プリント基板の組み立て方

概要私たちの日常生活の中にある電子機器には、すべて共通の部品であるPCB基板があることをご存知でしょうか。1840年代にPCBが誕生して以来、電子機器製造の中核となり、テレビ、携帯電話、ステレオ、冷蔵庫など、ほとんどすべての電子機器に存在しています。今回は、FS Technologyのアセンブリ工房にお邪魔して、プリント基板がPCBからPCBAにどのように変化するのか、また、PCBを組み立てる用途は何なのかをご紹介します。

プリント基板の組み立てを学ぶ前に知っておきたい概念

PCB基板。電子部品を含まない基板で、緑色のスレートに仕切り線とスペースがあるようなもの。PCB基板は、組み立てが完了するまでは、電子製品の機能を発揮することができず、動作しない。下の写真は、16層 リジッドPCB FS Technology社製ベアボード。

16層リジッドプリント基板ベアボード

PCBA基板。PCB基板と電子部品をはんだ付けして組み立てる回路基板のこと。通常、私たちが目にすることができる回路基板は、組み立てられたPCBA基板で、回路基板上のトレースを通して部品と電気的に接続され、お客様の電子機器に対応した機能を提供します。下の写真は、FSテクノロジーがお客様のために組み立てた手術用ライトコントローラーのPCBA基板です。

サージカルライトコントローラーPCBA基板

電子部品:コンデンサー、トランジスタ、ヘアースプリング、スプリングなど、PCBに組み立てるために使用される部品。お使いの電子機器では、PCBボードはキャリアとして機能し、PCBAコンポーネントは、機能出力の本体である。下図はPCBAボードに含まれるいくつかの電子部品のシンボルを示しています。

PCBAの組み立てに必要な電子部品のシンボル図

THT:スルーホール実装技術で、一方がプリント基板基板のスルーホールに部品のリード線を挿入し、もう一方がウェーブソルダーなどの溶接技術によって電気的接続を形成するもの。中小規模の集積回路で使用されるパッケージ形態は、一般に100ピンを超えない。部品本体とはんだ接合部は、それぞれ基板の両面に分布している。PCBA組立業界では、Dual Inline-pin Packageの略称であるDIP組立と呼ぶことが多い。電子製品の小型化、企業の自動化生産の高度化に伴い、この技術の使用頻度はますます低くなっている。FS Technologiesの社員が行っています PCB DIP のアセンブリを作成します。

FS TechnologyのDIP組立ライン

SMTアセンブリ表面実装技術による組み立て。プリント基板の表面に部品を配置し、はんだ付け技術により、部品に特定の機能を持たせる。SMTは現在、PCBAの組み立て技術として最も多く使われている。DIP組立と比較すると、以下のような利点がある。

  • 回路の高速化、無駄なスペースの削減
  • 激しい振動環境下での安定性向上
  • より安価に組み立てることができるのか
  • スピードアップに必要な時間 プリント基板製造工程
 

下の写真は、SMT組立の生産ラインで使われているFSの技術です。

PCB部品の基板への組み付け方法

企業によって PCBアセンブリ ここでは、FS Technologyのフルターンキーアセンブリサービスを例として、プロセスやサービス項目を説明します。FSテクノロジーを電子機器プロジェクトのサービスプロバイダーとしてお選びいただくと、設計→部品調達→生産→組立→輸送の各サービスが完了します。 今回はPCBAアセンブリの方法を中心に、当社のアセンブリ工程を詳しくご紹介します。材料送り→基板焼き→基板機→半田ペースト印刷/赤糊印刷→PCB目視検査またはAOI光学検査→SMT高速配置機→汎用機配置→リフロー半田前目視検査→リフロー半田→AOI光学検査→リワークまたはDIP組立→手挿入または機械自動挿入→波半田→ICT/FCTテスト→修理または保管。 

PCBAの組み立ての具体的な説明

コンポーネントのソーシング電子部品を供給するサプライヤーが必要な場合、購買に関する書類が不可欠です。FSテクノロジーはお客様の書類を受け取った後、検討し、購入します。顧客密着度を高め、顧客の信頼を得るために、すべての安価な代替品をお客様のメールボックスに送り、お客様の承認を待ちます。

ソルダーペースト印刷:基板にソルダーペーストを適量塗布し、ステンレススチールのステンシルを基板上に正確に配置します。

PCBAソルダーペースト印刷

部品を配置する。準備したプリント基板に必要な電子部品を機械装置で配置し、基板表面にはんだ付けします。

固化したソルダーペースト。部品をより強固に基板に固定するために、はんだペーストを長時間リフローさせる必要があります。(製品によって時間は異なります)。

組み立てたプリント基板の検査:上記の工程が完了したら、組み立てたプリント基板を検査する必要があります。具体的な検査方法は プリント基板組立検査.この章では、あまり多くのことは記述しません。PCBAのテスト工程には、以下のような種類があります。

  • マニュアル点検
  • AOI
  • X線検査。
 

溶接。メッキスルーホールやPTHで部品をはんだ付けする。(PTH:より専門的なはんだ付け方法)。

機能テストを行います。はんだ付け作業が完了した後、組み立てたPCBが正常に機能することを確認するために機能テストを行う必要があります。テスト中にPCBの信号が変動した場合は、品質が悪いことを意味し、正常なPCBが製造されるまで、もう一度やり直す必要がある。

プリント基板を組み立てる際の注意事項

PCBA工程を組み立てる前に

DFM/DFA検査

DFM/DFA検査は、PCBAをどのように組み立てるかという以前の問題、すなわち組み立てることができるかという問題を解決するものです。誰も不適当または不良なPCBAのバッチを組み立てたくありません。現在のターンキー製造会社のほとんどは、DFMまたはDFAによってPCBAの設計と機能精度をチェックします。FS Technologyのような組立専門会社は、デバイス解析、ピン解析、パッド解析など、製造工程と組み合わせて組立性を判断します。

組立部材の検査

PCBAの組み立ての核となる内容は、ベアボードに電子部品を配置し、組み立てられた回路基板が装置の中で本来の役割を果たせるようにすることである。もし、組み立てに使用する電子部品の品質に問題があれば、たとえ回路基板を組み立てたとしても、それは失敗作となる。部品が回路基板上で正常に動作し、動作中に一般的な基板の故障が発生しないようにするため、FSテクノロジーでは、受入材料評価を担当する特別な品質検査部門を設置しました。この部門のエンジニアは、次のような作業要素を担当しています。

  • BOMリストの番号と型番の有無
  • マルチメーター、テストスタンドによるサンプルテスト
  • 複雑な部品の変形、酸化、破損の有無
 

ユニフォーム番号

プリント基板を組み立てる前に、基板の前面に番号を記入してください。印の紛失を防止するため。 FSテクノロジー は、一般に96ルーペの側面に同じマークを書き込む。この番号は、PCB基板のIDカードと同じように永久保存され、管理を容易にするのが目的です。

PCBAの組み立て時

軽く考えよう

ナンセンスだと思うのですが、このような低レベルのミスをするオペレーターがまだ結構いるので、わざわざ再確認しています。PCBAボードの価格は決して安くはなく、比較的壊れやすい。組み立てが終わったら、破損を避けるために、取り扱いに注意し、2枚のPCB基板を分離するか、背中合わせに配置する必要があります。

手袋をしたまま操作できる

これは、部品を保護するための方法です。組み立てられたPCBA基板は電子部品が多く、非常に壊れやすいため、人体から静電気が発生し、ICなどの部品にダメージを与えるので、必要な対策が必要です。

テスト

テストは、組立工程に挟まれた仕事です。基板が組立工場に入ってから、電子部品を正しく組み立てるために、各工程で手動の目視検査やAOI検査が必要です。テスト工程でエラーが見つかった場合、時間内に修復して PCBA部品のはんだ付け.

プリント基板実装後

回路基板の清掃

プロの製造業者は、組み立てや製造の各工程で洗浄工程を追加しますが、忘れてはいけません。 PCBAのクリーニング は、組立が完了した後FS Technologyでは、組み立てた基板にエラーが発生しないよう、以下の方法で確認することを推奨しています。

  • 基板表面の清掃には、業務用基板ブラシと洗浄液をご使用ください。毛が抜けやすい綿球を使用する場合は、残った綿球を取り除くように注意が必要です。
  • 冗長なピンを削除
  • 前方の飛行ラインはできるだけ隠すべきで、後方の飛行ラインは原則的にショートカットすること
  • 冗長デバイスを完全に切断する必要があります。
  • 各種ネジを確認し、しっかりと締めておく。

以上、「PCB基板の組み立て方」でした。自分で作りたい方は PCBAの名刺を明確に理解し、豊富なアセンブリの知識が必要です。 PCBアセンブリのプロセスステップ.以下の依存関係を読んでおくと、組み立て作業の助けになります。

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