SMTアセンブリとは?必読ガイド

SMTアセンブリとは?

現代の電子設計の複雑化と小型化に伴い、表面実装技術への依存度が高まっている。1980年代以降、この技術は電子機器製造においてプリント基板(PCB)アセンブリを圧倒するようになり、それは当然のことである。

あなたのスマートフォンは、それがiPhone 13 Proであろうと、古いクラムシェル型携帯電話であろうと、おそらく次のような構造になっている。 表面実装技術(SMT).あなたが運転する車やライドシェアする車の部品の多くは、SMTアセンブリから来ている可能性が高い。

SMTアセンブリの隆盛を理解するためには、まず、SMTとは何か、なぜこの技術が生まれたのかを理解する必要がある。

 

SMTアセンブリの背景を理解する

SMT組立作業員

表面実装は、基板表面に直接部品を配置して電子回路を生成する方法である。

SMTアセンブリは、1970年代から1980年代にかけて黄金期を迎えたPCB製造のスルーホール技術に代わるものである。エレクトロニクス製造部門の進化に伴い、より効率的なプロセスが不可欠となり、その必要性からSMTアセンブリが生まれました。

PCBのSMTアセンブリは、非常に汎用性の高いプロセスです。しかし、設計チームが留意しなければならない制約もあります。

 

表面実装技術の利点

SMTには長所と短所があるが、まずその長所について説明しよう:

1. 経済的

表面実装技術(SMT)アセンブリは、プリント基板(PCB)の製造コストを削減することを主な目的として生まれた。このアイデアは、効果的かつコスト削減が可能な技術を開発することでした。SMTは、製造時にプリント基板に開ける穴の数が少なくて済むため、その型にぴったり当てはまる。穴の数が減るということは、加工や処理に費やす時間や資源が減るということであり、製造コストの大幅な削減につながる。

SMTのもうひとつの強みは、大量生産が可能であることで、そのコスト削減効果がさらに際立つ。大量に生産する場合、規模の経済により、個々のユニットあたりの総費用はかなり下がります。このような側面から、SMTアセンブリは、1個あたりのコストを上昇させることなくPCBを大量生産したいメーカーにとって魅力的な選択肢となっている。これらの要因が相まって、SMTはPCBアセンブリにおいて好ましい選択肢となり、コスト効率という主な目的を達成しています。

2. 高効率

SMTアセンブリは、回路基板スペースの最適な利用で際立っています。SMTアセンブリのおかげで、エンジニアは複雑な電子機器をコンパクトなアセンブリに収容できるようになりました。

SMTはPCB上のスペースをより効率的に使用するだけでなく、工程を加速させるため、メーカーは生産レベルを増強することができる。例えば、スルーホール方式では1~2時間かかる作業が、SMTアセンブリーでは10~15分で完了します。

3. シンプルさ

表面実装技術(SMT)は、従来のスルーホール・アセンブリ・プロセスとは異なり、プリント基板(PCB)に部品を取り付ける際に異なるアプローチをとります。スルーホールアセンブリーでは、各部品のリード線をPCBに開けた穴に通し、はんだ付けして接続を確立します。このため、穴を開けて接続する手間がかかるため、工程が複雑になり、時間もかかります。

一方、SMTアセンブリはこのプロセスを大幅に簡素化する。穴を開ける代わりに、SMTの部品はPCB表面に直接はんだ付けされる。この直接はんだ付け方式では、ドリルで穴を開ける必要がなく、その後の穴埋めも不要なため、アセンブリ工程のいくつかのステップを減らすことができます。これらの余分なステップや複雑さを排除することで、SMTはPCBアセンブリのワークフローを大幅に簡素化し、効率化します。

4. 誤差の減少

表面実装技術(SMT)アセンブリは、その工程の大部分を自動化された機械に依存しているため、ヒューマンエラーの可能性が減少しています。これは、高品質のプリント基板(PCB)を製造する上で、この技術の信頼性を高める側面である。人為的な介入がミスにつながることもあるため、工程が自動化されればされるほど、こうしたエラーが発生する可能性は低くなる。

SMTにおける高度な自動化は、結果としてミスの少ない工程をもたらす。精密な制御を備えた機械が、部品の位置決めからプリント基板へのはんだ付けまで、作業の大部分を行います。これにより、組み立て時の一貫した高い精度が保証されます。 

この自動化は、プロセスをより迅速かつ効率的にするだけでなく、エラーの可能性を減らし、最終製品の優れた品質管理につながる。

 

表面実装技術の一般的な用途

表面実装技術(SMT)アセンブリの登場は、電子製品の製造方法に革命をもたらした。その出現は、より優れた、より効率的でコンパクトな電子機器を作るためのソリューションを提示した。SMTアセンブリの利点は、性能の向上、小型化、電子製品の耐久性の向上に表れています。

ご自宅やワークスペースを見回してみると、SMTの日常的な応用例が数多くあることにお気づきでしょう。ノートパソコンやスマートフォン、あるいはキッチン用品に至るまで、SMT PCBアセンブリは一般的に使用されている技術です。 

特に、コンパクトで信頼性が高く、高性能な製品が必要な場合に好まれている。その堅牢性と効率性により、多くの最新電子機器の製造工程に不可欠なものとなっています:

  • かさばらない
  • ライター
  • より速く
  • より強力に

スルーホール方式は依然として特定の用途や基板上の特定の領域で展開されているが、SMTアセンブリは主にスポットライトを浴びている。

 

表面実装技術の限界

欠陥のない製造工程はなく、SMTアセンブリも例外ではない。スルーホール方式よりも高い精度が要求される。高度な自動化にもかかわらず、最終製品の品質を保証するためには、設計パラメータを綿密に満たす必要があります。これは、設計者と電子機器受託製造業者に大きく依存しています。

複雑なのは、SMTを使用してPCBに部品を取り付ける場合である:

  • 機械的ストレス
  • 環境ストレス
  • 温度ストレス、

この問題は、SMTとスルーホールプロセスを組み合わせることで、両方の利点を享受することで解決できます。そう、その通りです。同じ基板上に両方の方法を統合することができるのです!

 

将来を見据えたデザイン

SMTアセンブリで発生する可能性のある障害に対する最も現実的な解決策は、PCBPitのような熟練した信頼できるパートナーと協力することです。熟練した PCBメーカーPCBPitは、SMTとスルーホールの方法を選択する際に潜在的な課題をナビゲートするために、設計段階のコンサルティングに必要な専門知識を持っています。彼らの経験と業界の洞察力は、この重要な決断を下す上で非常に貴重なものとなります。

SMTアセンブリは現在、事実上すべてのエレクトロニクス設計に不可欠な部分を形成しています。御社のPCB設計がまだスルーホール方式に大きく依存している場合、SMTアセンブリが御社の製品を進化させ、競争力を維持するために必要な技術的強化になるかどうかを検討する適切な時期かもしれません。PCBPitのような信頼できるメーカーと提携することで、この最新のアセンブリ技術への移行と適応に必要なガイダンスとサポートを提供することができます。

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