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プリント基板には、非常に多くの精密な部品が実装されているため、作業を行う環境や基板を管理する環境が悪ければ故障へと繋がります。また、部品の数が多くなればなるほどにそのリスクは高くなります。
そこで今回は、プリント基板によくある不良の原因と対策を紹介します。
目次
プリント基板の不良の原因には、主に「消耗部品の劣化」「基板の腐食」「静電気破壊」など、環境面による原因と、基板実装時の「はんだ不良」と「検査装置の有無」が挙げられます。ここでは、まず環境面が原因で発生する不良について、その理由と対策を紹介します。
基板に使用される消耗部品は熱によって寿命が短くなるのですが、温度が10度上がるだけでもその寿命は半分になると言われています。
正しく電子機器を使用していたのにも関わらず、不調が続いたり突然作動しなくなったりする原因は消耗部品の劣化によるものが大半です。
このような場合、プリント基板自体が故障したと思われがちですが、原因は消耗部品にあると言えるでしょう。
消耗部品の劣化を防ぐ対策としては、充電中に電子機器を作動させないことです。なお、蓄電池や電解コンデンサなどは特に劣化しやすいので注意しましょう。
プリント基板の回路誤作動や故障の原因には、基板の腐食も挙げられます。腐食とは、金属が周囲の環境と化学反応を起こし、錆びたり溶けたりすることを指します。
つまり、金属に隣接する他の金属や大気中の物質で酸化が生じ、錆というダメージを与えてしまうのです。
プリント基板の腐食を防ぐためには、絶対に素手では触れない、湿度の高い環境で取り扱わないことが大切です。また、ソルダーレジスト（回路パターンを保護する絶縁膜）を使って基板を大気中の埃や湿気から守ることも有効な対策です。
静電気は電子部品などが故障する原因のひとつです。帯電した静電気が放電されると、基板回路状に通常よりも多くの電気が流れてしまいます。この電流によって発生した熱が電子部品を壊してしまうのです。
特にICなどの電子部品は、少量の電気が流れるだけでも回路に異常を起こす可能性があるので、静電気には注意が必要です。
プリント基板に静電気を発生させないためには、除電機を使った作業空間の除電や、運搬時の衝撃による摩擦を防ぐための緩衝材（帯電防止）で梱包するなどの対策を取るようにしましょう。
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基板の品質不良の原因の8割は、はんだ付けによるものだと言われています。
はんだ付けにも手動で行う手はんだと、はんだ印刷機を使うものがありますが、手はんだの場合は、はんだごての選び方や、コテ先温度、はんだを溶かす時間など様々な注意点があります。
はんだ印刷機の場合は、機械なので手はんだよりも不良が起こる割合は減りますが、印刷機の精度によっては不良を起こすこともあるので、精度の高いはんだ印刷機を使用する必要があります。
はんだ後の確認作業を目視のみで行うケースが稀にあります。この場合、目で見ただけでは分からない不具合を見落としてしまいます。不良を検知できないまま実装工程に移ると、実装後に基板の不良に気づくことになるので注意が必要です。
そうならないためにも、はんだ印刷検査装置を設置して、目には見えない不具合も検知するようにしましょう。
プリント基板は精密部品が実装されているため、静電気や水分など周囲の環境をしっかりと管理する必要があります。とくに表面実装時、運搬時は周囲の環境を受けやすくなっているので注意してください。
表面実装の際は、上記でもお伝えした静電気対策のほか、室内の湿度管理が非常に重要です。プリント基板は水分でも故障してしまいます。そのため、湿度40％以下にを保つようにする必要があります。特に湿度に弱い部品に関しては、ドライボックスという、湿度を1～2％で管理できるケースにて管理すると良いでしょう。
また、静電気破壊の対策でも少し触れましたが、運搬時の衝撃から基板を守ることもポイントです。
具体的には、帯電防止加工された緩衝材で梱包したり、基板の大きさに適した梱包材を使用するようにしましょう。そうすることで運搬時に基板同士の衝突を回避することができます。
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