表面実装技術 (SMT) は、電子部品をプリント基板 (PCB) に取り付けるための組立プロセスとして広く使用されています。SMT には、従来のスルーホールはんだ付けと比較して、部品密度の向上、サイズの縮小、製造効率の向上などの利点があります。PCB 回路基板の SMT で一般的に使用される主要なはんだ付け技術とプロセスをいくつか紹介します。
リフローはんだ付け: リフローはんだ付けは、SMT で使用される主な技術です。これには、PCB 上のはんだパッドにはんだペーストを塗布し、そのペースト上に表面実装コンポーネントを配置することが含まれます。次に、アセンブリ全体をリフローオーブンで加熱してはんだペーストを溶かし、はんだが冷えて固まるときに信頼性の高いはんだ接合を形成します。
はんだペーストの塗布：ソルダーペーストは、はんだ粒子とフラックスを混合したものです。ステンシルまたはジェット印刷プロセスを使用して、PCB のはんだパッドに塗布されます。ステンシルにより、パッド上にはんだペーストを正確に配置できます。はんだペースト内のフラックスは、はんだパッドとコンポーネントを洗浄し、濡れを促進し、リフロー時の酸化を防止します。
コンポーネントの配置: 表面実装コンポーネントは、ピックアンドプレース機を使用して、はんだペーストで覆われたパッド上に正確に配置されます。これらの機械はカメラとセンサーを使用して、コンポーネントの正確な位置合わせを保証します。信頼性の高いはんだ接合を実現するには、コンポーネントの配置精度が非常に重要です。
リフロー炉: リフローオーブンは SMT プロセスの重要な部分です。特定の熱プロファイルに従ってアセンブリの温度を上昇させる複数の加熱ゾーンがあります。熱プロファイルには、ランプアップ、ソーク、リフロー、冷却の各段階が含まれます。これらの相は、熱ストレスを防止し、適切なはんだの溶解と濡れを確保し、トゥームストーンやブリッジングなどのはんだの欠陥を回避するために慎重に制御されます。
はんだ合金: 環境規制のため、最新の SMT プロセスでは鉛フリーはんだ合金が一般的に使用されています。一般的な鉛フリーはんだ合金には、錫-銀-銅 (SnAgCu) および錫-銀 (SnAg) が含まれます。これらの合金は、従来の鉛ベースのはんだよりも高い融点を持っています。
リフロープロファイル: 最適なはんだ付けを実現するには、さまざまなコンポーネント、はんだペーストの種類、および PCB 設計に特定のリフロー プロファイルが必要です。リフロー プロファイルにより、温度変化率と各フェーズの継続時間が決まります。適切なプロファイリングにより、信頼性の高いはんだ接合が保証されながら、コンポーネントへの熱損傷のリスクが最小限に抑えられます。
検査と品質管理: 自動光学検査 (AOI) と X 線検査を使用して、はんだ接合部の位置ずれ、はんだ不足、はんだブリッジ、ツームストンなどの欠陥を検出します。これらの検査は、はんだ付け接続の品質と信頼性を確保するために重要です。
再加工と修理: 欠陥がある場合は、再加工および修理技術を使用して、はんだ付けの問題を修正します。これには、コンポーネントを手動で取り外して再適用したり、はんだ接合部を修正したり、特定の領域をリフローしたりすることが含まれる場合があります。
ファインピッチ部品のはんだ付け技術: ピンの間隔が狭いファインピッチのコンポーネントには、正確な配置と正確なはんだ付けが必要です。はんだ噴射、レーザーはんだ付け、ホットバーはんだ付けなどの技術は、設置面積が極めて小さいコンポーネントに使用されます。
SMT プロセスは継続的に進化しており、エレクトロニクス製造における小型化と複雑さの増大によってもたらされる課題に対処するために、新しい技術や技術が開発されていることに留意することが重要です。SMT アセンブリと信頼性の高い PCB はんだ付けを成功させるには、適切なトレーニング、専門知識、業界標準の順守が不可欠です。
