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ますか?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(フラックスと混合されたはんだペーストの小さな粒子)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のみ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: 過去とは異なり, 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アンドプレースは、以前は手動で行われていましたが、現在はロボットピックアンドプレースマシンによって実行されています。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コンポーネントが所定の位置にあるため、PCBコンポーネントを適切に接着するには、はんだペーストを正しい仕様に硬化させることが重要です。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。これを行うために、はんだペーストを含むコンポーネントとその上のコンポーネントは、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通って移動され、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。この段階は、リフロー中のボードの継続的な動きによる低品質の接続、コンポーネントの置き忘れ、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使用して、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の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信されます。

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。この段階は、そ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ことによって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の機能をテストするか、PCBを徹底的に検査して、電圧、電流、または信号出力などの電気的特性を監視します。今日のメーカーは、完成したボードの成功または故障を判断するために、さまざまな高度なテスト機器を利用しています。

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納品する前に、コンポーネントを徹底的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アセンブリは顧客検査の準備が整いました。