PCBアセンブリのプロセス

PCBアセンブリとは、プリフォームマット上に電子部品をはんだ付けして組み立て、プリント回路基板(PCB)を製造するプロセスを指します。通常、特殊な生産機械を使用して大量生産を行うプリント回路基板の組み立てプロセスは、PCBAと呼ばれることがよくあります。
では、PCBはどのように組み立てられるのでしょうか。PCBアセンブリ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(はんだペーストの小さな粒子にフラックスを混ぜたもの)をボードに塗布します。このアプリケーションでは、ほとんどのPCBメーカーは、ボード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るステンシル(いくつかのサイズ、形状、および仕様)を使用しています。

2.コンポーネントの配置:以前とは異なり、この段階でのPCBアセンブリ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&プレースメントは、かつては手作業で行われていましたが、今ではロボットピック&プレースマシンによって行われています。これらの機械は、ボードの事前に計画された領域にコンポーネントを正確に配置します。

3. リフロー: はんだペーストとすべての表面実装部品が所定の位置にあるため、はんだペーストを正しい仕様に硬化させることは、PCB部品を適切な仕様に接着するために重要です。これは、PCBアセンブリプロセスのこの関連部分であるリフローはんだ付けです。これを行うには、はんだペーストが埋め込まれたコンポーネントとその上のコンポーネントを、工業用グレードのリフローオーブンを通過するコンベヤーベルトを通過します。オーブン内のヒーターは、はんだペースト内のはんだを溶かします。溶融が完了すると、コンポーネントは再びコンベヤーベルトを介して移動され、一連のクーラー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て固化させることです。

4.検査:リフロープロセスの後、PCBを検査して機能を確認する必要があります。このステージは、リフロー中の基板の連続的な動きによる低品質の接続、部品の置き忘れ、および短絡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線検査などの複数の検査ステップを採用して、ボードの機能をチェックし、低品質のはんだを特定し、潜在的な落とし穴を特定します。検査が完了した後、組立チームは重要な決定を下します。いくつかの機能エラーがあるボードは通常廃棄されますが、軽微なエラーがある場合は、ボードはやり直しのために再度送られます。

5.スルーホールコンポーネントの挿入:特定のタイプのPCBでは、通常のSMDコンポーネントと一緒にスルーホールコンポーネントを挿入する必要があります。このステージは、このようなコンポーネントの挿入専用です。これを行うために、PCBコンポーネントがボードの一方の側からもう一方の側に信号を渡すためのメッキスルーホールが作成されます。PCBスルーホール挿入は、通常、手動またはウェーブはんだ付けを使用して実現されます。

6.最終検査:今が第2レベルの検査の時です。ここでは、組み立てられたボードが機能的にテストされるか、PCBが徹底的に検査されて、電圧、電流、信号出力などの電気的特性が監視されます。今日のメーカーは、さまざまな高度なテスト機器を使用して、完成したボードの成功または失敗を判断しています。

7.クリーニング:はんだ付けプロセスではPCBに大量のフラックス残留物が残るため、最終的なボードを顧客に提供する前にコンポーネントを完全にクリーニングすることが重要です。これを行うには、PCBを脱イオン水で洗浄します。洗浄プロセスの後、圧縮空気を使用してボードを完全に乾燥させます。これで、PCBアセンブリは顧客による検査の準備が整いました。