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プリント基板試作・製造事例プリント基板が壊れる5大原因。湿度、静電気 ……、原因を知って対策を講じる

お客様の課題・お困りごと
プリント基板が壊れる5大原因。湿度、静電気 ……、原因を知って対策を講じる お客様の課題・お困りごと

このお客さまは、製造工程でのプリント基板の故障を回避する目的で基板実装・OEM受託センター.com(安曇川電子工業)にお問い合わせいただきました。

当社の提案

プリント基板の故障を防ぐためには、プリント基板の製造から表面実装までの工程を知り、運搬にいたるまで、壊れる原因を排除することが必要です。

 
そこでお客さまには、プリント基板が壊れる原因、また故障を防ぐための工夫を、基板実装を主事業とする基板実装・OEM受託センター.comがご紹介しました。

 

基板が壊れるのには原因がある

 

 
プリント基板が壊れる主な原因は、
(1)プリント基板が組み込まれた電子機器の取り扱いに誤りがあった場合
(2)プリント基板自体や実装した部品に異常が発生した場合 です。

 
プリント基板には1mm以下の何百という数の部品が実装されています。部品の数が多いほど、基板は複雑になり、複雑になるほど壊れるリスクが高くなります。

 
また、手はんだ付けが多ければ、作業者によって仕上がりにバラつきが出ます。これも実装した部品に異常が発生する要因のひとつです。

 

プリント基板が壊れる5大原因

ここからは具体的に、プリント基板がどのように壊れるかを見ていきます。

 

経年劣化

経年劣化は、プリント基板の故障の原因のひとつです。適正に使用していたにも関わらず、急に動かなくなったり、動作が不安定で遂に動かなくなってしまったという場合です。この場合は大抵、プリント基板の劣化が原因です。

 
経年劣化は、プリント基板の故障というよりも、電子部品の寿命とも捉えられます。特に、蓄電池や電源の役割を果たす電解コンデンサは経年劣化が著しい部品のひとつです。

 
スマートフォンやノートパソコンなど、充電と放電を繰り返す電子機器が徐々に、充電できる容量が減ってくることがあります。これはコンデンサの劣化によるものです。

 
しかし、充電しながら電子機器を使わないなどの対策で、経年劣化を遅らせることができます。

 

誤った使用方法

プリント基板を搭載した電子機器は精密です。防水、防湿加工されていない電子機器を水場や湿気が充満する風呂場で使用すると、ショートを起こして壊れます。

 
プリント基板が浸水して壊れるというよりは、水に含まれる不純物やゴミ、埃が電流の漏れを引き起こし、電子部品に異常をきたして故障につながります。

 
水場や屋外で使用する電子機器なら、あらかじめプリント基板に、防湿目的のコーティングを依頼するのも電子機器の耐久性を上げ、故障を回避する方法のひとつです。

 

過電圧が生じる

電源を入れたままの状態でコンセントプラグを抜くと、過電圧によりプリント基板に実装している電子部品が壊れることがあります。

 
コネクターに繋がっているトランジスタやICといった電子部品は、許容できる電圧と電流が決まっています。しかし、電源を切らないままコンセントプラグを抜き差しすると、プリント基板内部で通常以上の電圧と電流が生じてしまいます。

 
許容範囲内の電圧や電流であれば、抵抗やコンデンサがすぐに破損することはありませんが、電圧に弱い電子部品があることを知っておくことで、故障を避けられるかもしれません。

 

 

基板腐食

腐食も故障の原因です。腐食は、金属が他の物質と反応して錆びたり形が変わったりすることです。

 
プリント基板のパターンは銅箔です。銅箔が長年にわたって湿気に晒されると腐食し、回路が電気を通さなくなります。

 
プリント基板の腐食を防ぐためには、ソルダーレジストやコーティングで基板を湿気や埃から守ることが効果的です。

 
また実装工程時に、湿度の高い環境に放置しないことや素手で触らないことも大切です。

 

静電破壊

静電気にも気をつけなければいけません。帯電した静電気が放電されるとき、許容以上の電流が回路に流れ、その電流や発生した熱によってICチップなどに静電破壊が起こります。

 

基板が壊れる原因を排除した実装作業

プリント基板が壊れる原因を知ることで、日々の業務にトラブル回避の視点が生まれます。

 
ここでは基板実装・OEM受託センター.com(安曇川電子工業)が、どのように実装作業や部品管理をしてトラブルを回避しているかを紹介します。

 

静電気対策

プリント基板は静電気に弱く、わずかな静電気でも電子部品の破壊につながります。静電破壊対策として基板実装・OEM受託センター.com(安曇川電子工業)は、全従業員が静電服、静電靴、静電帽子を身に付けています。さらに工程によって静電手袋、アースバンドを着用して作業に臨みます。

また生産ラインでは、工程途中に「インラインイオナイザー」を設置し、静電気破壊を予防しています。

湿度管理

プリント基板は、湿度が40%以下になる湿度管理室で保管しています。

 

 

 
また、部品の中でも湿度に弱いものは、湿度1〜2%で常時管理できるドライボックス内で保管しています。

 

 

 

 

基板が壊れる原因を排除した運搬

電子部品を実装したプリント基板を、衝撃や静電気から守りながらお客さまの元へ運搬することも重要な工程です。

 

緩衝材(帯電防止)で梱包

プリント基板を衝撃や静電気から守るため、特殊な緩衝材で梱包します。

 

 

 
無色透明な緩衝材が一般的ですが、基板実装・OEM受託センター.com(安曇川電子工業)が利用するのは、赤や青、黄色の緩衝材です。色付きの緩衝材は、帯電防止加工が施されています。

 
帯電防止加工が施された緩衝材を使うことで、大切なプリント基板を運搬時の衝撃からだけでなく静電気からも守れます。

 

基板のサイズに適した梱包

基板実装・OEM受託センター.com(安曇川電子工業)は、多品種小ロットにも対応しているため、ご依頼のお客さまの多くは、一度のご注文で5台〜200台前後を希望されます。

 
その場合、ダンボールの中に仕切りを組んだ集合梱包箱で納品します。

 

 

 
基板サイズにあったものを使用することで、運搬時の揺れや衝突が防げ、壊れる原因を事前に回避することができます。

 
この納品形態は、お客さまが受け取った後、すぐに基板を取り出すのに適しており、効率よく次の工程に進んでいただけます。

 

安曇川電子専用の通函箱

写真の黒い箱は、安曇川電子工業(基板実装・OEM受託センター.com)専用の通い箱(通函)です。

 

 
通い箱(通函)は、拠点間を行き来して、材料や部品、製品を輸送するための箱のことです。 何度も利用できるため、輸送毎にかかる梱包費を圧縮できます。

 
安曇川電子工業(基板実装・OEM受託センター.com)専用の通い箱(通函)は、基板のサイズに合わせて内部のレイアウトを自由に変更できるため、新たに梱包箱を作る必要がなくリードタイム短縮にもつながります。さらにカーボン素材を用いているため、静電気対策も万全です。

 

 
 

プリント基板の部品実装は基板実装・OEM受託センター.com(安曇川電子工業)へ

 

 
基板実装・OEM受託センター.com(安曇川電子工業)は、プリント基板の表面実装、手挿入部品のフロー半田、ユニット組立を専門に行う会社です。

 
基板設計者の方が製図した基板の機能を維持しつつ、量産時に不具合やコストアップを招かないよう変更提案を行うVA・VE提案が得意です。また基板実装だけでなく、ユニット・制御機器のOEMメーカーとしての実績もあります。

  • 基板の生産コストを抑えたい
  • 試作段階でまずは1枚作りたい
  • OEM製品について知りたい

など、

 
プリント基板実装に関して25年の実績があり、高精度・高品質な製品と技術ノウハウを提供する基板実装・OEM受託センター.com(安曇川電子工業)へぜひお問合せください。

 

 

 

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