ディップはんだ付け

ディップはんだ付けは、電子部品をプリント回路基板(PCB)にはんだ付けして電子アセンブリを形成する小規模なはんだ付けプロセスです。はんだは基板の露出した金属部分 (はんだマスクで保護されていない部分) に浸透し、信頼性の高い機械的および電気的接続を実現します。

ディップはんだ付けは、スルーホールプリント回路アセンブリと表面実装の両方に使用されます。これは最も安価なはんだ付け方法の 1 つであり、発展途上国の小規模産業で広く使用されています。

ディップはんだ付けは、自動ウェーブはんだ付けの手動版です。必要な装置は、溶融はんだが入った小さなタンクだけです。部品が取り付けられた PCB を手動でタンクに浸し、溶融はんだが基板の露出した金属部分に付着するようにします。

ディップはんだ付けは、接合する部品を溶融はんだ槽に浸すことで行われます。これにより、すべての部品の表面がフィラー金属でコーティングされます。はんだは表面張力が低く、濡れ性が高いです。はんだにはさまざまな種類があり、それぞれ異なる用途に使用されます。

• 室温より高い温度での強度を保つために鉛銀が使用されます。
• 錫鉛は汎用はんだとして使用される
• スズ亜鉛はアルミニウムに使用される
• カドミウム銀は高温での強度を高めるために使われます
• 亜鉛アルミニウムはアルミニウムや耐腐食性に使用されます
• スズ-銀とスズ-ビスマスは電子機器に使用されます。

溶融槽には、適切なフィラー金属であれば何でも使用できますが、通常は融点の低い元素のみを選択できます。最も一般的なディップはんだ付け作業では、亜鉛アルミニウムはんだとスズ鉛はんだが使用されます。

• はんだポット金属: 鋳鉄または鋼、電気加熱。
• お風呂の温度:220～260℃（二元スズ鉛合金の場合）または350～400℃（鉛フリー合金の場合）
• はんだの組成: 60% Sn、40% Pbまたは共晶合金。

接合するワークピースは洗浄用フラックスで処理されます。次にワークピースをワークホルダーに取り付け、溶融はんだに2～12秒間浸します。はんだの流れを良くするためにワークピースを頻繁に撹拌します。ワークピースホルダーは、はんだが流れ落ちて滑らかな仕上がりになるように、 3°～5°にします。

このプロセスは一般にすべて金属製のワークピースに限定されますが、回路基板などの他の材料も高温の溶融はんだとの瞬間的な接触に耐えることができ、損傷はありません。

このプロセスに必要な設備や設定はそれほど多くありません。必要なのは、温度制御パネル付きのはんだポット、溶融はんだの浴槽、およびワーク保持装置だけです。通常、ワーク保持装置は、手動または自動の浸漬用に、それぞれのワークピースに合わせてカスタムメイドされます。^[1]

はんだ付けしやすい材料とそうでない材料があります。銅、銀、金ははんだ付けしやすいです。鉄とニッケルはやや難しいです。チタン、マグネシウム、鋳鉄、鋼、セラミック、グラファイトははんだ付けしにくいです。ただし、最初にメッキしておけば、はんだ付けしやすくなります。その一例がスズメッキで、鋼板をスズでコーティングしてはんだ付けしやすくします。

ディップはんだ付けは、エレクトロニクス業界で広く使用されています。しかし、フィラー金属の融点が低いため、高温での使用には限界があります。はんだ付けされた材料は強度があまりないため、耐荷重用途には使用されません。^[2]

• カルパクジャン、セロペ、スティーブン・R・シュミット著『製造工学と技術：第 5 版』アッパー・サドル・リバー、ニュージャージー州：ピアソン・エデュケーション、2006 年