AOIとSPI20240904の違いは何ですか？

SPI検査の理解：信頼性の高い電子機器製造の鍵

電子機器製造の分野では、精度と信頼性が最も重要です。表面実装技術（SMT）は業界に革命をもたらし、小型で高効率な電子機器の製造を可能にしました。しかし、回路や部品の複雑化に伴い、これらの電子アセンブリの品質と機能を確保することはますます困難になっています。そこで、はんだペースト検査（SPI）が活躍します。SPI検査は、SMTにおける重要な品質管理プロセスであり、電子機器製造における高い水準の維持に役立ちます。この記事では、SPI検査の詳細を詳しく説明します。SPI検査、その重要性、方法論、および電子アセンブリの全体的な品質への影響について説明します。

SPI検査とは何ですか？ 

はんだペースト検査（SPI）とは、電子部品を配置する前にプリント基板（PCB）上のはんだペーストの塗布状態を評価するプロセスを指します。はんだペーストは、はんだフラックスとはんだ粉末の混合物で、電子部品とPCB間のはんだ接合部を形成するために使用されます。はんだペーストの正しい塗布は、最終製品の信頼性と性能に影響を与えるため、非常に重要です。SPIは、はんだペーストが正確に、適切な量で、適切な位置に塗布されていることを保証し、最終組み立てにおける欠陥の発生リスクを低減します。

電子機器製造で SPI 検査を使用する理由は何ですか?

1. 欠陥の防止：SPIは、はんだブリッジ、はんだ不足、部品の位置ずれといった一般的な欠陥の防止に重要な役割を果たします。これらの問題を製造プロセスの早い段階で検出することで、SPIはコストのかかる手直しや修理を回避するのに役立ちます。

2. 信頼性の向上：機械的ストレスや熱サイクルに耐える信頼性の高いはんだ接合部を形成するには、適切なはんだペーストの塗布が不可欠です。SPIは、はんだペーストが均一かつ正確に塗布されることを保証し、電子機器の信頼性と寿命を向上させます。

3. コスト効率：はんだペースト塗布の問題を生産の初期段階で検出し、対処することで、部品の配置やはんだ付け後に問題に対処するよりもコスト効率が向上します。SPIは、生産停止時間を最小限に抑え、材料の無駄を削減するのに役立ちます。

4. 規格への準拠：多くの業界では、特定の品質規格や規制への準拠が求められています。SPIは、はんだペーストの塗布が必要な仕様を満たしていることを保証することで、メーカーがこれらの規格を遵守できるよう支援します。

SPI検査の方法は何ですか？

SPIは様々な方法論を用いて実施することができ、それぞれに独自の利点と用途があります。主な方法論としては、以下のものがあります。

1.自動光学検査（AOI）: これは最も一般的なSPI方式で、高解像度カメラと画像処理アルゴリズムを用いてはんだペーストの塗布状況を検査します。AOIシステムは、はんだペーストの過剰または不足、位置ずれ、ブリッジなどの異常を検出できます。これらのシステムは非常に効率的で、大量のPCBを迅速に処理できます。

2.X線検査X線検査は、肉眼や標準的な光学検査では確認できない問題を検出するために使用されます。特に、多層PCBの内部構造を検査し、隠れたはんだブリッジやボイドなどの問題を検出するのに有効です。

3. 手作業による検査：大量生産ではあまり一般的ではありませんが、小規模生産や補助的な検査方法として手作業による検査が使用されることがあります。訓練を受けた検査員がはんだペーストの塗布状態を目視で検査し、拡大鏡などのツールを使用して欠陥を特定します。

4. レーザー検査：レーザーベースのSPIシステムは、レーザーを用いてはんだペーストの堆積量と高さを測定します。この方法は正確な測定が可能で、ペーストの量や均一性に関する問題の検出に効果的です。

SPI 検査における重要なパラメータは何ですか?

SPI検査では、はんだペーストの適切な塗布を保証するために、いくつかの重要なパラメータが評価されます。これらのパラメータには以下が含まれます。

1. はんだペースト量：各パッドに塗布されるはんだペーストの量は、規定の限度内に収める必要があります。ペースト量が多すぎても少なすぎても、はんだ接合部に欠陥が生じる可能性があります。

2. ペーストの厚さ：部品への適切な濡れ性と接着性を確保するには、はんだペースト層の厚さを一定に保つ必要があります。ペーストの厚さが一定でないと、はんだ接合部の品質に影響する可能性があります。

3. 位置合わせ：はんだペーストはPCBパッドと正確に位置合わせする必要があります。位置ずれがあると、はんだ接合部の形成が不良になり、部品の配置に問題が生じる可能性があります。

4. ペーストの分布：PCB全体にわたってはんだペーストが均一に分布していることは、はんだ付けの安定性に不可欠です。SPIシステムは、ペーストの分布の均一性を評価し、はんだボイドやブリッジなどの問題を防止します。

はんだペーストの印刷品質を保証するには?

● スクイジー速度スクイーズの移動速度は、はんだペーストがステンシルの開口部からPCBのパッドに「転がり込む」までの時間を決定します。通常は25mm/秒の設定が使用されますが、ステンシルの開口部のサイズと使用するはんだペーストによって異なります。

● スクイジー圧力印刷サイクル中は、ステンシルをきれいに拭き取るために、スクイージーブレードの全長にわたって十分な圧力をかけることが重要です。圧力が低すぎると、ステンシル上のペーストが「にじみ」、塗布が不十分になり、PCBへの転写が不完全になる可能性があります。圧力が高すぎると、大きな開口部からペーストが「すくい取られる」、ステンシルとスクイージーが過度に摩耗する、ステンシルとPCBの間でペーストが「にじむ」などの問題が発生する可能性があります。スクイージー圧力の一般的な設定は、スクイージーブレード25mmあたり500グラムです。

● スクイーズ角度スキージの角度は、固定されているホルダーによって通常60°に設定されます。角度を大きくすると、ホルダーペーストがステンシルの開口部から「すくい取られ」、塗布されるはんだペーストの量が少なくなる可能性があります。角度を小さくすると、スクイージによる印刷完了後、ステンシルにはんだペーストの残留物が残る可能性があります。

● ステンシル分離速度: これは、印刷後にPCBがステンシルから離れる速度です。ステンシルの開口部のサイズに応じて、最大3mm/秒の速度設定が推奨されます。この速度が速すぎると、はんだペーストが開口部から完全に剥がれず、塗布面の周囲に「ドッグイヤー」と呼ばれる高いエッジが形成されます。

● ステンシル洗浄ステンシルは使用中に定期的に洗浄する必要があります。これは手動または自動で行うことができます。自動印刷機には、一定回数の印刷後に、イソプロピルアルコール（IPA）などの洗浄剤を塗布した糸くずの出ない素材を使用してステンシルを洗浄するシステムが搭載されています。このシステムは2つの機能を備えており、1つはステンシルの裏面を洗浄して汚れを防ぐこと、もう1つは開口部を真空吸引して詰まりを防ぐことです。

● ステンシルとスキージの状態ステンシルとスクイージーはどちらも、機械的な損傷が望ましくない結果につながる可能性があるため、慎重に保管およびメンテナンスする必要があります。使用前に点検し、使用後は徹底的に洗浄する必要があります。理想的には、自動洗浄システムを使用してはんだペーストの残留物をすべて除去してください。スクイージーまたはステンシルに損傷が見られた場合は、信頼性と再現性の高いプロセスを確保するために交換してください。

● 印刷ストローク: これはスキージがステンシル上を移動する距離であり、最遠の開口部から最低20mm以上離すことが推奨されます。最遠の開口部からの距離は、戻りストロークでペーストが転がるのに十分なスペースを確保するために重要です。はんだペーストビードが転がることで、ペーストを開口部に押し込む下向きの力が生成されるためです。

どのような種類の PCB を印刷できますか?

関係ない硬い、IMS、リジッドフレックスまたはフレックスPCB（当社のPCB製造）、PCBの強度がSMTラインのレールの要件としてPCB自体を完全に平坦に保つのに不十分な場合、PCBアセンブリメーカーはカスタマイズを依頼します。SMTキャリアまたはキャリア（デュロストーン製）。

これは、印刷工程中にPCBがステンシルに対して平坦に保持されるために重要な要素です。PCB（リジッド、IMS、リジッドフレックス、フレックス）が適切にサポートされていない場合、ペーストの付着不良や印刷ムラなどの印刷不良につながる可能性があります。PCBサポートは通常、印刷機に付属しており、高さは固定されていますが、位置をプログラムすることで安定した印刷工程を確保できます。また、アダプティブPCBもあり、両面実装に便利です。

P印刷はんだペースト検査（SPI）

はんだペースト印刷工程は、表面実装組立工程において最も重要な工程の一つです。欠陥の早期発見が望まれるほど、修正コストは低くなります。例えば、リフロー後に欠陥が発見された場合、リフロー前に発見された場合の10倍の修正コストがかかるというルールがあります。また、テスト後に欠陥が発見された場合は、さらに10倍の修正コストがかかります。はんだペースト印刷工程は、他のどの工程よりも欠陥発生の可能性がはるかに高いことが知られています。表面実装技術（SMT）製造プロセスさらに、鉛フリーはんだペーストへの移行と小型部品の使用により、印刷工程はより複雑になっています。鉛フリーはんだペーストは、錫鉛はんだペーストほど広がりにくく、濡れにくいことが証明されています。一般的に、鉛フリー工程ではより正確な印刷工程が求められます。そのため、メーカーは印刷後検査を実施せざるを得なくなりました。工程を検証するために、自動はんだペースト検査装置を使用して、はんだペーストの付着量を正確にチェックすることができます。RICHFULLJOYでは、印刷されたはんだペーストの欠陥、ラインの付着量不足、付着量過剰、形状変形、ペーストの欠落、ペーストのオフセット、スミアリング、ブリッジングなどを検出できます。