PCBアセンブリ: 主なプロセス、技術、および品質管理

PCBアセンブリは、電子部品をプリント基板に取り付けてはんだ付けするときです。これは回路を機能させる。人々はこのプロセスを使用して、毎日うまく機能する電子機器を作ります。

PCBアセンブリ: 主なプロセス、技術、および品質管理

PCBアセンブリプリント基板に電子部品を入れてはんだ付けするときです。これは回路を機能させる。人々はこのプロセスを使用して、毎日うまく機能する電子機器を作ります。機械は正しい場所に部品を置くのを助けます± 0.01mmの精度を使用します。これらの機械は1時間あたり20,000部以上置くことができます。これにより、労働者の必要性が最大70% 低下します。プリント基板の主なステップと新しい方法を学ぶならアセンブリ、よりよいプロダクトを作ることができます。これはまた間違いを止めるのを助け、あなたの回路が正しく働くことを確かめます。

アスペクト

説明/統計

配置精度

± 0.01mm

スループット率

1時間あたり20,000部以上 (CPH)

人件費の削減

マシンのために最大70% 少なく

重要なポイント

  • PCBアセンブリはボードに電子部品を置きます。これにより、デバイスの動作が改善され、長持ちします。良いデザインと計画は時間とお金を節約します。また、組み立て中の間違いを止めるのにも役立ちます。機械は部品を迅速かつ非常に正確に配置します。これは、人々の仕事が少なくなり、エラーが少なくなることを意味します。品質管理は、AOI、X線、およびテストツールを使用します。これらのツールは問題を早期に発見し、製品がうまく機能することを確認します。業界標準に従うことで、PCB製品は安全で強力に保たれます。それはまた人々がこれらのプロダクトを信頼するのを助けます。

PCBアセンブリの概要

PCBアセンブリとは

使用するPCBアセンブリ電子部品をaに置くためPcbを使用します。これにより、デバイスの動作を支援する回路が作成されます。あなたは平野で始まります。Pcbを使用します。銅線とパッドがあります。銅線は電気を各部分に移動させます。アセンブリでは、次のようなものを追加します抵抗器, コンデンサ、およびチップ。機械や人がこの仕事をすることができます。次に、部品をボードにはんだ付けします。はんだ付けは部品を所定の位置に保ち、電気の流れを可能にします。このステップは、シンプルなボードを作業デバイスに変更します。

ヒント:アセンブリを開始する前に、常にデザインを見てください。良いデザインは間違いを止め、時間を節約するのに役立ちます。

プリント回路基板アセンブリの目的

あなたが必要プリント回路基板アセンブリ強い電子機器を作るため。主な目標は、正しく機能する回路を構築することです。あなたが一緒に置くときPcb、各パーツが正しい場所にあることを確認します。また、すべての接続がタイトであることを確認します。これは、短絡やその他の問題を止めるのに役立ちます。を使用できます。PCBアセンブリコンピュータ、電話、車のようなもののために。アセンブリの各ステップは、デバイスをより良く、より強くします。

  • 主な理由PCBアセンブリ:

    • それはあなたのデザインを本当のものに変えます。

    • それはあなたの回路が安全であることを確認します。

    • それはあなたが一度にたくさんの電子機器を作るのを助けます。

    • 業界のルールに従うことができます。

あなたは頼りにしますPCBアセンブリあなたのデバイスが長持ちし、より良く動作するのを助けます。

PCBアセンブリプロセス

PCBアセンブリプロセス
画像ソース:ペクセル

アセンブリ (DFA) のためのデザイン

PCBアセンブリプロセスは、アセンブリの設計から始まります。このステップにより、PCBの構築が容易になり、信頼性が向上します。製造可能性について早期に考えると、間違いや遅れを避けます。事前に計画することで、時間とお金の両方を節約できます。

  • 早期に計画することは、再設計が少なく、生産が速いことを意味しますを使用します。

  • 優れたデザインはアセンブリをすばやく通過するため、製品はより早く顧客に届きます。

  • より少ない材料と労力を使用することは、コストを削減するのに役立ちます。

  • DFAで作られたPCBはより強く、製造の準備ができています。

  • あなたの製品のコストの大部分はデザインから来ていますを使用します。スマートな選択は、材料の請求書を下げ、組み立て時間を短縮し、製品を長持ちさせることができます。

  • 片側に表面実装デバイスのみを使用する場合は、すべてを1つのステップではんだ付けできます。これは時間を節約し、物事をシンプルに保ちます。

  • 部品が少ないということは、取り扱いが少なくなり、事務処理が速くなり、作業が簡単になり、利益が向上します。

ヒント:アセンブリを始める前にデザインを常に確認してください。シンプルでよく計画されたデザインにより、すべてがスムーズになります。

はんだペースト用途

次に、PCBにはんだペーストを置きます。このステップは、はんだ付け前に部品を所定の位置に保持するため、重要です。ステンシルを使用して、パッドにペーストを広げます。ステンシル印刷は1時間あたり最大10,000パッドをカバーできます、従って速く働くことができます。この方法は、大規模な生産実行で欠陥率を1% 未満に保ちます。これは、高品質を意味します。

ジェットディスペンシングは、ペーストを適用する別の方法です。それは ± 0.025mmの配置精度を与え、ペースト量を安定に保ちます。ステンシルを並べ、間違いを避けるために、各PCBに少なくとも3つの基準マークを使用します。マルチレベルのステンシルは、さまざまな部分に適切な量のペーストを置くのに役立ちます。適切な穴のサイズと厚さを備えた優れたステンシルデザインは、過熱や弱いジョイントなどの問題を防ぎます。

  • ステンシル印刷は大きな仕事のために速いです

  • 大量生産における低欠陥

  • ジェットディスペンシングは正確で再現性があります

  • フィデューシャルマークは適切な位置合わせに役立ちます

  • マルチレベルステンシルを使用すると、カスタムペースト量を使用できます

SMDとTHTの配置

はんだペーストをつけた後、部品をPCBに置きます。主に2つの方法があります。Surface Mount Device (SMD) 配置とThrough-Hole Technology (THT) 配置です。SMDの配置はボードの上に小さい部品を置くために機械を使用します。THTの配置はPCBの穴を通して部品を置きます。

ケーススタディ

報告された成功のメトリクスと改善

家電製品

生産台数は1日あたり10,000台から85,000台に増加

メーカー

欠陥率が2% から0.02% に低下

新製品の発売が65% 加速

ユニットあたりの人件費は78% 減少しました

自動車用電子機器

ファーストパスの成功率が92% から99.7% に向上

サプライヤー

保証請求は83% 減少しました

医療機器のスタートアップ

毎月の生産台数は100台から5,000台に拡大

市場投入までの時間が18か月から7か月に短縮されました

SMDの配置は物事をより速くし、間違いを減らします。THT配置は、ストレスを処理する部品に必要な強力で安定した接続を提供します。

はんだ付け

今ははんだ付けの時間です。このステップははんだペーストを溶かし、部品とPCBの間に強い電気的リンクを作ります。SMD部品にはリフローはんだ付け、THT部品にはウェーブはんだ付けを使用できます。新しいはんだ付け方法は、慎重なチェックとテストとともに、欠陥を最大90% まで下げるを使用します。これは、ボードがより良く機能し、長持ちすることを意味します。

良いはんだ付けはあなたの回路を安全に保ち、よく働きます。はんだ付けが悪いと、故障や高価な修理が発生する可能性があります。

クリーニング

はんだ付け後、残りのフラックスや残留物を取り除くためにPCBをきれいにします。クリーンボードは、錆、コーティング不良、電気的故障などの問題を阻止します。

  • 拡大鏡を使用して目に見える残留物を探します。

  • イオン汚染テストを使用して維持します1.56 µ g/cm ² NaCl未満の残留物、これは敏感な電子機器にとって重要です。

  • 頑固な残留物が見つかった場合は、洗浄方法を変更するか、新しい溶剤を使用する必要があります。

  • 清潔さは、PCBアセンブリの信頼性とパフォーマンスにとって重要です。

検査とテスト

PCBアセンブリの最後のステップは、検査とテストです。さまざまな方法を使用して、ボードが品質ルールを満たしていることを確認します。

  1. アセンブリの前に部品をチェックして、損傷や欠陥を見つけます。

  2. はんだペーストの高さと配置を確認します。

  3. 自動化された光学点検 (AOI)カメラを使用して、不足している部品やはんだ付けの問題を見つけます。

  4. X線検査では、はんだ接合部の内部を確認して、隠れた問題を見つけることができます。

  5. 回路内テストは、ボードが本来動作するかどうかをチェックします。

統計プロセス制御 (SPC)制作中にデータを監視するのに役立ちます。これにより、問題を早期に発見して修正できます。欠陥が少ないということは、無駄が少なく、信頼性が向上しますを使用します。適切な検査とテストにより、リワークと保証の請求を停止することで、パフォーマンスが向上し、コストが節約されます。

注:すべてのステップで慎重な検査とテストを行うことで、信頼性の高い高品質のPCBアセンブリを提供できます。

プリント回路基板テクノロジー

表面マウントテクノロジー (SMT)

Surface Mount Technologyは、小さな部品をPCBの表面に正しく配置します。これにより、小さな領域でより多くの部品を収めることができます。機械は1時間ごとに多くの部品を配置できるため、組み立てが速くなります。電話やコンピューターなどにSMTが表示されます。この方法は、デバイスを軽くて小さくするのに役立ちます。SMTはまた、多くの掘削や材料を必要としないため、お金を節約します。

  • SMTはプロダクトの多くを作るために大きいです。

  • それは組み立てをより速くし、間違いを減らします。

  • 小さくてトリッキーなPCB形状をデザインできます。

💡SMTは、迅速で、機械で作られ、梱包されたPCBアセンブリが必要な場合に最適です。

スルーホール技術 (THT)

スルーホールテクノロジーは、PCBに開けられた穴を使用します。部品リードをこれらの穴に入れ、下にはんだ付けします。THTは強力で安定した接続を提供し、熱くなったりストレスを感じたりする部品に適しています。

アスペクト

信頼性を支える証拠

機械的な強さ

スルーホール部品はドリル穴に入るので、飛行機のような厳しい場所でもストレスをうまく処理します。

強いはんだ付け接続

穴を通してはんだ付けされたピンは、持続する安定した強力なリンクを作ります。

強化されたテスト可能性

すべてのリードをテストすると、ボードが正しく機能し、信頼性を維持できるようになります。

デバッグのしやすさ

手で部品を入れると、悪いものを簡単に交換して問題を修正できます。

品質保証

AOI、ICT、FPTなどの慎重なチェックは、はんだとボード全体を調べます。

はんだ付け方法

手と波のはんだ付けを使用すると、ジョイントがきちんとしていて常に同じであることが保証されます。これは信頼にとって重要です。

クリーニングプロセス

はんだ付け後のクリーニングは余分なものを取り除き、ショートパンツや錆を止めるので、ボードは長持ちします。

ハイブリッドアセンブリ

ハイブリッドアセンブリは1 pcbでSMTとTHTの両方を使用します。あなたが一緒に閉じてたくさんの部品と強くなければならないいくつかの部品を必要とするならば、あなたはこの方法を選びます。ハイブリッドアセンブリを使用すると、両方の利点が得られます。

性能インジケータ

説明

アセンブリ成功率

82%

ほとんどのPCBキットボックスビルドアセンブリ (PKBA) タスクは、ハイブリッドアセンブリで動作します。

配置エラーマージン (リニア)

<0.8mm

ほとんどの部品配置ミスは0.8mm未満です。

配置エラーマージン (角度)

<0.6度

ほとんどの角度の間違いは0.6度未満です。

アセンブリの品質向上

65.61%

ハイブリッドデジタルツインモデルにより、アセンブリの品質が65% 以上向上します。

PCBハイブリッドアセンブリのパフォーマンスのパーセンテージとエラーマージンを示す棒グラフ

ハイブリッドアセンブリはボードをより正確でより良くします。ほとんどの間違いは小さく、0.8mmまたは0.6度未満です。品質は65% 以上良くなることができます。厳しい業界ルールを満たす強力なPCB製品を入手できます。

PCBアセンブリの品质管理

PCBアセンブリの品质管理
画像ソース:Unsplash

PCBアセンブリの品質管理は、各ステップを1つずつチェックします。すべての段階を見て、ボードが優れていることを確認します。新しいPCB検査ツールは、問題を早期に見つけるのに役立ちます。これはあなたのプロダクトをよく働かせる保ちます。さまざまなツールを使用して、欠陥を見つけ、品質を向上させ、お金を節約します。

視覚および自動光学検査 (AOI)

まず、視覚的なチェックを行います。これは、部品の欠落やはんだの不良などの大きな問題を確認するのに役立ちます。手動チェックは遅く、小さな間違いを見逃す可能性があります。AOIはカメラとソフトウェアを使用して各PCBをスキャンします。AOIは問題を早く見つけ、疲れません。

AOIは迅速かつ公正な結果をもたらしますを使用します。データを使用して、次に何をするかを決めることができます。

これは、AOIが手動チェックよりも優れていることを示す表です。

研究/方法論

Datasetサイズ

欠陥サンプル

精度メトリクス

重要な調査結果

YOLOv4オブジェクト検出器モデル

40,000

70,000

97% のリコール、82% の精度

欠陥検出の高精度; 画像の向きとPCBタイプに強い

画像減算ウェーブレット

N/A

N/A

82.5% の平均精度

5つの異なるPCBタイプで効果的

手動による目視検査

N/A

N/A

主観的、遅い

精度と速度が低下します。PCB損傷のリスク

AOIは、より多くの欠陥を見つけ、間違いを減らすのに役立ちます。AOIを使用して、適切な場所にない、または欠落している部品を確認できます。AOIはまた悪いはんだ付けを見つけます。AOIは小さい仕事と大きい仕事の両方のために働きます。あなたはより良いボードとより少ないリターンを手に入れます。

X線およびはんだペーストの点検

一部の問題は、部品の下またははんだ接合部の内部に隠れます。目やカメラではこれらを見ることができません。X線検査では、PCBの内部を見ることができます。X線は、隠されたはんだの問題、空のスポット、およびブリッジを見つけるのに役立ちます。これは、BGAやその他のトリッキーな部分をチェックするために重要です。

部品を追加する前に、はんだペースト検査 (SPI) がペーストをチェックします。最新のツールは、ペーストの量とその場所を測定します。ペーストが足りない場合は、はんだ付けする前に修正できます。これにより、多くの問題が開始する前に停止します。

下のグラフは、X線とSPIが欠陥を見つける方法を示しています:

鉛フリーテストと生産テストでAXIとSPIの間の欠陥数を比較するグループ化された棒グラフ

いくつかのテストでX線がすべての欠陥を見つけるのを見ることができます。SPIはすべてではありませんがほとんどを見つけます。両方を使用すると、強力な品質管理が可能になります。プロセスを信頼して、隠れた問題と見やすい問題の両方をキャッチできます。

回路内および機能テスト

チェックした後、ボードをテストする必要があります。回路内テストは、PCBの各部分と接続をチェックします。プローブを使用して、電圧、抵抗、および電流を測定します。これにより、ショーツ、オープンスポット、および間違った部品が見つかります。インサーキットテストはについて見つけます障害の98%を使用します。ボードが工場を出る前に問題を修正できます。

機能テストは、PCBが必要に応じて機能するかどうかを確認しますを使用します。あなたはボードを使うふりをして、何が起こるかを見ます。信号を測定し、電圧をチェックし、負荷でテストします。これにより、ボードがオンになっているときにのみ現れる問題が見つかります。機能テストはあなたのプロダクトをよりよく働かせます。

  • テストを計画し、ツールを設定します。

  • 視覚的なチェックを行い、結果を書き留めます。

  • あなたは失敗を見てボードを修正します。

  • 出荷する前に各PCBが良いことを確認します。

機能テストには特別なツールが必要で、時間がかかる場合がありますを使用します。それでも、それは品質にとって非常に重要です。あなたは他のテストが見逃すかもしれない問題を見つけます。

プロセス制御とトレーサビリティ

すべてのステップを監視することで、プロセスを安定させます。プロセス制御とは、はんだ熱、トレース幅、湿度などをチェックすることを意味します。SPCを使用して、トレンドを確認し、問題を早期に修正します。のように制限を設定します± 0.02mmトレース幅のために、物事を安定させる。

トレーサビリティを使用すると、最初から最後まで各PCBを追跡できます。バッチ番号、材料紙、およびテスト結果を書き留めます。問題を見つけた場合は、それをさかのぼってその理由を見つけることができます。FAIを使用して新しいバッチをチェックし、すべてのグループのレコードを保持します。

  • あなたはあなたの仕事エリアをきちんと清潔に保ちます6Sを使用します。

  • あなたは欠陥を止めるために一日中温度と湿度を監視します。

  • あなたは悪いアイテムを生産から遠ざけるためにステップを使います。

  • チームをトレーニングし、仕事を頻繁にチェックして、品質を高く保ちます。

  • ISO 13485およびその他のルールに従って、欠陥とリコールを停止します。

最新のPCB検査、プロセス制御、トレーサビリティ一緒に働く。あなたはより良いボード、より少ない問題、そして顧客からのより多くの信頼を得ます。AIおよびIoTツールを使用して、リアルタイムで監視し、問題を早期に見つけることができます。これらのステップは、業界のルールを満たす良いPCB製品を作るのに役立ちます。

信頼性と基準

一般的な欠陥

一般的な欠陥について知ることは重要ですPCBアセンブリを使用します。これらの問題により、製品がうまく機能しなくなる可能性があります。ボードの作成中にほとんどの欠陥が発生します。これらの問題を早期に発見した場合PCBの点検、あなたはそれらを速く修正することができます。これは後で大きな問題を止めます。

ここにいくつかの一般的な欠陥をリストした表がありますを使用します。それは、各欠陥が何を意味し、どのように製品を傷つける可能性があるかを示しています。

欠陥名

説明

製品パフォーマンスへの影響

メッキボイド

金属コーティングのギャップ

オープン回路、信頼性の問題

悪いはんだ付け

暖房や汚染が悪い

接続の問題、失敗の可能性

はんだブリッジ

ジョイント間の不要なはんだ

ショートサーキット、ボードの損傷

トゥームストニング

部品の片側がボードから持ち上げられます

オープン回路、必要なリワーク

Warpage

ボードの曲がりやねじれ

はんだの問題、不十分なアセンブリ

はんだボール/はんだDreg

ボードに残った小さなはんだボール

短絡、外観の問題

オフセット

ピンがパッドと並んでいない

悪い電気特性、悪いはんだ

行方不明

ボードに置かれていない部品

オープン回路、デバイスが動作しない

間違った部品

使用される誤った部品

機能と信頼性の問題

を使用する必要がありますPCBの点検これらの欠陥を見つけるあらゆるステップで。多くの場合、チェックはボードを安全に保ち、正しく機能するのに役立ちます。はんだのひび割れや汚れなどの問題が発生した場合は、プロセスを変更できます。これはあなたの製品をより良くします。

ヒント: はんだブリッジ、部品の欠落、または反りなどの欠陥を常に探してくださいPCBの点検を使用します。問題を早期に見つけることで、時間とお金を節約できます。

業界標準

あなたはあなたのことを確認するために業界標準に従う必要がありますPCBアセンブリ良いです。標準は、プロセスを制御し、より良い製品を作るのに役立ちます。いくつかの重要な基準は次のとおりです。

  • IPC-A-610: この規格は、優れた電子アセンブリがどのように見えるかを示しています。はんだ付け、部品の行き先、ボードのきれいさなどをカバーします。

  • ISO 9001: この品質ルールは、強力な制御システムの設定に役立ちます。記録を保持し、労働者を訓練し、プロセスを確認するように指示します。

  • UL認証: この安全マークは、ボードが厳しい安全ルールを満たしていることを意味します。

  • RoHSコンプライアンス: この規則は、電子機器での危険物の使用を制限しています。

あなたのガイドにこれらの標準を使用する必要がありますPCBの点検と品質チェック。あなたがそれらに従うと、あなたの製品は長持ちし、より良く働きます。基準は、顧客からの信頼を得るのにも役立ちます。

注: 業界標準に従うことで、検査がより強力になり、コストのかかる間違いを回避できます。

エレクトロニクス制造の各ステップを行う方法を知ることは、良い回路基板を作るのに役立ちます。あなたが読む方法を学ぶなら検査レポートそしてテスト結果、質についてのスマートな選択をすることができます。

  • 検査レポートを見て、部品が適切な場所にあるかどうか、はんだ接合部がよく見えるかどうかを確認します。ボードが良好であるかどうかを確認します。

  • 使用AOIおよびX线マシンあなたの目で見ることができない問題を見つけるため。

  • 質の高いチェックと適切な証明書を持っている会社を選びます。

良質の管理はより少ない間違いおよびより強いプロダクトがあることを意味します。常にあなたの仕事をチェックし、最高の結果を得るために専門家に助けを求めてください。

よくある質問

SMTとTHTの違いは何ですか?

SMTはボードの表面に部品を置きます。THTは、ボードの穴に部品リードを入れます。SMTは小さく、軽い部品のためによく働きます。THTは重いまたはストレスのある部品を強力にサポートします。

PCBアセンブリの欠陥をどのようにチェックしますか?

AOI、X線、回路内テスターなどのツールを使用します。これらのツールは、部品の欠落、はんだ接合部の不良、または隠れた問題を見つけるのに役立ちます。ボードが工場を出る前に、ほとんどの欠陥を見つけることができます。

はんだ付け後にクリーニングが重要なのはなぜですか?

クリーニングは残りのフラックスや汚れを取り除きます。クリーンボードは長持ちし、より良く機能します。汚れや残留物は、短絡や腐食を引き起こす可能性があります。次のステップに進む前に、常にきれいな表面をチェックする必要があります。

PCBアセンブリにはどのような基準に従うべきですか?

アセンブリの質のためのIPC-A-610に従うべきです。ISO 9001は良質システムをセットアップするのを助けます。ULとRoHSは、ボードが安全で有害な材料から解放されていることを確認します。

Related Articles