PCB組立のプロセス

PCB組立とは、電子部品をプレフォームマット上ではんだ付け・組み立てし、プリント基板(PCB)を製造する工程を指します。通常、特殊な生産機械や大量生産を用いるプリント基板の組み立て工程は、しばしばPCBAと呼ばれます。
では、PCBはどのように組み立てられているのでしょうか?では、PCBの組み立てプロセスを見てみましょう。

1. はんだペーストの塗布:まず、はんだペースト(フラックスと混ぜた小さなハンダ粉の粒子)を基板に塗ります。この用途では、ほとんどのPCBメーカーはステンシル(複数のサイズ、形状、スペック)を使用しており、基板の特定の部分に適切な量のはんだペーストを適切に塗布できます。

2. 部品配置:過去とは異なり、この段階のPCB組立プロセスは完全に自動化されています。表面実装部品などの部品のピック&配置はかつて手動で行われていましたが、現在はロボットピック&プレイス機械によって行われています。これらの機械は、基板の事前に計画された領域に正確にコンポーネントを配置します。

3. リフロー:はんだペーストとすべての表面実装部品が揃った状態で、基板部品を正しく接着するためには、はんだペーストを正しい仕様に硬化させることが不可欠です。これはPCB組立工程の重要な部分であるリフローはんだ付けです。そのために、はんだペーストを塗った部品とその上に付いた部品は、産業用リフローオーブンを通るコンベヤーベルトを通します。オーブンのヒーターではんだのペーストの中はんだを溶かします。溶融が完了すると、部品は再びコンベヤーベルトを通過し、一連の冷却ヒーターにさらされます。これらのクーラーの目的は、溶融したはんだを冷却し、固化させることです。

4. 検査:リフロー処理後、PCBの機能を確認するために点検してください。この段階は、リフロー中のボードの継続的な動きによる接続品質の悪さ、部品の位置の誤差、ショートを特定するのに役立ちます。PCBメーカーは、手動検査、自動光学検査、X線検査など複数の検査手順を用いて、基板の機能確認、低品質のはんだの特定、潜在的な落とし穴の特定を行います。検査が完了した後、組立チームは重要な決定を下します。複数の機能エラーがある基板は通常廃棄されますが、軽微なエラーがあれば再度再作業のために送られます。

5. スルーホール部品挿入:特定の種類のPCBでは、通常のSMD部品に加えてスルーホール部品の挿入が必要です。この段階は、そのような部品の挿入に専念します。これを実現するために、PCB部品が基板の片側からもう片側へ信号を伝達するメッキ通孔が作られます。PCBスルーホール挿入は通常、手動または波状はんだ付けで行われます。

6. 最終検査:今が第二段階の検査の時です。ここでは、組み立てられた基板が機能的にテストされるか、PCBが電圧、電流、信号出力などの電気特性を徹底的に監視されます。今日の製造業者は、完成したボードの成功や失敗を判断するために、さまざまな高度な試験機器を活用しています。

7. 洗浄:はんだ付け工程でPCBに大量のフラックス残留物が残るため、最終基板を顧客に納品する前に部品を徹底的に清掃することが重要です。そのためには、PCBを脱イオン水で洗います。掃除の後は、圧縮空気でボードをしっかり乾かしてください。PCBアセンブリは現在、顧客の検査に対応可能です。