序论:

基板とは、プリント基板としても知られています、全ての電子機器の土台です。小さなウェアラブル端末、さらに大型空母の中に見つけます。基板は、配線と呼ばれる導体パターンを通って、機器動作と部品間の接続に役立ちます。

基板実装とは？

目次

1.基板実装とは

2.基板実装前に

3.基板実装工程

4.検査/品質管理

5.ウェーブはんだ付け

6.初物検査（FAI）

7.初物検査とは

基板実装とは、各種電子部品を半田付けし、電子回路として動作できるようにすること。 ここで、基板実装工程を紹介いたします。

基板実装前に

回路設計

基板実装前に、回路設計を概念化します。回路設計ソフトを利用して、電子回路を構成します。基板の配線と部品の配置を組み合わせて、回路接続と多層設計を青写真にとります。これには、基板の寸法、外形、用途など考慮しなければならない。基板設計ソフトにはいくつかの種類があります。例えば、Eagle、Kicad、DesignSpark PCB。

DFM/DFA 検査

基板実装の前に、DFM/DFA 検査を通して回路設計の検査を行います。

DFMとは、製造性考慮設計（Design for Manufacturability）の略で、設計の段階でMRCを実施し、製造上の問題をあらかじめ検出し修正することで製造工場からの要求による後戻り作業を削減し、さらに製造歩留まりも考慮するなど設計品質を向上する方法です。DFAとは、組み?て上の問題への対応である「組み?て性考慮設計（Design for Assembly）」の略です。

基板製造

基板製造は回路設計から基板実装までの工程一つです。基板は多くの材料で構成されています。プリント基板通常には絶縁体、銅箔、シルク、ソルダーレジストが含まれます。

絶縁体：絶縁体または誘電体は、基材の非導電性材料です。ガラス繊維で作られて、基材の強度が上がります。

銅：銅は基板表面のコーティングまたは銅箔を使用しています。銅箔は導電体として、エッチング後に回路パターンを形成します。様々な部品間に銅箔で接続します、基板に見られる線は、実際には銅のトレースです。

シルク：シルクは部品番号、ロゴ、回路記号および重要な情報を識別するためプリント基板表面に印刷されます。

ソルダーマスク：ソルダーマスクまたはソルダーレジストは、プリント基板の表面を覆い、酸化や腐食から回路パターンを保護する絶縁膜となるインキです。

基板実装工程

以下は、表面実装の一般的な流れ

印刷工程

基板ができましたら、基板でクリームはんだを印刷します。実際には、基板のランドだけで印刷します。電子部品を固定するのために準備します。SMT、Surface Mount Technology（表面実装技術）を使用する場合、同じ位置に穴が空いたメタルマスクと呼ばれる金属板によって印刷する。

が必要になるということです。

通常、印刷後、検査を行います。

部品を実装する

クリームはんだが塗られた部品を載せるためにチップマウンターと言われる自動実装機を使用します。専用プログラムを立ち上げて基板を供給すれば、そのプログラムに準じた実装が自動的に行われます。

リフロー炉

チップマウンターによって部品が実装された後、はんだが固化する必要があります。これは、リフロー方式で行われます。基板をコンベヤーベルトの上に載せて、リフローの中に約摂氏250度に加熱されます。リフロー炉で加熱することでソルダペーストを溶かし、表面実装部品を接合します。最終的に冷却すれば基板実装完了です。

部品を損傷しないように、工程によって適切な温度に調整してください。

検査/品質管理

次のステップでは、X線検査を行います。X線検査はプリント基板内部のはんだ接合部の状態を確認します。一般的には、より高密度部品に使用されます。X線は高エネルギーの電磁波で、部品を透過して内部構造を調べることができます。X線が部品を通過すると、部品内の密度が異なるとX線の減衰量が異なり、検出媒体に明暗が生じます。例えば、X線画像上で部品電極とパッドが一致しない影がある場合、部品が異常な量のはんだペーストまたは実装がずれていることを示しています；気泡、異物の混入、不完全なはんだ付けなどの基板上の欠陥は、検査画像上に明るいスポットと光が現れます。

上記のように、X線検査はより高密度部品に使用されるため、品質管理の一つです。他の品質管理には、目線検査やAOI検査等があります。

ウェーブはんだ付け

リフローはんだ付けを使用したくない場合は、ウェーブはんだ付けを選べ頂けます。フローはんだ付けは主にスルーホール部品 (PTH)をはんだ付けするために使用しますが、表面実装部品をプリント基板の裏面に取り付ける場合にも使用します

プリント基板は、溶融はんだの上を走るコンベヤーベルトの上に載せます。このようにして、プリント配線板底面がはんだと接触するように通過させて多数の電子部品を一括してはんだ付けする。

 まず、基板の酸化を防ぐためにスプレーを塗布します。基板を予備加熱して、溶融はんだの波面の上を通過します。最後に、はんだが冷却されて固化します。

テスト

はんだ付けが完了したら、テストする必要があります。これは、製造からの潜在的なエラーまたは欠陥を特定するための品質保証テストです。

初物検査（FAI）

初物検査は、X線検査と目視検査より使用量が少ない。基板設計する前に、最初の基板検査を実行できるかどうかをメーカと確認する必要があります。

初物検査（FAI）とは？

初物検査（FAI）は、基板の量産時、作り始めの１枚目基板の品質確認作業です。この段階のテストにより、製品が要望に適合しているかどうか、および製造工程が十分に正確であるかどうかが確認されます。

初物検査は、工場を訪問するか、基板を配達して顧客自分が行うことができます。また、ビデオチャットで顧客に基板見本とテスト結果を見せます。または、基板メーカーを任せます。ただし、あなた様にとして必要ものを見逃す可能性はあります。そのため、基板メーカさんと一緒に検査行くのほうが勧めます。

主な目的は、この基板実装プロセスが高品質の基板を大量生産できるかどうかを確認することです。 見つかった欠陥はすべて解決されるため、実装プロセスを続行できます。ここで疑問が生じる可能性があります。試作段階のサンプルまたはプロトタイプがある場合、初物検査の必要はありますか？ お答えは、はい。基板実装のプロトタイプは、実装の生産ラインから取得される基板と比較して、異なるプロセスで製造され、大量生産ラインから取得ではありません。

PCBgogoは、中国の深センで最も人気のある基板メーカーの1つです。17,000平方メートル以上の土地を建設したこの会社は、基板を高品質で製造することを専攻しています。

基板は、お客様の要望に応じてカスタム設計されています。PCBgogoの「製品カテゴリー」を見るだけで、それらが何年にも渡ってどれだけ拡大してきたかが分かります。これらのカテゴリには、データ通信、光ネットワーキング、医療、産業用制御、航空宇宙/軍事などが含まれます。

この記事はelectronicslovers.comで公開されており、転載許可をもらいました。

元のリンク：https//www.electronicslovers.com/2020/11/pcb-assembly-process-and-first-article-inspection.html