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技術情報・技術コラム

基板実装の流れに関して解説!

基板実装とは

基板実装とは、プリント基板に電子部品をはんだ付けして接続し、電子回路として機能させるプロセスです。製作したプリント基板には、はんだ付けされていない配線だけが配置されており、これに各種電子部品を取り付けることで、電子回路を完成させます。

基板実装には、表面実装(SMT: Surface Mount Technology)と挿入実装(IMT: Insertion Mount Technology)の2種類あります。

表面実装は、電子部品をプリント基板表面のランドにはんだで接続する方法です。挿入実装は、プリント基板の穴(スルーホール)に電極リード端子を挿入してはんだ付けを行う方法です。

基板実装 表面実装(SMT)の流れ

1.  基板にクリームはんだを塗る

まず、プリント基板を準備してガーバーデータからメタルマスクを製作しておきます。プリント基板にメタルマスクを重ね、メタルマスクの上からクリームはんだ(ソルダーペースト)を塗布します。クリームはんだは、ハンダ粉末とフラックス(洗浄剤)が混ざったペースト状の物質です。これにより、部品が基板に固定され、電気的接続が確保されます。また、メタルマスクは、プリント基板上のクリームを塗布したい場所(ランド)と同じ位置に穴が空いたステンレスの金属板のことです。

2.     部品実装

クリームはんだを塗布したプリント基板の表面・裏面にチップマウンターと呼ばれる実装機を用いてチップ部品を載せていきます。実装前にXY座標データで部品実装の位置をプログラムしておき、フィーダーといわれる装置にチップ部品をセットして準備します。実装が始まると多ければ数百以上の部品が高速で搭載されていきます。ここまでで基板へのクリームはんだ塗布と部品の搭載が完了します。

3.     リフロー炉でクリームはんだを溶かし固定する

リフロー炉と呼ばれる機械を用いて、リフロー炉内で加熱されることでクリームはんだを溶かし部品を基板に接合して固定します。この工程をリフロー工程といいます。

4.     外観検査

表面実装が完了した後、部品が正しく実装されているか外観検査をします。目視でもある程度可能ですが、自動光学検査装置(AOI: Auto Optical Inspection)を使用することが多いです。AOIは高精度かつ高速で検査を行い、画像解析技術を用いて小さな不良も自動的に検出することができます。

基板実装 挿入実装(IMT)の流れ

挿入実装では、表面実装部品以外の部品を基板に実装します。

挿入実装する部品は、DIP部品、リード部品、アキシャル部品、ラジアル部品などがあります。基板のスルーホールに部品の足を挿入して実装する必要がある部品になります。

1.  リード部品を機械実装

プリント基板の表面にリード部品を実装します。テーピングされた部品を指定した位置へ自動機を使い実装します。

2.     手挿入での実装

自動挿入機で挿入できない部品は手挿入を行います。機械化は進んでいますが、リレーなどの重たい部品は機械での実装が難しいため、手挿入になります。熟練技術者の技術が必要になります。

3.     はんだ付け

フラックスというはんだ付けの促進剤をフラクサーという機器を使いプリント基板に塗布します。そして、フローはんだ槽を用いて部品のリードと基板のパットを接合することで基板とリード部品のはんだ付けを行います。

リフロー:表面実装部品をはんだ付けする方式

フロー :挿入(リード)部品をはんだ付けする方式

4.     検査

表面実装と同様にAOIなどを使って検査を行います。

基板実装なら当社にお任せください。

組み込み機器 受託開発・生産センターを運営する株式会社サンエスは、基板実装の受託を行っています。また、当社は回路設計・組み込みソフトウェアの知見を持つエンジニアが在籍し、ハードウェア・ソフトウェア双方から全体設計を行い、その後、部品調達・基板実装・組立という工程の一貫対応をすることができます。お気軽にお問い合わせください。

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