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プリント基板実装とは?基板実装の種類、表面実装(SMT)と挿入実装(IMT)の違いについて解説

以前のコラムでは、プリント基板設計について解説しました。
当技術コラムでは、基板設計が完了したあとに行うプリント基板実装の基礎知識について詳しく解説します。
そもそも、プリント基板実装とは何なのか?基板実装の手法にはどのような方法があるのかといったことを詳しく解説します。
基板実装の基礎知識を知りたい方に是非読んでいただきたい記事です!

 

プリント基板実装とは?

プリント基板実装とは、電子部品をはんだ付けする前の配線だけの「プリント配線板(PWB)」へ各種電子部品をはんだ付けし、「プリント回路板(PCB)」を構築(基板を動作できるようにする)することです。

電子部品をはんだ付けする前の配線だけの「プリント配線板(PWB)」は、製品として動作せず、コンデンサやダイオード、トランジスタなどの電子部品を基板上に正しく取り付ける(実装する)ことで、プリント配線板(PWB)がプリント回路板(PCB)となり、初めて製品として作動する状態となります。

プリント基板実装は、単に基板実装と呼ぶ場合も多いです。プリント基板実装には、プリント基板の表面にはんだ付けを行う「表面実装( SMT : Surface Mount Technology )」とプリント基板の穴(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「挿入実装( IMT : Insertion Mount Technology )」があります。
端的に言うと、基板の穴に部材を差し込む方法が、「挿入実装」、それ以外の方法は「表面実装」となります。

近年の基板実装では、基板の小型化、高密度化が進んでいるため「表面実装( SMT )」が主流になっています。スマートフォンに用いられる基板もSMTで実装されております。

「挿入実装(IMT)」はディスクリート実装とも呼ばれます。現在、挿入実装(IMT)ができる実装メーカーが減少しておりますが、私たちが普段使っている電気製品は、挿入実装(IMT)で製造されたものも多いです。

 

基板実装の種類

繰り返しになりますが、プリント基板への部品の実装方法には2種類あります。

「表面実装( SMT : Surface Mount Technology )」
「挿入実装( IMT : Insertion Mount Technology )」

の2つです。
それぞれについて詳しく解説します。

表面実装( SMT : Surface Mount Technology )とは?

表面実装とは、プリント基板へ電子部品を実装する(取り付ける)ための方式の一つで、プリント基板の表面に表面実装部品(SMD:Surface Mount Device)と呼ばれる電子部品を直接はんだ付けすることです。

はんだ付けの工程には手はんだ工程リフロー工程の二通りがあります。

手はんだ工程

技術者がはんだゴテを用いてプリント基板のランド(PAD)上に直接表面実装部品をはんだ付けします。

リフロー工程
表面実装部品を取り付けるプリント基板のランド(PAD)上に、クリームはんだ印刷機ペースト状のはんだ(クリームはんだ)をあらかじめ塗布(印刷)しておき、その上に、表面実装部品の搭載を行います。その後、はんだを溶かすためのリフロー炉という装置に基板全体を投入し、はんだを溶かし、これにより表面実装部品が基板のランドに接続(はんだ付け)されます。

表面実装部品を搭載する方法には、「人力による手のせ」と「SMDマウンタと呼ばれる機械による搭載」の二通りがあります。

挿入実装( IMT : Insertion Mount Technology )・ディスクリート実装とは?

挿入実装とは、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ことです。

一般的に、リード端子の挿入方法には、手挿入マシン挿入の2つの方法があります。

手挿入は、人手による対応のことです。
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等があります。
アキシャル部品挿入機は、横型の部品の挿入に使用します。カーボン抵抗等が代表部品です。
ラジアル部品挿入機は、縦型の部品の挿入に使用します。アルミ電解コンデンサ等が代表部品です。

つぎに、リード端子を挿入した後に行う、はんだ付けの手法ですが、手はんだ付けはんだ槽によるはんだ付けが一般的です。

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。
はんだ槽によるはんだ付けは、アキシャル部品、ラジアル部品を挿入機にて挿入した後に、挿入機で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、はんだ槽設備で予備加熱し、フラックスを活性化した状態で、はんだ槽にてはんだ付けを行います。

 

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いかがでしたでしょうか。
プリント基板実装の基礎知識についてご理解頂けましたでしょうか。

部品実装の流れについて詳しく解説した記事もございますので、こちらもあわせてご確認いただければと思います!

>>部品実装の流れを解説!表面実装と挿入実装のそれぞれの基本工程がわかる!

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