SMT組立手順とその発展動向

この記事では、SMT（表面実装技術）の組立手順の概要と、将来におけるその発展動向のみを紹介します。

SMT組立手順

SMT組立手順主に次の工程から構成されます：はんだペースト印刷、チップ実装、リフローはんだ付け、掃除,検査および再構成であり、これらについては以下で詳しく紹介します。

・はんだペースト印刷

はんだペースト印刷とは、ステンシルの開口部を通して、はんだペーストをPCB（プリント基板）のパッド上に載せる工程を指します。はんだペースト印刷は、SMT実装生産ラインの最初に配置される、はんだペースト印刷機によって行われます。

・チップ実装

チップ実装の目的は、設計ファイルに適合した対応する位置に部品をPCB上に配置することであり、これはSMT組立生産ラインにおいてははんだペースト印刷機の後に設置されるチップマウンター上で行われます。

・リフローはんだ付け

中でリフローはんだ付けの工程まずはんだペーストを溶融させ、冷却したはんだペーストによって SMC（表面実装部品）または SMD（表面実装デバイス）を PCB 基板に固定します。リフローはんだ付けは、SMT 実装生産ラインにおいてチップマウンタの後段に配置されたリフロー炉で行われます。

・クリーニング

クリーニングの目的は、基板上に残った有害な残渣を除去することです。有害な残渣は、リフローはんだ付け工程で使用されるフラックスに由来する可能性があります。通常、残渣を除去するために洗浄装置が使用されますが、SMT実装生産ライン上の固定位置に設置されているわけではありません。クリーニングは、SMT実装ライン上で行うことも、ライン外で行うこともできます。

• 検査

SMT組立工程では、はんだ付けおよび組立の品質が、対応する製造規格や法規制に適合していることを保証するために検査が行われます。SMT検査には、拡大鏡、顕微鏡、ICT（インサーキットテスター）、フライングプローブテストなど、数多くの装置やツールを使用することができます。AOI（自動光学検査）,X線検査必要に応じて、ファンクションテスターなどの検査装置は、任意の適切な位置に設置することができます。

・リワーク

リワークは、検査によって不具合が明らかになったPCBを修理または再製造するために実施されます。リワークを行うには、電気はんだごてやリワークステーションなどの装置や工具が必要です。リワークは、SMT組立ラインの任意の位置に配置することができます。

将来のSMT開発動向

開発トレンド#1：迅速で柔軟かつ即応性が高い

将来の競争はますます激化し、成功する企業は迅速で柔軟かつ即応性の高い技術設備システムに依存せざるを得なくなるでしょう。その目標が達成される限り、市場参入の機会をより多く獲得し、より多くの利益を生み出すことができます。したがって、SMT機械は将来、迅速性・柔軟性・即応性の方向へと発展していくことになります。

SMT組立製造ラインは、生産量を向上させるために、単一装置から複数装置ラインへと拡大してきたことが知られています。高効率は人々が追求してきた重要な目標であり、SMT製造の効率は生産性効率と制御効率によって示されます。生産性効率とは、SMT組立製造ライン上のすべての装置の総合的な生産能力を指し、より高い生産性は適切な配置から生まれます。さらに、高効率なSMT製造ラインは、単一ライン生産から二重ライン生産へと発展しており、それによって占有面積を削減するだけでなく、生産速度も向上させています。

開発動向#2：グリーンで環境にやさしい

認めざるを得ないのは、SMT実装生産ラインは、使用される包装材料、はんだペースト、接着剤、フラックスなどの材料から、SMT実装プロセスそのものに至るまで、ある程度環境に大きな悪影響を及ぼしてきたということである。SMT実装生産ラインの数が多くなり、そのレベルが高くなればなるほど、その被害は深刻になる。その結果、将来のSMT実装生産ラインはグリーンラインへと発展していくことになる。

グリーンマニュファクチャリングとは、SMT実装製造のごく初期段階から環境保護に関する要求を達成しなければならないことを指す。SMT実装製造の各工程で顕在化する可能性のある汚染源とその程度を慎重に分析し、それに基づいて適切なSMT装置および材料を選定し、製造規定を策定し、製造条件を確立する必要がある。最終的には、製造要求と環境保護の双方を満たせるよう、SMT実装製造を適切かつ科学的で合理的な方法で管理することになる。そのため、SMT実装製造においては、生産規模と生産能力の両方を考慮しなければならない。さらに、設計、SMT生産ラインの構築、SMT装置の決定、材料選定などの段階から、SMT実装製造が環境にもたらす影響は、環境保護の要求と整合していなければならない。

開発動向#3：高効率かつインテリジェント

表面実装技術において、SMT装置の更新および開発は、SMT実装レベルを示す指標となります。今後、製造効率はSMT装置の性能を評価するうえで重要な基準となるでしょう。製造効率を向上させるためには、SMT装置の構造面での調整と、SMT装置の性能面での改善が必要となります。

SMT装置のもう一つの発展動向は、その柔軟性にあり、ユーザーがそれぞれの差別化されたニーズや要件に基づいてサービスをカスタマイズできるようにする点にある。また、モジュール化を用いることで、さまざまな機能に対応し、異なる部品からの高まる要求に応えることができる。さらに、実装は要求される精度と速度に応じて変える必要があり、それによって製造全体の効率を向上させることが可能となる。

新しいタイプの電子組立技術として、SMT はあらゆる分野を網羅する各種製品に広く適用されています。その特性と利点により、SMT は従来の電子組立技術を部分的または完全に置き換え、電子産業に本質的かつ革命的な変化をもたらしました。したがって、産業により良く貢献させるためには、SMT の組立手順および将来の発展動向を把握することが必要不可欠です。

SMT組立は、はんだペースト印刷、チップ実装、リフローはんだ付けなどの工程を含み、一貫した高品質なデバイスを実現するうえで、現代の電子機器にとって不可欠な要素です。現在のトレンドは、スピード、柔軟性、環境持続可能性を重視しており、SMTを革新性と効率性の最前線に位置づけています。技術の恩恵を最大限に享受するためには、これらのトレンドを常に把握しておくことが必要です。

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