SMT実装における不良を防止するためのプロセス管理対策

電子産業におけるSMT（表面実装技術）組立製造の継続的かつ増大する適用により、電子製品の性能と信頼性は、人々が電子製品に求める中核的な関心事となっている。SMT組立製造の品質は、製造工場の水準を示すだけでなく、電子製品の長期的な発展を保証するものである。製品性能を本質的に確保し、製造プロセスを合理的かつ規範的で標準化されたものへと導くためには、実際の製造要件に適合した、合理的で有効なプロセス制御システムを確立しなければならない。SMT組立製造は、厳格なプロセス制御から始める必要があり、これは製造全体のプロセスにおいて基礎的な役割を果たす。なぜなら、有効な制御によって品質問題をタイムリーに顕在化させ、不良品のスループットを最小限に抑え、不合格による経済的損失を回避することが可能になるからである。したがって、SMT組立のプロセスにおいてプロセス制御措置を実施することは、非常に大きな意義を持つ。

SMT組立プロセスは主に、はんだペースト印刷、部品実装、およびリフローはんだ付けの3つの工程から構成されます。高い信頼性を得るためには、各工程でプロセス管理対策を実施する必要があります。

はんだペースト印刷における工程管理対策

・PCB 品質管理

はんだペースト印刷の前に、すべてのロットのPCBに対して抜き取り検査を実施する必要があります。検査項目は次のとおりです。

a. PCBに変形が発生しているかどうか

b. PCBパッドで酸化が起こるかどうか

c. PCB表面に傷、短絡および銅の露出が発生しているかどうか。

d. 印刷が均一で滑らかかどうか。

PCBの性能に関するプロセス管理の過程では、最初から最後まで十分な注意を払う必要があります。まず、PCB基板を取り扱う際には手袋を着用しなければなりません。次に、目視検査を行う場合、肉眼と検査対象基板との距離は30cmから45cmの範囲とし、角度は約30°から45°とします。検査中は、PCB基板を衝突や落下が起こらないように丁寧に扱い、回路が切断されるのを防ぐため、基板を積み重ねたり立てかけたりしてはいけません。同時に、基板上の位置決め穴を検査し、ステンシルの開口部がPCB上のパッドと適合していることを確認する必要があります。

・はんだペーストの塗布および保管

SMT実装工程においては、はんだペーストの有効性を厳密に管理し、その高い信頼性を維持しなければなりません。期限切れのはんだペーストを使用してはならず、購入したはんだペーストは冷蔵庫の冷蔵室で保管する必要があります。開封済みのはんだペーストは1週間以内に使用しなければなりません。はんだペーストを使用する工程では、作業場の温度を約25℃に、相対湿度（RH）を35％～75％の範囲に管理する必要があります。一時的に使用しないはんだペーストは、使用中のはんだペーストと混同されないよう、作業場から離れた場所に保管しなければなりません。「新しい」はんだペーストを「古い」はんだペーストと混合する必要がある場合、その混合比は3：1とします。

・はんだペースト印刷におけるいくつかの管理対策

はんだペースト印刷が成功するためには、次の要件に適合している必要があります。

a. 印刷は完了している必要があります。

b. ブリッジは行われません。

c. 印刷の厚さは均一で滑らかでなければならない。

d. パッドにターンダウンエッジが発生しないこと。

e. 印刷においてずれが発生しない。

はんだペースト印刷が不完全であることが判明した場合、完全になるように PCB ボード、ステンシルおよびスクレイピングブレードを調整する必要があります。はんだペースト印刷でブリッジが発生した場合、通常は CPU など、最もピッチの細かいチップを検査する必要があります。はんだペースト印刷が均一で滑らかに行われていない場合は、スクレイピング圧力を調整する必要があります。パッドにめくれ（ターンダウンエッジ）が見つかった場合は、ステンシル開口部を点検し、閉塞がないことを確認する必要があります。はんだペースト印刷にずれが見つかった場合は、ステンシル位置を速やかに調整する必要があります。

チップ実装における工程管理対策

SMT組立製造に用いられる主要な設備として、チップマウンターは、吸着・移動・位置決め・実装といった一連の動作を通じて、部品を対応するパッド上に高速かつ高精度で搭載することができます。

・取り付け要件

a. すべてのSMD（表面実装デバイス）は、十分かつ正しく使用されることが保証されなければなりません。

b. プログラミングは、対応するパラメータがプログラミング要件と互換性を持つよう、正確に編集されなければならない。

c. エラーの再発を防ぐため、SMD とフィーダーは正確に組み合わせる必要があります。

d. チップマウンターは、チップ実装の前に正確に調整されるべきであり、故障は発生時に速やかに対処されなければならないSMT組立工程.

・チップ実装における不良対策

チップマウンタは、伝動機構、サーボシステム、認識システムおよびセンサーで構成される複雑な構造を有している。チップ実装ではさまざまな不良が発生しやすく、これらの不良への対策について以下で述べる。

a. チップマウンターの作業シーケンスを分析し、搬送部品間のロジックを把握しておくこと。

b. 設備の運転中においては、欠陥の位置、関連性および程度を把握することができ、異常音を通じてそれらを検出することができる。

c. 不良が発生する前に、作業手順を明確にしておくこと。

d. 不良が、マウンティングヘッドやノズルなどの特定の固定位置で発生しているかどうかを判別できるよう、明確化すること。

e. 不良が部品供給装置で発生しているのか、またはSMDで発生しているのかを明確にする必要がある。

f. 欠陥の冗長性について、特定の量または時間に発生するかどうかを判断するために検討する必要がある。

高密度電子機器であるSMTチップマウンターは、SMTチップの実装を担っており、組立製造を円滑に行うために毎日点検する必要があります。

リフローはんだ付けにおける工程管理対策

リフローはんだ付けとは、内部循環流によってガスを高温にし、その熱によってSMCおよびSMDをPCBに固定するプロセスを指します。

リフローはんだ付けは、次の要件に適合していなければなりません。

a. 合理的なリフローはんだ付け温度カーブを設定し、定期的に実機テストを実施すること。

b. リフローはんだ付けの工程では、リフロー方向はPCBの設計に従う必要があります。

c. 搬送ベルト上での振動は避けなければならないリフローはんだ付け工程。

はんだペーストに関して言えば、金属酸化物含有量が高くなるほど、金属粉末同士の結合抵抗は常に高くなります。その結果、はんだペーストとパッドおよびSMD間のぬれ性が不十分となり、はんだ付け性が低下します。はんだボールの発生は金属酸化物量に正比例することがまとめられています。したがって、はんだボールの発生を防ぐためには、はんだペースト中の酸化物を厳密に0.05％未満に管理する必要があります。

リフローはんだ付けが終了すると、はんだ付けの効果は次のような検査項目から判断することができます。

→ コンポーネント上のはんだ付け部分が完成しているかどうかを確認するために。

→ はんだ接合部の表面が滑らかであるかどうかを確認するために。

→ はんだ接合部が半月状の形状になっているかどうかを確認するために

→ PCB表面に残渣が存在するかどうかを判定するために。

→ 顕微鏡を用いて、ブリッジやコールドはんだが実際に発生しているかどうかを確認するため。

リフローはんだ付けの工程中、環境や製品性能のさまざまな変化に対応するために、柔軟な温度カーブをいつでも適用および変更することができます。

SMT実装は、信頼性の高い電子製品を生み出すための礎です。なかでも最も重要なのは、はんだペースト印刷、部品実装、リフローはんだ付けといった各工程で厳格なプロセス管理を適用することです。これらの管理により、不良の発生が防止され、一貫性が確保され、潜在的な経済的損失が回避されるため、電子機器の長期的な信頼性と性能が保証されます。

PCBCart は、豊富な経験と品質へのこだわりにより、お客様のSMT実装を効率化することに尽力しています。私たちは効果的なプロセス管理手順を導入し、あらゆる製品が最高水準の精度と信頼性を満たすようにしています。電子製品の性能を最大限に引き出すため、PCBCart と協力しましょう。お見積りや、お客様の製造プロセスを次のレベルへ引き上げ、技術プロジェクトで優れた成果を実現する方法については、ぜひ本日中にお問い合わせください。

今すぐ高速・無料のSMT実装お見積りを依頼する

役立つリソース
•SMT基板の設計要件 第1部：一般的な部品のランド設計
•SMT基板の設計要件 パート2：パッドと配線の接続、スルーホール、テストポイント、ソルダーレジストおよびシルク印刷の設定
・SMT基板の設計要件 第三部：部品レイアウト設計
•SMT基板の設計要件 第四部：マーク
•PCBCart のフル機能 PCB 製造サービス - 複数の付加価値オプション
•PCBCart の高度な PCB アセンブリサービス - 1 個から対応