SMT用はんだペーストにはどのような種類がある？

はんだペーストは、均一なはんだ合金粉末と安定したフラックスを一定の割合で混合したペースト状の材料です。はんだ付け時に、表面実装部品のリードや端子とプリント基板のパッドを合金接合します。SMTの自動生産における信頼性の高いはんだ付けに適しており、電子産業を支える先端材料の一つです。SMT実装に欠かせない材料であり、主にSMT部品の実装に使用される新しいはんだ材料です。SMT工程の要件によって使用するはんだペーストは異なります。では、どのような種類があるのでしょうか。

はんだペーストは主にSMT業界で、PCB上の抵抗器、コンデンサー、ICなどの電子部品の接合に使用され、表面実装はんだ付けの主要材料です。その性能は、はんだ接合の信頼性を左右します。はんだペーストに含まれるチキソ剤は、粘度、チキソ性、耐崩壊性を調整し、印刷性を高めます。

1. 鉛の有無

電子機器の製造では、はんだペーストは鉛の有無によって鉛入りとはんだ鉛フリーに分けられます。鉛入りはんだペーストは環境や人体への影響が懸念されますが、SMT実装のはんだ付け性に優れ、コストも低く抑えられます。鉛フリーはんだペーストは鉛の含有量がごくわずかで、人体への影響を軽減できます。GKCでは両方の工程に対応しており、お客様のニーズに合わせてカスタマイズ可能です。

2. 融点

SMTの実装・生産工程では、はんだペーストは融点によって高温用、中温用、低温用に分類されます。

高温用はんだペーストは一般に広く使われている鉛フリーはんだペーストで、融点は通常217℃以上です。良好なはんだ付け性を備えています。中温用はんだペーストは、一般的な鉛フリー品の融点が約170℃です。特殊な輸入ロジンを使用しているものが多く、接着性に優れ、印刷時の崩れを効果的に防ぎます。低温用はんだペーストの融点は138℃で、主にビスマスを添加しています。200℃以上の高温に耐えられない部品を実装し、リフロー工程が必要な場合に使用することで、部品やPCBを高温から保護できます。LED業界で広く利用されています。

3. はんだ粉末の粒径

はんだ粉末の粒径によって、はんだペーストは6つのタイプに分類されます。このうち、タイプ3、4、5が最もよく使われています。

製品の精密度が高いほど、より細かいはんだ粉末が必要です。ただし、粒径が小さくなると粉末の酸化表面積も増加します。また、球状の粉末を使用すると印刷品質の向上につながります。

SMTで加工する製品の難易度が高いほど、はんだペーストの選定が重要になります。製品要件に合ったはんだペーストを選ぶことで、印刷不良を効果的に減らし、リフローはんだ付けの品質を高め、生産コストを抑えられます。

SMT実装工場で基板にはんだペーストを印刷する際、粘度が低すぎると印刷不良が発生します。ペーストの塗布量が多すぎると、ブリッジなどの印刷不良につながります。そのため、粘度を適正に保つ必要があります。印刷機の作動温度やスキージの速度も、使用時の粘度に影響します。

高密度実装用のステンシルでは、薄いステンシルの断面が反ってピン間に隙間が生じると、はんだペーストがピン間に付着し、印刷不良の原因になります。つまり、SMT実装工程で材料を適切に管理できず、はんだペーストの塗布に問題があると、その後のリフローはんだ付け工程にも不具合が生じます。

印刷不良の基板は、工業用アルコールや添加剤入りの水など、適合する溶剤に浸して洗浄するのが一般的です。基板洗浄液も使用できます。その後、柔らかいブラシで基板上の小さなはんだボールを取り除きます。

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