両面SMD基板はどのように組み立てられるか？全工程と比較

この記事では、両面SMD基板と片面SMD基板のコストと組み立て工程を比較します。また、両タイプの基板のメリットとデメリットについても取り上げます。さらに、はんだ付けとはんだペースト印刷の違いを理解するのにも役立ちます。

片面基板と両面基板の比較

片面SMD基板と両面SMD基板は多くの点で異なる。両面基板はスペースが広く、より多くの部品や接続を搭載できます。複雑な電子機器に最適です。両面基板は一般的に高価で、組み立ても複雑です。しかし、いくつかの利点があります。

片面プリント基板は、製造工程がよりシンプルです。はんだごてを使用する必要がなく、複雑な工具も必要ありません。片面PCBは様々な材料があり、ほとんどの場合安価です。また、これらの基板は柔軟性が高く、製造コストが低くなります。

両面基板は表面積が広く、複雑な回路では好まれることが多い。片面基板は、スルーホールと表面実装の両方の部品で作ることができる。しかし、両面基板では、部品は上面か下面のどちらかに実装される。

両面基板は複雑な回路に対応できる柔軟性があるが、スペースに問題がある場合は片面基板が良い選択肢となる。片面基板は両面基板よりも大きな回路に対応できるが、片面基板では大きすぎることもある。多くの接続がある複雑な回路を作る必要がある場合、部品間にワイヤージャンパーを取り付ける必要があるかもしれません。

両面基板の利点には、回路レイアウトの複雑化とコスト効果がある。両面PCBは、より多くのステンシルと追加装置を必要とするため、より高価でもある。さらに、両面PCBは間接費が高くなる可能性があります。基板の設計によっては、両面PCBはより複雑な回路設計とより多くの穴が必要になる場合があります。

ソルダーペースト印刷とはんだ付け

はんだペースト印刷は、はんだペーストをベアボードや部品実装部分に塗布するプロセスです。その工程は複雑で、細かな工程が必要となります。精度を確保するため、ソルダーペーストは3Dで測定され、誤差を少なくすることができます。はんだペーストがベアボードに塗布されると、次のステップは表面実装部品を配置することです。正確でミスのない工程を提供する機械は、この工程に最適です。

ソルダーペーストにはさまざまな種類と品質があり、大規模なPCBアセンブリ工場から工業用として大量に購入することができます。また、ステンシルベンダーやソルダーペーストサプライヤーから少量ずつ購入することもできます。どちらのタイプのソルダーペーストも適切な保管が必要で、気密性の高い容器で保管する必要があります。ソルダーペーストは表面積が大きいため、酸化が深刻な問題になることがあります。

電子製品の複雑化により、PCBA基板は小型化している。さらに、多くのPCBAには複数の種類の部品が含まれています。ほとんどのPCBAは、SMD部品とスルーホール部品の組み合わせで梱包されています。

さまざまな部品が多すぎると、はんだ付けプロセスに影響を与える可能性があります。

ソルダーペースト印刷には正確な印刷工程が必要です。ソルダーペースト印刷に使用するスキージはステンレス製で、45～60度の角度が必要です。スキージの角度によって、表面に塗布されるソルダーペーストの量が決まります。さらに、スキージの圧力もペーストの形状を決定します。ステンシルストリップの速度も印刷されるソルダーペーストの量に影響します。速度が速すぎると、ペーストのエッジが高くなってしまいます。

両面SMD基板の組み立てコスト

両面SMD基板の組み立ては、標準的な片面基板よりも高価で複雑です。正確なコストは、特定のセットアップによって異なります。2つの大きな違いは、スルーホールの数と導体の配置です。この2つのオプションを比較することで、コストの目安を知ることができます。

両面SMD基板の組み立て工程は、まず基板の第1面を加工することから始まる。その後、第2面をはんだ付けする。リフローはんだ付け工程では、部品の重量を考慮する必要がある。部品が重い場合は、はんだ付けの前に接着剤で固定することができる。

PCBアセンブリの平均的なコストは、3～4ドルから数百ドルである。しかし、価格は設計の複雑さや諸経費によって異なります。また、PCBに穴あけ加工が必要な場合、製造・組立コストは平均より高くなります。

両面SMD基板の組み立てにかかる全体的なコストは、設計の複雑さと製品の性能要件によって異なります。PCBアセンブリは、熟練した人間の労働力と自動化された機械が関与する非常に複雑なプロセスです。この工程には多くの層が含まれるため、部品点数が増えるにつれて総コストも増加します。