SMT（表面実装技術）実装において高い信頼性と高効率を追求することは、一貫性を求める電子機器メーカーにとっての目標となってきました。これは、全工程のあらゆる細部を最適化できるかどうかにかかっています。SMT実装に関しては、不良の64％が不適切なはんだペースト印刷に起因することが判明しています。そして、不良は製品の信頼性を低下させ、その性能を損ないます。したがって、低品質の発生可能性を最小限に抑えるために、高性能なはんだペースト印刷を実施することが極めて重要です。
SMT実装では、検査は必須の対策とされています。現在一般的に用いられている検査には、肉眼による目視検査が含まれます。AOI（自動光学検査）,X線検査など。はんだペーストの不適切な印刷によって最終製品の性能が低下するのを防ぐため、SMT実装工程では、はんだペースト印刷の後にソルダーペースト検査（SPI）を実施する必要があります。
20年にわたる電子機器製造の経験に基づき、PCBCartは製品の「信頼性」への深いこだわりにより、世界の電子業界から高い評価を獲得してきました。PCBCartのワンストップPCBソリューションは円滑に運営されており、つまり、PCBレイアウト,PCB製造,部品調達そしてPCB組立は、作業場における厳格な工程管理に由来します。
見逃せないワンストップPCBソリューション
SPIの紹介
SPI の導入に先立ち、十分に把握しておく必要があるのはSMT組立手順簡単に言えば、SMT実装ははんだペースト印刷、チップ実装、リフローはんだ付け、および洗浄の4つの工程から成ります。はんだペースト印刷は開始工程を示し、その品質がSMT実装全体の品質を決定します。
SPI装置が登場する以前は、はんだペースト印刷不良を見つけるために目視検査が用いられていた。しかしその主な欠点は、精度の低さと検査速度の遅さである。光学原理を利用したSPI装置は、三角測量法によってPCBパッド上に印刷されたはんだペーストの高さまたは厚みを測定できるインライン型SMT検査装置である。各ピクセルごとのはんだペーストの高さが分かれば、一連の加算および演算処理によってPCBパッド上のはんだペーストの正確な体積を算出することができる。その結果、SPIがカバーできる検査項目には、はんだペーストの体積、面積、高さ、XY方向のずれ、形状などが含まれる。また、SPIが検出可能な主な不良には、はんだペーストの欠落、不足、過多、ブリッジ、位置ずれ、不適切な形状、基板上の残渣などがある。
SPIは通常、はんだペースト印刷の後に行われ、印刷不良を早期に発見して、チップ実装の前に修正または除去できるようにします。そうしないと、後工程でより多くの欠陥、さらには重大なトラブルを引き起こす可能性があります。
SPIの利点
・欠陥削減
SPI はまず、不適切なはんだペースト印刷による欠陥を減らすために使用されます。したがって、SPI の最大の利点は、欠陥を低減できる能力にあります。SMT 実装に関しては、欠陥が主な懸念事項となってきました。そして、欠陥数の減少は、製品の高い信頼性のための確固たる基盤となります。
・高効率
SMT実装プロセスにおける従来のリワーク方式を考えてみましょう。欠陥は検査を実施しない限り露見せず、つまり通常はリフローはんだ付けの後になってから明らかになります。一般的には、欠陥を見つけるために AOI や X線検査が用いられ、その後にリワークが行われます。SPI を使用すれば、SMT実装プロセスの最初の段階であるはんだペースト印刷の後に欠陥を把握することができます。不適切なはんだペースト印刷が見つかり次第、すぐにリワークを行って高品質なはんだペースト印刷を実現できます。これにより、より多くの時間が節約され、製造効率も向上します。
・低コスト
SPIマシンの導入において、「低コスト」には2つの意味があります。
一つは、SMT組立プロセスの初期段階で不良を発見し、タイムリーにリワークを行うことができるため、時間コストが削減されるという点です。
もう一つは、不良を早期に食い止めることで、初期不良が後工程まで持ち越されて重大な不良を引き起こすことを防ぎ、その結果として金銭的コストも削減されるという点です。
・高い信頼性
本記事の冒頭で述べたように、SMT実装製品における欠陥の大半は、低品質なはんだペースト印刷に起因しています。SPI が欠陥低減に有効である以上、欠陥要因を厳密に管理することで、製品の信頼性向上に寄与します。
2D と 3D の SPI の比較
SPIは2Dから3Dへの道のりを歩んできました。
2D SPI 装置は、パッド上のはんだペースト堆積物のある一点の高さしか測定できませんが、3D ではパッド上のはんだペースト全体の高さを測定することができます。したがって、3D はパッド上に印刷されたはんだペーストの正確な厚さを示すことが可能です。さらに、3D SPI はパッド上のはんだペースト堆積物の面積および体積も測定できます。
2D SPIマシンは手動フォーカスに依存しているためエラーが増えやすい一方、3D SPIマシンは自動フォーカスに依存しており、測定データがより簡潔で正確です。
PCBCartの工場におけるSMT実装品質管理のための3D SPI準備完了
20年以上にわたりエレクトロニクス製造の品質と性能に注力してきたPCBCartは、PCB製造、部品調達、PCB実装を網羅するワンストップPCBソリューションを専門としています。PCBCartの工場では、主要なプロセス管理手段として3D SPI装置が使用されています。この装置は、斜角カメラを通じて高速な3D画像を取得し、はんだペーストの体積と位置ずれを測定します。さらに、3D SPIには、高速かつ十分な経験を備えたプロのエンジニアが常駐して操作にあたっています。そのため、当社は「高品質・高効率・低コスト」のエレクトロニクス製造サービスを提供する十分な能力を有しています。
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