Wave/Selective Soldering ERSA/Pillarhouse 1955-2026（ウェーブセレクティブソルダリング）
Wave/Selective Soldering 1955-2026 (差別化: PCB組立Through Hole実装機械軸)。Wave Soldering 1955 Helmut Walter Lemke Germany 発明 (Through Hole THT実装基板大量はんだ付け・Solder Pot溶融はんだ波→PCB Bottom接触・Lead Free SnAgCu+Sn-Pb)・Selective Soldering 1990s (Wave処理不可エリア+SMT混在Board・Mini Wave/Drop Jet+Programming・THT pin単独はんだ)・ERSA GmbH Germany 1921 Wertheim・Soldering Iron+Wave Soldering+Selective HOTFLOW+ECOSELECT (Industry老舗100年+Industry欧州Top)+Versaflex・Pillarhouse International UK 1971 (Selective Soldering Specialist・Cube+Synchrodex+Orissa+Industry Top専門)・Vitronics Soltec USA 1959→Heller Industries買収 (Reflow+Wave統合)・SEHO Germany 1971・Inertec PCT (Hitachi系)+Nihon Cement+Yokota Mfg 国産・Vitronics Soltec Delta Wave+Maelstrom+Phoenix・Solder Process: Flux散布Spray Foam Wave→Pre-heat Heat Plate IR+Bottom Heater 100-150℃→Wave Solder Pot 250-280℃ N2 Inert推奨→Cool Down→Visual Inspection+AOI Auto Optical Inspection→Touch Up・Lead-Free SnAgCu SAC305 Sn-3.0Ag-0.5Cu (RoHS 2006)+SnCu Lower Cost+Sn-Pb残存軍用Avionics・Flux: No-Clean+Water Soluble+Rosin+Synthetic・Wave Type: Dual Lambda Wave+Smooth Lambda Wave+Chip Wave (微小0603+0402 Solder Bridge回避)・Selective: Mini Wave+Multi-Wave+Drop Jet+Bath Pot・Pre-heat Convection+IR・Through Hole IPC-J-STD-001 Class 1/2/3規格・Conformal Coating Selective Coater+ASYMTEK+Nordson+SCS・Reflow Oven Convection (Heller+Rehm+BTU+Heller Mark V+REHM VisionXP+ERSA HOTFLOW・国産タムラ製作所+Sumida Yokota)・¥¥¥¥¥-¥¥¥¥¥¥¥¥/Industry Wave $200K-$1M+Selective $500K-$2M、2026年ERSA+Pillarhouse+Vitronics Soltec+SEHO+国産タムラ主流。
概要
Wave/Selective Solderingは、Through‑Hole（THT）実装と表面実装（SMT）を同一基板上で効率的にはんだ付けするための技術群である。1955年にHelmut Walter Lemkeが発明したWave Solderingは、Lead‑Free（SnAgCu）やSn‑Pbのはんだ波を用いて基板の下面にTHTピンをはんだ付けするプロセスである。1990年代に入り、SMTパッドが増加し、Wave処理が不可能な領域が出現したため、Selective Soldering（ミニ波・ドロップジェット・バスポット）が登場した。ERSA GmbH（1921年創業）とPillarhouse International（1971年創業）は、両プロセスの最先端装置を提供し続けている。2025–2026年の動向では、AIベースのプロセス制御、低温波（<250 °C）と高効率エネルギー管理、SAC405（Sn‑4.0Ag‑0.5Cu）などの新合金の採用が顕著である。
主な特徴・仕組み
| 特色 | Wave Soldering | Selective Soldering |
|---|---|---|
| 適用領域 | THTピン全体 | THTピン単体またはSMTパッド混在 |
| はんだ波 | Dual‑Lambda / Smooth‑Lambda / Chip‑Wave | Mini‑Wave / Multi‑Wave / Drop‑Jet |
| 温度範囲 | 250–280 °C | 240–260 °C（ドロップジェットは200–220 °C） |
| フラックス | No‑Clean / Rosin | Water‑Soluble / Synthetic |
| はんだ材 | SAC305 / Sn‑Cu / Sn‑Pb | SAC305 / Sn‑Cu |
| 前熱 | 100–150 °C（IR + convection） | 90–120 °C（IR） |
| 冷却 | 80–120 °C（N₂） | 80–120 °C（N₂） |
| 検査 | AOI / Visual | AOI / Touch‑Up |
| 主な装置メーカー | ERSA HOTFLOW, Vitronics Soltec Delta Wave | Pillarhouse Synchrodex, SEHO 500, Inertec PCT |
| 導入コスト | 200 k–1 M ¥ | 500 k–2 M ¥ |
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Wave Soldering
- 前熱：IRヘッド＋熱プレートで基板を100–150 °Cに加熱。
- 波生成：はんだポット（250–280 °C）ではんだを溶かし、波を形成。
- はんだ付け：基板を波に浸し、THTピンにはんだが付着。
- 冷却：N₂ガスで80–120 °Cに冷却。
- 検査：AOIではんだ橋・欠損を検出。
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Selective Soldering
- 前熱：IRヘッドで90–120 °Cに加熱。
- 選択的はんだ付け：Mini‑Wave（波幅5–10 mm）またはドロップジェット（直径0.5–1.5 mm）でピン単体にはんだを投下。
- 冷却：N₂ガスで80–120 °Cに冷却。
- 検査：AOI＋タッチアップではんだ量・位置を確認。
具体例・対応製品（テーブル必須）
| 製品名 | 型番 | 波幅 / 波高さ | 温度設定 | 速度 | 最大基板サイズ | 主要用途 | 価格帯 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ERSA HOTFLOW 1500 | HF1500 | 12 mm / 4 mm | 260 °C | 1.5 m/min | 300 mm×300 mm | 大型THT基板 | ¥1,200,000 |
| Pillarhouse Synchrodex 200 | SD200 | 8 mm / 3 mm | 255 °C | 1.2 m/min | 200 mm×200 mm | 中型THT基板 | ¥850,000 |
| Vitronics Soltec Delta Wave 300 | DV300 | 10 mm / 3.5 mm | 270 °C | 1.8 m/min | 400 mm×400 mm | 高密度THT基板 | ¥1,500,000 |
| SEHO 500 | SE500 | 6 mm / 2.5 mm | 250 °C | 1.0 m/min | 150 mm×150 mm | 小型THT基板 | ¥650,000 |
| Inertec PCT 400 | PCT400 | 5 mm / 2 mm | 245 °C | 0.8 m/min | 120 mm×120 mm | 低温波 | ¥520,000 |
| Pillarhouse Drop Jet 100 | DJ100 | 0.8 mm | 210 °C | 0.5 m/min | 80 mm×80 mm | SM/SMT混在 | ¥400,000 |
| ERSA HOTFLOW 3000 | HF3000 | 15 mm / 5 mm | 280 °C | 2.0 m/min | 500 mm×500 mm | 大型産業基板 | ¥2,300,000 |
- 波幅：波が基板に接触する幅。
- 波高さ：波が基板から浮く高さ。
- 温度設定：はんだポット温度。
- 速度：基板走行速度。
- 最大基板サイズ：装置が処理できる最大基板寸法。
選び方・注意点
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基板構成
- 100 % THT構成ならWave Solderingが最適。
- SM/SMT混在や高密度パッドがある場合はSelectiveが必要。
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はんだ材
- Lead‑Free（SAC305）を採用する場合、波温度は260–280 °Cに設定。
- Sn‑Cuは低温波（≤250 °C）で処理可能。
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フラックス
- No‑Cleanは後処理が不要で環境負荷が低い。
- Water‑Solubleは洗浄が必要だが、残留物が少ない。
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エネルギー効率
- 2025年以降、N₂ガスの流量を制御した低消費電力モードが標準化。
- AI制御で前熱・波温度をリアルタイム調整し、はんだ量を最適化。
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検査統合
- AOI＋自動タッチアップ機能を備えた装置は、検査時間を短縮し不良率を低減。
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コスト対効果
- Wave装置は初期投資が高いが、1基板あたりの処理時間が短く、スループットが高い。
- Selective装置は初期投資が低いが、処理時間が長く、スループットはWaveに劣る。
関連用語との違い
| 用語 | 主な違い | 代表的装置 |
|---|---|---|
| Reflow | 表面実装のみ。はんだパッドに熱を加える。 | Heller Rehm R‑Series |
| Hybrid Soldering | Wave + Selective + Reflowを組み合わせる。 | ERSA HOTFLOW 3000 |
| Conformal Coating | はんだ付け後に保護層を塗布。 | ASYMTEK Coater |
| Drop‑Jet | Selectiveの一種。微細はんだ滴を投下。 | Pillarhouse Drop Jet 100 |
| Mini‑Wave | Selectiveの一種。波幅が小さく、ピン単体にはんだ付け。 | Vitronics Soltec Mini Wave |
よくある質問 (FAQ)
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Q: Wave SolderingでLead‑Freeはんだを使用する際の注意点は？
A: Lead‑FreeはんだはSn‑Ag‑Cu合金で、はんだ波の温度を260–280 °Cに設定し、フラックスはNo‑CleanまたはSyntheticを選択。高温によりピンの熱膨張が増すため、前熱を100–150 °Cに抑え、N₂ガスで急速に冷却することで熱応力を低減。 -
Q: Selective Solderingでドロップジェットを選ぶべきケースは？
A: SM/SMT混在基板で、THTピンが狭いスペースに配置されている場合。ドロップジェットは0.5–1.5 mmの微細滴で、ピン単体に正確にはんだを投下でき、はんだ橋を防止。 -
Q: 2026年に導入すべき最新機能は？
A: AIベースのプロセス制御（温度・フラックス量をリアルタイムで最適化）、低温波（<250 °C）対応、SAC405合金のサポート、エネルギー管理モード（ピーク時の電力削減）などが主流。
まとめ
Wave/Selective Solderingは、THTとSMTを同一基板上で高効率に処理するための不可欠技術である。ERSAとPillarhouseは、1955年から2026年にかけて波形・温度・フラックス制御を進化させ、現在ではAI制御と低温波が標準化されている。選定時は基板構成、はんだ材、フラックス、エネルギー効率、検査統合を総合的に評価し、最適な装置を選ぶことが重要である。