基板の焦げ修理

基板が焦げる主な原因

基板が焦げたり発煙したりする原因には、さまざまなものが考えられます。主な原因を以下にまとめました。

• 熱によるダメージ
  高温環境や放熱不足といった状況により、基板が過度に熱ストレスを受けた場合、パターンや絶縁体が劣化することによって焼損や焦げの発生につながります
• 過電流やショート
  回路に過電流やショートが発生した場合には、パターンや部品に許容以上の電流が流れてしまい、局所的に温度が急上昇してしまうことで、焼損や焦げが発生します
• はんだブリッジ
  はんだが導体間やリード間にまたがって凝固することによって、機器の電気的短絡が引き起こされた場合、焦げにつながるケースがあります
• 部品の劣化や故障
  長期間の使用によって部品が劣化した場合、異常な発熱が発生することで周りの基板が焦げる場合もあります
• 環境な要因によるもの
  埃や湿気などの環境要因によるショートなども、焼損や焦げが発生する原因となります

焦げた基板は修理できる？可否判断チェック

基板が焦げてしまった場合、損傷の程度によっては修理が行える場合があります。基板の焦げではなく、フラックスが焦げてしまい基板の色が変わっているように見えているだけのこともありますので、まず初めにエタノールなどを使用して丁寧に洗浄し、パターンや基板の損傷について確認を行います。

パターンや部品に損傷がなければそのまま使用できる場合もありますが、パターンが断線している場合などについては、ジャンパーワイヤーによってバイバス処理を行うことで、電気的な接続を回復するといった修理を行います。

また、基板の焦げや損傷が広い範囲に及んでいる場合や、部品の多くが損傷している場合には、修理が難しいことが多いといえます。

簡単に表にまとめると、下記の通りとなります。

自分で直す！焦げ修理の具体的手順

損傷が軽度の場合などは、自分で修理を行える場合もあります。ここでは、焦げ修理を自分で行う場合の具体的な手順をご紹介します。

手順1.表面洗浄

基板には埃などさまざまなものが溜まっていますので、修理を行う前に表面の洗浄を行ってきれいな状態にしておきます。ここでは、エタノールやIPA（イソプロビルアルコール）を使用して汚れや埃などを落としていきます。基板の洗浄は、電子機器を機能的・効率的・安全に動作させるための重要なメンテナンスでもありますので、修理時に限らず行うことが大切です。

手順2.炭化除去

炭化している部分の除去を行います。ブラシなどを用いて、炭化部分を物理的に削り取る方法が一般的となっています。この時、基板やパターンを傷つけないように、作業は慎重に行うことが大切です。炭化部分の除去を行ったあとは、エタノールやIPAを用いて清掃し、残渣などを取り除いておきます。

手順3.パターン補修（ワイヤリング／導電ペン）

パターンの補修を行います。この時にはジャンパーワイヤーによるバイパス処理を行って電気的な接続を回復させる方法などが用いられます。また、微細な断線やパターン損傷の場合には、伝導インクを使用することではんだ付けなしで修復を行えるケースもあります。

手順4.絶縁コート

修理を行ったら、湿気や埃、紫外線などから基板や部品を守るために絶縁コートを行います。この作業により、ショートや酸化、腐食などのリスク低減につながり、修理後の再劣化防止にもつながります。補修する際は、コーティング剤をスプレーする、刷毛塗りを行うといった方法が一般的に用いられています。

手順5.動作テスト

修理を行った後は、必ず導通・動作確認を行います。修理した部分や周辺を目視して、再度焦げや損傷が発生していないか、接触不良やはんだ不良がないかを確認します。そしてテスターを使用して導通チェックと抵抗測定、電圧の測定を行い、問題なくつながっているかチェックします。さらに、電源を入れて実際の動作に問題ないか確認をします。

このような動作テストを実施し、問題がなければ修理が完了となりますが、異常が発見された場合には再度修理を行います。

プロ修理に出す場合の費用相場と流れ

上記では、自身で修理を行う流れをご紹介しましたが、焦げが重度の場合や修理を行うための技術や知識が不足していると感じる場合などは、プロへの修理依頼を検討します。

検討するにあたっては、費用や納期、これまでの修理実績などをあらかじめ確認し、信頼できる業者に依頼することが大切です。また、連絡をした際のレスポンスの速さなども確認しておきたいポイントといえます。

修理業者を選定したら、すぐに依頼するのではなくまずは見積もりを取り、費用の確認やどのような作業を行うのかを確認します。一般的に、基板リワーク業者やメーカー修理の料金帯は5,000〜30,000円が目安とされていますが、料金は業者により異なるため、修理の見積もりを取ることが重要であるといえます。見積もり内容に納得できたら実際の修理を依頼する流れになりますが、もし不明点などがある場合にはしっかりと確認することが大切です。

焦げ再発を防ぐための予防策

修理を行った後は、焦げの再発を防ぐための対策を行います。

例えば、放熱設計を行うことで、基板が発熱した際に効率的に熱を外部に放出できるようにする、TVSダイオード採用して過電圧や過電流から回路を守る、回路に対して過電流が流れた場合に、内部の金属線が溶断することによって回路を遮断して守るヒューズを採用するといった方法もあります。

そのほか、湿度管理を行う、急激な電圧変化から基板状の電子部品を守るためのサージ保護を行うなどの対策が考えられます。

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