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SMT工程の仕事を説明 ~電子部品実装工程

まっさん
まっさん

基板実装に従事して30年の実装技術者です。
新製品や工場監査の悩み解決になればと思いブログを書いています。
大量生産品は海外生産が多いですが
現代を支える産業なので国内生産することが技術発展にも繋がります。
基板実装業界の発展が未来を支えるので
この業界に関わる方が増えることを望んでいます。

電子部品実装工程(SMT工程)について
どのような仕事なのか初めての方でも分かり易く記事にします。

まさこ
まさこ

SMT工程は
surface mount technologyの略 なんですよ!

まっさん
まっさん

プリント基板実装工程の中で様々な大きさの電子部品を
吸着してプリント基板上に実装する工程について解説しています。

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目次

プリント基板実装工程(SMT)について

プリント基板製品は携帯電話、スマートフォン、ゲーム機、家電、自動車、医療、飛行機、宇宙関係など、製品の頭脳の役割をする、あらゆる製品に組み込まれ箇所に使われています。

スマホ基板

クリームはんだが塗られたプリント基板に対して数百点もの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。
あらかじめ「画像認識データ」「部品寸法データ」「基板配置データ」によって構成されたプログラムを準備し、実装時はプリント基板に実装する部品をフィーダーといわれる装置に部品をセットして自動実装するものです。

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電子部品実装とは(SMT工程)

画像引用:株式会社FUJI

電子部品実装とは前工程でクリームはんだ印刷してクリームはんだ印刷検査の後でプリント基板に電子部品を自動実装する工程です。
この工程はSMTとも呼ばれており surface mount technologyの略 でSMT工程とも言われています。

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チップマウンター

電子部品サイズに適合した大きさのノズルが電子部品を吸着し、プリント基板の目的場所(XY座標)へ装着(実装)するという動作である。
電子部品を実装しながら専用部品認識カメラで部品サイズ、傾き、表裏等を自動認識し搭載精度を高めるために測定結果を装着(実装)に対して補正を行い実装する装置。

チップ型の電子部品はリール状にまとめたもので、テープフィーダーと呼ばれる専用の供給装置にセットして自動供給する。
BGAやQFP等の大型部品は専用のトレイに入れられており、それをトレイ供給装置にセットして自動供給する。

チップマウンター世界シェア

世界シェアは
 1位:パナソニック コネクト(日本)
 2位:FUJI(日本)
 3位:シーメンス(ドイツ)
 4位:ヤマハ発動機(日本)
 4位以下:JUKI(日本)等もある。

日本メーカーが世界シェアの半数以上を占めている。
現代の生活に欠かせない電子機器は【日本が世界中を支えています。】

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SMT実装に必要な情報

SMT工程(表面実装) に必要な物としては
・電子部品
・座標データ
・部品データベース
上記3種が揃わないと電子部品実装をする事が出来ない。
最後に全てプログラム上に結合して実装プログラムが完成します。

SMTで実装する電子部品とは

部品パッケージ
電子部品

電子部品には様々なサイズや種類があります。
この電子部品をカセットフィーダーに取り付けます。
主な電子部品種としては下記になります。
・抵抗、コンデンサ
・トランジスタ、ダイオード、LED
・コイル、アルミ電解
・半導体
  SOP(Small Outline Package)
  QFP (Quad Flat Package)
  QFN(Quad Flat No leaded package)
  BGA(Ball grid array)

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カセットフィーダとは

パーツフィーダー
パーツフィーダーと部品荷姿

カセットフィーダーとはリール型に梱包された電子部品をチップマウンターで自動実装するために専用電子部品を取り付ける専用道具です。

上記画像はパーツフィーダに取り付けられた電子部品と荷姿です。

座標データとは

座標データテキスト

座標データとは上記画像のような状態で基板アートワーク設計データから出力される座標データです。
プリント基板上全ての部品座標情報があり部品個々の全部品の座標が登録されているデータでマザーボード等では約5,000点の部品が実装されている。

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部品データベースとは

BGAパッケージ

上記画像はBGA部品の部品パッケージ図面です。
部品外形、部品厚や端子数量、端子ピッチ、端子サイズを登録します。
自動実装時には全ての項目で登録情報と実部品に差異が無いかチェックして
部品認識をPASSした部品のみプリント基板上に実装されます。

SMT実装プログラムの完成形

実装プログラムは電子部品、XY座標データ、電子部品データベースを用いて
部品1点1点に情報を結合されたプログラムを実装プログラムとなります。
このプログラムを使い、チップマウンターが動作し部品実装を行います。

SMT実装動作

電子部品サイズに適合した大きさのノズルが電子部品を吸着し、プリント基板の目的場所(XY座標)へ装着(実装)するという動作である。
電子部品を実装しながら専用部品認識カメラで部品サイズ、傾き、表裏等を自動認識し搭載精度を高めるために測定結果を装着(実装)に対して補正を行い実装する装置。

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株式会社FUJIで公開しているNXTⅢcの紹介動画です。
この動画でもイメージが理解し易いと思います。

まとめ

まとめ

電子部品実装工程について説明しました。
この工程は日本製装置が世界中で活躍しているのと様々な電子部品を自動で実装している事がお分かり頂けたでしょう。
現代の生活に欠かせない電子機器は【日本が世界中を支えています。】
この誇りを胸にこれからも精進して行きます。

電子部品実装工程について大まかに内容は理解頂けましたか?
疑問点があれば問い合わせください。

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この記事を書いた人

【気が付いたら30年】
プリント基板量産: 6年
プリント基板試作: 2年
生産技術    :17年
営業技術    : 5年
【ブログ歴】  2021年6月開設
『プリント基板実装』や『ビジネス』などを発信しています。

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