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リフローとは?リフロー炉の仕組み・フローとの違い・不良要因まで解説


リフローとは — はんだペースト管理とリフロー工程の品質
リフロー品質の起点:はんだペーストの温度管理(SMD BOX SP)

リフローとは:30秒でわかる定義

リフロー(リフローはんだ付け)とは、基板に印刷したはんだペーストを炉で加熱・溶融させ、表面実装部品を一括ではんだ付けする工程です。Re-flow=「再び流す」の名のとおり、ペースト中のはんだ粉末を溶かして接合します。SMT実装工程の3番目、品質を最終決定づけるステップです。

リフロー炉の仕組み:4ゾーンで温度を作る

ゾーン目的失敗するとどうなるか
予熱(プリヒート)溶剤を揮発させ、基板全体を緩やかに昇温急加熱→はんだボール・部品クラック
均熱(ソーク)基板内の温度差を解消、フラックス活性化温度ムラ→部分的なぬれ不良
本加熱(ピーク)はんだ融点超まで加熱し接合(鉛フリーで一般に220〜250℃帯)不足→未溶融/過多→部品・基板ダメージ
冷却接合部を凝固させ組織を安定化急冷→クラック、緩冷→組織粗大化

この4ゾーンの温度×時間の設計が温度プロファイルです(別記事で設定手順を解説)。

フローはんだとの違い

フローはんだは溶融はんだの噴流に基板裏面を通過させる方式で、挿入(THT)部品の接合に使います。リフロー=表面実装向け・ペーストを加熱、フロー=挿入部品向け・溶けたはんだに浸す、と覚えれば確実です。混載基板では「表面リフロー+裏面フロー」の組み合わせが定番です。

リフロー不良の三大要因 — 炉の外に原因がある

  1. 温度プロファイル不適合:ボイド、ぬれ不良、チップ立ち(マンハッタン現象)。
  2. はんだペーストの状態:期限切れ・解凍不良・吸湿は炉設定が完璧でもボイドを生みます。→ ペーストの保管・解凍管理
  3. 部品・基板の吸湿:MSL部品の管理超過はリフロー熱でポップコーン現象(内部剥離)を起こします。→ MSD防湿保管

つまりリフロー品質の半分は、炉に入る前の材料管理で決まります。これがNeotelが保管・管理装置を「品質設備」と位置づける理由です。

よくある質問

リフローとは何ですか?

印刷済みのはんだペーストを炉(リフロー炉)で加熱・溶融させ、表面実装部品を基板に一括はんだ付けする工程です。「リフロー=再溶融」の名のとおり、ペースト中のはんだ粉末を一度溶かして接合します。SMT実装の中核工程です。

リフローとフローはんだの違いは?

リフローは印刷したペーストを加熱して付ける方式(表面実装部品向け)、フローは溶融はんだの噴流に基板を通して付ける方式(挿入部品向け)です。混載基板では表面をリフロー、裏面・挿入部品をフローまたはポイントはんだで処理する構成が一般的です。

リフロー炉のゾーン構成は?

一般的な熱風リフロー炉は、予熱(プリヒート)→均熱(ソーク)→本加熱(ピーク)→冷却の4ゾーン構成です。各ゾーンの温度と時間の組み合わせが温度プロファイルで、はんだペーストの仕様に合わせて設定します。

リフロー不良の主な原因は?

温度プロファイルの不適合(ボイド・ぬれ不良・チップ立ち)、はんだペーストの劣化や解凍不良(ボイド・はんだボール)、部品・基板の吸湿(ポップコーン現象)が三大要因です。プロファイル設定だけでなく、ペーストの保管管理と部品のMSL管理が前提条件になります。