精密電子基板のハンダ作業（温度制御）

質問

私自身はもちろん手作業なのですが、
できれば業務でリフロー槽を使用している方、教えてください。

手作業ではありますが、こんど熱銃を使用して IC 等の（おもに）面実装の作業（取り外し含む）を
はじめておこなおうと思います。
もちろん、練習用の PCB で何度か試すつもりではいますが。
リフロー槽での温度制御チャートなど作業の記事を読んでいて、温度の点で疑問に思うことが
出てきま

本当に「毎回」困らされる OKWave のカテゴライゼーションのひどさ。
以前の別のカテゴリへの投稿に有効回答が付かなかったため、こちらに投稿します。

回答No.3

mimazoku_2 · ベストアンサー

大量生産の場合、レーザーや赤外線を集約したビーム状の「光線（熱線？）」を照射して、リード線を過熱したりします。
んで、冷えないうちにペタ！・・・文字通り「瞬殺」です。

Ｙｏｕｔｕｂｅに「電子立国　日本の自叙伝」というタイトルで、動画があります。
きっと、興味が沸いてくると思いますよ。
丁度、あなたが気にしている製造ラインの工程も撮影されていますので、満足できると思います。
時間は、３分２３秒です。（放送自体は、ほぼ２０年前のものです。私もビデオテープで残しています。）
ただ、ソケットの取り付け風景はありません。

http://www.youtube.com/watch?v=2SbbQN_AtKw

回答No.2

mimazoku_2

ごめんなさい、ＳＭＤというのが聞き覚えがありません。

ネットを検索して、この画像にたどり着きました。
これとして、話しを進めます。

http://www.connector-socket.com/products/bga_plcc_socket.html#title06

この手のソケットは、「熱に弱い」という印象が残っています。
（確か、変形しやすかったような記憶があるし、高温にすると、ソケットの整合性が急激に低下する。）

外す際は、４つの角にニッパーなんかで切れ目を入れます。
上の方をちょこっとつまんで力を入れれば、簡単に割れます。
で、半田面に「盛り半田」をして、リード線が並んでいる１列全体的に温めれば、簡単に外せます。
これを４回繰り返す。（絶対に１度でやろうと思わない事！：１度でやると、パターンが剥離します。）

ソケットが外せたら、半田吸い取り器や、半田吸収線（ソルダーウイック）などで、不要な半田を除去し、綺麗にする。

取り付ける前処理として、部品端子面にマスキングテープのようなもので、端子に半田がつかない処理をする。
パターンに適量よりも若干少なめの半田を盛る。
★この時に、半田を完全に溶かしてはイケナイぞ！
理由は、半田に含まれるロジンやフラックス（今は別の成分だったハズ）が蒸発し、半田がグズグズになって、半田が使い物にならない。
それに一度半田付けしたものは、綺麗であっても「再利用不可能」です。（美麗品ならばＯＫ）
半田を追加することも無理。

ソケットを位置決めし、細いパターンの１ピンにだけ、極細のコテ先で熱を加える。
で、対面の半田付けを実施して、３～４カ所を『仮止め』終了。
あとは、ソケットに熱を加えないように１ピン１ピン、作業を実施する。
また、ソケットを基板面にやや押しつけながら、ピンを温めて行くと、ピンがパターンに対して平行になってくれます。

【注意点】
このソケットにはめる部品は、リード線が「Ｊの字」型に曲げられているので、ソケット内部から、半田を盛ると、そこが起点となって、部品がゆがんで装着されます。
すると、振動や熱などで、接触不良を起こします。

ソケット内部からの半田付けは「禁止」です。
図を添付しましたが、これが断面図になります。
赤色が半田の付く部分になります。
ソケット内部からは、あくまでも「熱を加えるだけ」になります。

☆　すいません、思い出しながら、書いているので、おかしな部分があるかも知れません。

補足

図示までいただき、ありがとうございます。
一部はナイロン様の素材であることからして、200 度を超えるリフロー槽はないとは思いましたが、なるほど、手作業なのですね。
ただ、ソケットは 32 や 48 ピンのものもあるので、大量生産の PCB はどうしているのだろうと思います (専用コテ？)。

回答No.1

mimazoku_2

＞手作業ではありますが、こんど熱銃を使用して IC 等の（おもに）面実装の作業（取り外し含む）をはじめておこなおうと思います。

え～と、詳しい制御とかは知りませんので、私の経験したことだけ書かせていただきます。
「面実装」ということで、「ＢＧＡ」と思われますので、そのつもりで書きます。

【注意する点】
・基板の温度を急激に上げてはイケナイ。
理由は、銅箔と基板素材の温度膨張係数が違うので、冷却時にＢＧＡ半田面で「半田剥離」が発生したり、基板の内蔵パターンが断線します。
こうなると、基板そのものが使用不能であり「廃棄物」となります。（４層以上の基板ね。）
専用の機械があります。
基板の表面・裏面の両方からエアブローで暖める装置（ＨＡＫＫＯだったかな？）

・ＢＧＡのＬＳＩは、事前に「スチームパージ（チップ内の湿気抜き）」を行わないと、半田付け作業中にモールド割れを起こします。
この状態で通電すると、発煙・発火します。
専用の機械があります。（メーカー名知らない。窓のついた冷蔵庫のような形をした温風器です。庫内温度が２５０度くらいまで上げられる。）

・半田は「クリーム半田」をステンシルという穴の開いたマスのようなもので、一定量の半田量にしないと端子間で半田ブリッジが発生します。

ＢＧＡは、基板の両面と部品ごと、熱風で暖めて、半田の粘着性にて接着します。
なので、半田付けは、スタート時の位置決めが全てと言えます。
また、「取り外しを含む」ということなので、それ相応の技術力がないと、間違いなく失敗しますし、歩留まりはメチャクチャ高いですよ。

ｐ．ｓ　これは、１５～６年前の情報なので、今はもっと簡単・・・かも知れません。

補足

ありがとうございます。

ソケットや電源のハウジングなどは (自分の印象では) かなり熱に弱そうなのですが、
スルーホールのものはとりあえず後付けするとしても、SMD のソケットなどはどうやって取り付けているのでしょうか。
あれも BGA ではあると思うのですが。
SMT の IC は完全手作業でやるにしても、ハンダ部分が内部にあるような SMD ソケットをシミュレーションしてみたら、(一点一点の) 手作業ではものすごく困難そうで、クリーム・ハンダを置いたうえ熱銃を考えていたのですが、ソケットの素材が高熱に耐えられないなら、それも無理そうで困っています。