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~ 基礎知識 ~

知っていただきたい基本事項

ここでは、当社で行っている基板実装の作業内容について簡単にご紹介。基礎知識として、ぜひ知っていただければ幸いです。

  1. 基板実装とは
  2. 挿入実装(IMT)・ディスクリート実装とは
  3. 表面実装(SMT)とは

基板実装とは

  1. 基板実装とは、プリント配線板(PWB:printed wiring board)に、各種電子部品をはんだ付けし、電子回路として動作するようにすること。一般的にプリント回路板(PCB:printed circuit board)と呼ばれ、電気製品の主要な部品といえます。

    基板実装には、リードのある部品をPWBに挿入してはんだ付けを行う挿入実装(IMT:insertion mount technology )とリードのない部品(SMD:surface mount device)を基板表面にはんだ付けを行う表面実装(SMT:surface mount technology)があります。近年は電気製品の小型化・多機能化が進み、高密度の表面実装(SMT)が主流となっております。スマートフォンなどの製品が代表てきなもので、SMDの技術は常に進化しています。

挿入実装(IMT)・ディスクリート実装とは

  1. 次に、リードのある部品を基板に挿入する方法についてもご紹介。一般的な方法としては、手挿入とマシン挿入の2つの方法があります。

    手挿入は、字の通り人手による対応です。マシン挿入は、アキシャル部品挿入機、ラジアル部品挿入機などなどがあります。アキシャル部品挿入機は横型の部品の挿入で、カーボン抵抗などが代表部品です。ラジアル部品挿入機は縦型の部品の挿入で、アルミ電解コンデンサなどが代表部品です。

    はんだ付けの方法は、手はんだ付けとはんだ槽によるはんだ付けが一般的。手はんだ付けは、はんだゴテを使ってはんだ付けをします。はんだ槽による作業は、アキシャル部品、ラジアル部品を挿入機にて対応後に、挿入機対応できない部品を手挿入、スプレーフラクサーでフラックスを塗布し、予備加熱でフラックスを活性化した状態ではんだ槽にて作業します。

    当社ではチップ部品を接着剤で固定し、はんだ槽ではんだ付けを行う対応もしております。現状は1608サイズ(横1.6mm×縦 0.8mm)が最小チップサイズですが、1005サイズ(横1.0mm×縦 0.5mm)のはんだ槽での対応も現在検討をしており、近々量産化を予定しております。

表面実装(SMT)とは

  1. 小型化・高密度化が進む近年、表面実装(SMT)では難しいことをやっているように思われています。しかし、基本的な流れは、
    1.クリームはんだ印刷機で、ペースト状のはんだ(クリームはんだ)をPWDに印刷
    2.チップマウンターで、表面実装部品(SMD)を搭載
    3.リフロー炉で熱を加えてはんだ付け
    と意外にシンプルです。
    SMDの小型化、多種多様な半導体パッケージへの対応など、日々技術が進んでいます。

    1.クリームはんだ印刷工程
    プリント配線板のランド部分にペースト状のクリームはんだを印刷します。通常はメタルマスクと呼ばれる印刷用の版を用い、印刷機のスキージを使って印刷。メタルマスクは金属板のものが主流ですが、プラスチック製の安価タイプも現在流通しています。一般的にはメタルマスクの厚みと開口寸法ではんだ量を調整。SMDの小型化に伴い、メタルマスクを薄くし量を少なくすることが多いですが、大きな部品が混載される基板もあり、量の調整方法が実装メーカー各社のノウハウに左右されるケースが多いです。

    2.チップマウンター工程
    プリント配線板にSMDを搭載する工程です。ロータリーマウンターとモジュラーマウンターの2種があります。以前はSMDを搭載する場所が固定で、プリント配線板が動くタイプのロータリーマウンターが主流でしたが、省スペース化されたプリント配線板固定で、SMD搭載部が可変するモジュラーマウンターが現状主流になっています。搭載スピードアップ、SMDの小型化への対応、小ロット製品生産への対応など、こちらも日々技術が進んでいます。

    3.リフロー工程
    リフロー炉を使ってはんだ付けを行います。プリント配線板とSMDを予熱(プリヒート)、クリームはんだに含有するフラックスを活性化、SMDへの急激な熱衝撃の緩和を行い、本加熱ではんだ付けをする工程です。

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