンシル印刷の精度は接合部の品質に直接影響し、ステンシルの厚さ、開口部の大きさ、印刷圧力などの要素には精密なキャリブレーションが必要です。
- 温度プロファイル：オーブンゾーンは、はんだペーストの要件に合わせて慎重に調整する必要があり、部品の損傷を防ぐため、加熱速度は通常、毎秒2～3℃に制限される。
- 部品実装：わずか0.1mmの位置ずれが微細ピッチ部品のはんだ付け不良の原因となるため、高精度のピックアンドプレース装置が必要となる。
先進的なリフロー炉は、クローズドループ温度制御と窒素雰囲気により酸化を抑え、何千ものはんだ接合部を持つ高密度プリント基板でも安定した結果を得ることができます。
b.ウェーブはんだ付け制御要因
ウェーブはんだ付けの品質は、さまざまな重要なパラメータに依存します：
- フラックスの塗布：フラックスleadが不十分だと接合部が乾燥し、過剰だとコンタミネーションの原因となる。
- 波のパラメータ：波の高さ、速度、温度はPCB設計に合わせて最適化する必要がある。波が高すぎると隣接するlead間にブリッジが発生し、接触時間が不足するとコールドジョイントになる。
- コンベア速度：通常、毎分0.5～1.5メートルに設定され、速度ははんだ接触時間（通常2～4秒）を決定し、基板の複雑さに合わせる必要がある。
選択ウェーブはんだ付けシステム プログラム可能なノズルを使用することで、特定のエリアをターゲットとする精度を高め、繊細な部品を搭載したプリント基板でも制御されたはんだ塗布を可能にします。
4.欠陥プロファイルと品質管理
a.一般的なリフローはんだ付けの欠陥
リフロー・プロセスは、熱管理と材料の取り扱いに関連した特定の欠陥の影響を受けやすい：
- ツームストーニング：小さな部品（特に抵抗器やコンデンサ）が、はんだペーストの塗りムラや不均等な加熱によって直立すること。
- はんだボール：PCB表面のはんだが球状になったもので、ペースト過多、不適切なステンシルアライメント、予熱不足などが原因で発生する。
- 濡れ不足：はんだとパッドの接着不良。フラックスで除去されなかった酸化膜が原因であることが多い。
- ブリッジング：隣接するパッドをはんだで接続することで、特に微細ピッチのICで問題となる。
これらの欠陥は、はんだペースト検査システムやリアルタイムの温度監視など、厳格な工程管理によって管理されている。
b.一般的なウェーブはんだ付けの欠陥
ウェーブはんだ付けの欠陥は通常、はんだフローと基板の取り扱いに関連する：
- ブリッジ：隣接するスルーホールを接続する余分なはんだで、手作業による補修が必要。
- コールドジョイント：熱やフラックスの活性化が不十分なために起こる、電気伝導性の低い鈍い粒状の接合部。
- はんだ飛び：穴の詰まり、フラックスの不足、波の接触不良による接合部の欠落。
- ドロスの混入：酸化したはんだ粒子が接合部に捕捉され、接合部の強度を弱め、信頼性の問題を引き起こす。
最新のウェーブはんだ付け装置は、窒素不活性化、改良されたフラックス・システム、ウェーブ・プロファイリング技術などの機能により、こうした問題を軽減している。
5.アプリケーション・シナリオ
a.リフローはんだ付けに最適な用途
リフローはんだ付けは、この分野で選ばれている技術である：
- 民生用電子機器：高密度SMD部品を特徴とするスマートフォン、タブレット、ウェアラブル、ノートパソコン。
- 電気通信：5G機器、ルーター、複雑なICを搭載したネットワークデvice。
- カーエレクトロニクス：先進運転支援システム（ADAS）およびインフォテインメント・システム。
- メディカルデvice：信頼性の高いコンパクトなアセンブリを必要とするポータブルモニターや診断装置。
b.ウェーブはんだ付けに最適な用途
ウェーブはんだ付けは、以下のような用途に優れています：
- 産業用制御機器：頑丈なスルーホールコンポーネントを使用したモータードライブ、電源装置、コントロールパネル。
- カーエレクトロニクス堅牢な接合部を必要とする配電モジュールやセンサーコネクター。
- 航空宇宙と防衛：耐振動性を強化したスルーホールコンポーネントによる高信頼性システム。
- 家電製品：スルーホールコネクタとディスクリート部品が混在する白物家電の制御基板。
