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サーフェスマウント型リレー実装上のご注意

装置の小型化・軽量化・薄型化に伴い、プリント板への部品実装形態も“挿入実装"から高密度実装・両面実装が可能な“表面実装"へ移行してきています。プリント板用リレーにも、この“表面実装"を可能にしたタイプがあり、これらのリレーの実装を誤った条件で実施しますと、機能を損なうというトラブルが発生することがあります。そこで、サーフェスマウント型リレーをプリント板に実装する際のご注意点を以下に述べますので、トラブル防止の参考にしてください。


1.サーフェスマウント型リレーとは

1.IMTからSMTへ

PC板への部品実装技術は、過去30年主役の座にあった挿入実装技術(IMT)から、表面実装技術(SMT)へと技術革新が進行しています。
抵抗、IC、ダイオードなど従来の表面実装用部品は機械動作がない固体であるため、表面実装時の高熱に耐えることができます。
これに対しリレーは、電磁石部とバネ負荷、接点部が組み合わされた機構部品であるため、表面実装時の高熱に弱く、プラスチックパーツの熱変形や動作特性・形状が変化することがありました。
しかし、弊社では最新総合技術を導入し、IRSやVPSなどの本格的な表面実装に対応できる高性能リレーを実現しました。

挿入実装技術と表面実装技術

挿入実装技術

Insertion Mounting Technology:IMT
PC板に端子穴を設けて、そこに部品の端子を通し、部品の反対側の面で端子とPC板上のランドとを、はんだ付けする。(フローソルダリング)

表面実装技術

Surface Mounting Technology:SMT
部品をPC板上の所定位置に装着してから、炉で加熱し、あらかじめPC板のランド上に塗布しておいたクリームはんだを溶融させ、はんだ付けする。(リフロソルダリング)

2.特長と効果

特長 効果
高密度実装可能
両面実装可能
セラミックプリント基板使用可能
装置の小型化
ロボット等の高速自動実装可能
プリント基板の穴あけ不要
高密度実装による小型化
トータル
コストダウン
高耐熱性
アウトガス対策
高信頼性

サーフェスマウント型リレーは、

  • 高耐熱シール工法
  • アウトガス分析
  • 信頼性評価技術
  • 高耐熱材料の精密成型技術

などの技術により、優れた特長を実現しています。

3.表面実装方法の例

代表的な表面実装方法を紹介します。

1.IRS(赤外線リフローソルダリング法)

表面実装方法として、最も普及している方式です。シーズヒーターや赤外線ランプを熱源とし、予熱部・本加熱部・冷却部より構成されるトンネル炉内の搬送コンベア上で、連続的にリフロはんだする方式です。

2.VPS(ペーパーフェイズ法)

特殊な不活性液体(フロリナートFC-70など)を加熱して蒸気層を作り、その蒸気中にPC板を搬入し表面に飽和蒸気を凝縮させます。そのとき放出される気化潜熱を利用し、リフロはんだする方式です。

3.ベルトコンベア式リフロー炉法

耐熱性のある薄いベルト上で、PC板を搬送しながら、下方からホットプレートによって加熱し、リフロはんだする方式です。

4.DWS(ダブルウェーブソルダリング法)

PC板に部品を接着剤で固定し、部品面を下にして溶融はんだ噴流中を通過させ、はんだ付けする方式です。

5.その他

レーザー法、ホットエアー法、パルスヒーター法などがあります。

2.実装上のご注意

1.クリームはんだ塗布

  • プリント基板の実装パッド寸法は、はんだ付け性、絶縁性などを考慮し、実装時のバラツキを吸収できるようにする必要があります。各商品の寸法図「実装パッド(推奨値)」を参考にしてください。
  • クリームはんだの塗布は、スクリーン印刷による方法と、ディスペンサ吐出による方法の2とおりがあります。どちらの方法においてもクリームはんだが適度な厚さ、形状であり、ヌレ性・絶縁性が良好であることが大切です。

<スクリーン印刷方式>

<ディスペンサ吐出方式>

2.リレーの装着

  • チップ部品のように小型・軽量(約100mg以下)の部品は多少位置ずれしても、セルフ・アライメント効果が期待できますが、リレーなどの機構部品ではこれを望めませんので、リレーとランドの位置合わせは慎重に行ってください。
  • 実装機のツメの保持力があまりに大きいと内部に支障が生じ、リレーの性能が保証出来なくなることがあります。
  • 自動実装が可能なスティック包装を採用しております。なお、テーピング包装も受注可能ですので、お問い合せください。

<保持力>
A方向 9.8N以下{1kgf以下}
B方向 9.8N以下{1kgf以下}
C方向 9.8N以下{1kgf以下}

TQリレー(サーフェスマウント型)の例

3.リフロー

  • 高耐熱性を実現したサーフェスマウント型リレーを使用しても、誤ったはんだ付け条件でリフロを実施しますと、リレーの性能が保証されないばかりか、破裂する場合がありますので、十分にご注意ください。

<サーフェスマウント型リレーのはんだ付け推奨条件の一例>

  • 1.IRS法
  • はんだ付けの熱によりリレーやほかの部品を劣化させないよう、ただちに冷却することをおすすめします。
  • サーフェスマウント型リレーは、洗浄ができますが、はんだ後ただちに洗浄液などの冷たい液にじゃぶづけすることはさけてください。
  • 2.はんだコテ法

コテ先温度:350℃
はんだコテ:30~60W
はんだ時間:約3秒以内

  • 3.その他

上記以外のはんだ付け方法(ホットエアー加熱、ホットプレート加熱、レーザー加熱、パルスヒーター加熱など)については、実装条件を確認の上ご使用ください

注1) リレーへの熱ストレスは基板条件・工程条件によって変わる場合がありますので、必ず実使用基板にてご確認ください。
注2) 実装条件の変化、はんだの種類によって這い上がり性、ぬれ性、はんだ強度は異なります。実際の生産条件における評価を十分にお願いします。

4.冷却・洗浄

  • 密封型リレー(プラシール型など)は洗浄ができますが、はんだ後ただちに洗浄液などの冷たい液にじゃぶづけすることは避けてください。密封性を損なうことがあります。
  • サーフェスマウント型リレーは密封型のため丸洗い洗浄が可能です。洗浄液はアルコール系もしくは純水をご使用ください。
  • 洗浄はボイリング洗浄をお勧めします。リレーの特性に悪影響を与えますので超音波洗浄は絶対にお避けください。
    超音波洗浄をされますと、超音波エネルギーにより、コイル断線や接点の軽いスティッキングを起こすことがあります。

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SMT Soldering Guidelines
Signal Relays(2A or less),and Microwave Devices.
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