ミックスド・テクノロジーSMTラインの実装に関する主な考慮事項

SMTとTHTを同じプリント基板に混在させる場合、ラインは非常にスムーズに進むこともあれば、毎日頭痛の種になることもある。あるいは、毎日頭痛の種になることもあります。その違いは、プロセスやレイアウト、さらにはライン周りのハードウェアをどのように計画するかによって生まれます。.

理論だけでなく、実際の現場での考え方を交えながら、重要なポイントを順を追って説明しよう。.

ミックスド・テクノロジーSMTラインの製品要件と使用例

機械、フィーダー、オーブンの話をする前に、簡単な質問をする必要がある：

なぜこの製品に混合技術が必要なのか？

典型的な理由だ：

• 高密度デジタルまたはRF回路 → SMT
• 大電流、高電圧、重いコネクタ → THT
• 製品寿命が長い、過酷な環境（低温室、高温のモーター室、振動）→多くの場合、混合される

よくあるシナリオ：

• 業務用冷凍ユニット内の制御盤
• コンプレッサーとファンシステムのパワーボード
• 陳列棚のLED照明用ドライバーボード

食品小売店や冷蔵倉庫にハードウェアを供給している人なら、毎日のように目にする光景だ。プリント基板は 業務用冷蔵庫ワイヤーシェルフ そして 業務用冷蔵庫ワイヤーラック, 濡れ、冷たさ、時には汚れのある場所での作業です。だからこそ、SMTのスピードとTHTの強さの組み合わせが重要なのです。.

重要な収穫だ： 製品要件を最初にロックする, そして、それらを中心にミックスラインをデザインする。.

ミックスド・テクノロジーSMTアセンブリのプロセスフローとラインシーケンス

製品を理解したら、フローを計画する。両面基板の典型的なミックスド・テクノロジーSMT工程は次のようになる：

1. A面にペースト印刷
2. A側のSMT配置
3. リフロー側A
4. AOIサイドA
5. 裏返し、B面を貼り付ける（必要であれば）
6. B側のSMT配置
7. リフロー側B
8. AOIサイドB
9. THT挿入
10. THTはんだ付け（ウェーブ、選択、ピンインペースト）
11. 最終洗浄、検査、テスト

ミックスド・テクノロジーSMTプロセスフロー例

ノートにドロップできる簡単なビューを紹介しよう：

多くの工場では、THTエリアがボトルネックになる。そのため、ラインを設計する際には、素敵な配置マシンについてだけでなく、WIPを整理しておくためのバッファゾーン、ラック、カートについても考える必要がある。.

ミックスドテクノロジーSMTラインにおけるTHTはんだ付け戦略

THTをどうはんだ付けするか」という部分は大きな決断だ。.

ウェーブはんだ付け vs 選択はんだ付け vs ピン・イン・ペースト

簡単に使える「ライントーク」をいくつか紹介しよう：

• もしあなたが タイト・キープアウト・ゾーン SMT部品周辺では、通常、選択式の方が安全である。.
• 基板が大きく、THTコネクタが数個しかない場合、, ピン・イン・ペースト 大丈夫かもしれない。しかし、非常に重いパワーパーツには試さないでほしい。.
• 間隔が広く、古いシンプルなレイアウトの場合、ウェーブはまだ問題なく、かなり堅牢だ。.

つまり、ここでの主な論点は THTはんだ付け方法を、基板密度、熱限界、ターゲット体積に合わせる。, すでに部屋にあるマシンだけでなく。.

ミックスドテクノロジーSMT PCB設計のためのDFMガイドライン

混合技術は弱いレイアウトを罰する。優れたDFMはラインを安定させる。.

混合技術SMTのスペーシング、クリアランス、パネル化

たとえ工場ごとに独自のルールがあったとしても、エンジニアが使う典型的なガイドラインはいくつかある：

• SMT間のパッド間隔： リフロー時のブリッジを避けるため、十分な距離を保つこと。.
• PTHからSMTへのクリアランス： ウェーブノズルやセレクティブノズルを設置するスペースがあるため、フラックスやはんだがSMTパッドに溢れることはありません。.
• コンポーネントからエッジまでの距離： コンベア、デパネリング、フィクスチャーフィンガーのために余白を残す。.
• パネル化： すべての機械（プリンター、リフロー、選別、テスト）に適合し、奇妙な張り出しのないパネルを設計する。.

変なCADのトリックは必要ない。これらの値を早い段階でロックし、ECOのたびに保護すればよいのです。混在ラインでの多くの問題は、数ミリを節約するための「レイアウト縮小」から生じています。.

そして覚えておいてほしい：DFMは基板だけの問題ではありません。ボードがどのように什器や台車に置かれるか、あるいは 冷蔵室部品 ライン周辺。.

SMT/THT混流生産における設備選択とラインバランシング

あなたは “ひとつのSMTライン ”を買うのではない。あなたのミックスに合ったツールチェーンを買うのです：

• ステンシル・プリンタ + SPI 安定したペースト量
• 高速プラッサー チップス用 フレックスプレーサー 奇形・大型パッケージ用
• リフロー炉 十分なゾーンと厳密な温度制御
• THT挿入 (手動ベンチまたは自動ベンチ）
• ウェーブはんだ付けまたは選択はんだ付け 適切な窒素、フラックス、パレット設計で

それに加えて、あなたは次のことを気にかけている。 ラインバランシング:

• リフローがTHTの2倍速ければ、WIPの山を築くことになる。.
• もしTHTはんだ付けが挿入よりも速く行われれば、機械が空回りし、オペレーターにストレスがかかる。.
• 切り替え時間（プログラム＋フィーダー交換）も重要である。NPIチームはしばしばこれを過小評価し、その結果、ラインが計画OEEを達成することはない。.

そこで、次のようなパートナーが必要となる。 チアオ は “ライン周辺 ”で役立つ。次のような使い方ができる。 カスタムワイヤシェルフ製造 フィーダーカート、キッティングラック、バッファーシェルフを、実際のタクトタイムに合わせて構築すること。小さなトピックのように見えるが、優れたマテリアルフローは、隠れたコストとオペレーターのフラストレーションを大幅に削減する。.

ミックスド・テクノロジーSMTラインの検査・試験戦略

混合技術には混合検査が必要。一つのツールでは十分ではない。.

一般的なスタック：

• スパイク ペースト印刷後
• AOI リフロー後
• アクシ 隠れた接合部（BGA、ボトム終端デバイス、一部のパワーエリア）用
• 目視とゲージチェック THTピンについて（穴埋め、フィレット、ウェッティング）
• インサーキットテスト（ICT） テストパッドがある場合
• 機能テスト 実際の動作をチェックする

製品ごとに異なるルールを定義することもできます。低コストの家庭用ボードであれば、AOI＋シンプルなファンクション・テストを使うかもしれない。食品安全のためのクリティカルな冷蔵室用コントローラーは、より厳しい規格とより多くのAXIカバレッジに従うかもしれません。.

ループを閉じることを忘れないでください：すべてのAOIとテストの失敗は、単純なパレートに入るべきです。それからペースト、プロファイル、レイアウト、ハンドリングを調整する。さもなければ、AOIはオペレーターを困らせる高価なカメラになるだけだ。.

SMTライン周辺のマテリアルハンドリング、ラッキング、冷蔵倉庫

今、多くのエンジニアが飛ばしているポイントだ： これらのボードや部品は実際にどこにあるのですか？

ミックスド・テクノロジーSMTラインでは、あなたが扱っている：

• パネルのベアボード
• SMT用リール、スティック、トレイ
• THT用ボックスとチューブ
• テスト、コーティング、最終組立を待つ完成PCBA
• チルド機器や冷凍機器に使用されることもある。

ライン周辺の保管が雑だと、せっかくのDFMやリフロー・プロファイルも役に立ちません。ほらね：

• 部品のピックミス
• 湿気に敏感なデバイスのために壊れたFIFO
• コーナーとコネクターの物理的損傷
• 異なるリビジョン間の混在

そこで工業用シェルフの出番だ。この棚は 業務用陳列棚の構成部品, キッティングやステージング用のビジュアルラックを設計できます。耐腐食性 冷凍庫部品, また、低温試験や環境室の近くに材料を保管することもできる。また、食品小売業で使用される冷蔵室の棚やその他の金物から構造上のアイデアを借りることもできる。.

ワイヤーフォーム、表面処理、定格荷重、耐腐食性といったノウハウは変わりません。QIAOはそれをスーパーマーケットや冷蔵室からSMTホールに持ち込んだだけです。.

最終的な感想

ミックスド・テクノロジーSMTラインは “難しすぎる ”ものではないが、次のような問題がある。 する もっと考える必要がある：

• なぜSMT＋THTが本当に必要なのか、製品から始めましょう。.
• プロセスフローとTHTはんだ付け方法を早期に修正する。.
• 厳格なDFMルールとスマートなパネル設計を使用する。.
• SMTとTHTの能力をバランスさせ、ピカピカの機械ばかり買わない。.
• 重層的な検査とテスト戦略を構築する。.
• 保管、ラッキング、そしてラインを取り巻く物理的な世界も忘れてはならない。.

確かなSMTエンジニアリングと、ライン周辺に合わせた業務用冷蔵庫のワイヤーラック式の棚など、実用的なハンドリングソリューションを組み合わせることで、長年にわたって安定して稼働するセットアップが実現する。.