プリント基板アセンブリ（PCBA）： ステップバイステップガイド

動作する回路基板を作成するための最も重要な要因の一つは、組立技術とプロセスであり、このようなステップは、最終的に製造されたデバイスの良好性を確保するために制御され、慎重に実行されなければならない。プリント基板アセンブリ（PCBA）とは、プリント基板（PCB）に電子部品を組み立て、機能的な電子デバイスを作成するプロセスです。組み立て工程には、基板への部品の配置から最終製品のテストまで、さまざまな段階があります。このガイドでは、PCBAプロセスの包括的な概要を提供し、成功した信頼性の高いアセンブリを確実にするために、各重要なステップに焦点を当てています。

JLCPCBはPCBアセンブリを提供し、その能力に基づいて、各部品のはんだ付けから基板への配置までの全工程を担当し、エンジニアや企業の時間を短縮します。PCBアセンブリプロセスは、PCB製造の直後に行われ、部品が露出したパッド上のはんだペーストの必要量を一掃し、回路アセンブリを達成するためにリフローである次のステップのために部品を配置します。JLCPCBでは、PCB製造に関する総合的なガイドを提供しています。

JLCPCBのPCBアセンブリ

JLCPCB PCBアセンブリサービスは、お客様の電子機器製造のニーズを満たすための信頼性の高い、効率的なオプションです。

JLCPCBのPCBAサービスでは、PCBアセンブリの成功の背後にある主な理由です。JLCPCBはPCBアセンブリの各工程において、豊富な知識を持つ優秀なスタッフによる徹底的な品質管理を行っています。

JLCPCB PCBの組み立ての流れ：

1. 私達のチームは必要なファイルおよび順序の細部を確認します。

2. SMT ステンシル（必要ならば）を製造して下さい。

3. 材料が到着する前に、BOMとセントロイドファイルから私たちのマシンをプログラムします。ファイルに矛盾が見つかった場合は対応します。

4. すべての資材が到着した後、当社チームが資材のキット監査を行います。不一致や追加の質問があれば対応します。組立リードタイムが始まる前に、すべての質問にお答えしなければなりません。

5. すべての材料が午後12時（太平洋標準時）までに到着した場合、組立リードタイムは翌営業日に開始されます。午後12時（太平洋標準時）以降に受領された資料は、翌営業日に受領されたものとみなされます。この理由は、材料がキット監査プロセスを通過するための適切な時間を確保するためです。

6. SMTコンポーネントは、当社の自動化された装置で最初に組み立てられます。最初の基板は、部品の配置と極性が正しいことを保証するために広範なQAを通過します。その後、リフロー炉から出た基板を（目視とAOI装置で）検査します。

7. BGA部品はX線検査で配置精度を確認し、はんだブリッジを検出します。

8. SMT後、必要に応じて基板を洗浄する。

9. スルーホール部品を挿入し、数量と基板設計に応じて、手作業または選択式はんだ付け装置ではんだ付けする。

10. スルーホール基板は、必要に応じて再度洗浄される。

11. 最終品質検査が行われる。

12. 完成したPCボードアセンブリとすべての余分な材料は、パッケージングのために準備されます。

PCBアセンブリオーダーに必要なファイルとは？

・ガーバーファイル、それはPCB製造のために使用されます。

・BOMファイル（部品表）。サンプルBOMを見る。

・CPLファイル(Component Placement List / Pick & Place File (PNP)ファイル), 各パーツが基板上のどこに配置されるべきかを決定するために、当社の自動SMTアセンブリマシンで使用されます。サンプルCPLを見る。

アセンブリファイルにはどのような情報が含まれてますか？

ガーバーファイル： すべての層（銅、はんだマスク、シルクスクリーン、はんだペーストなど）を含むPCBレイアウトファイル。

コンポーネントピック＆プレースファイル（CPLファイル）： このファイルには、コンポーネントの位置、回転、リファレンスデジグネータが含まれます。

部品表（BOM）： Excel形式。BOMには以下が含まれます：

・参照指定子

・各部品の数量

・メーカー部品番号

・部品の説明

・タイプ（SMT、スルーホール、ファインピッチ、BGAなど）。

・パッケージの説明（QFN32、SOIC、0805などのパッケージは非常に便利ですが、必須ではありません）。

EasyEDAでファイルを設計すると、自動的にJLCPCBアセンブリサポートファイルが作成されます。

PCB製造プロセスのステップ

ステップ1 - パーツの準備

ステップ2 - はんだペースト塗布

ステップ3 - はんだペースト検査 (SPI)

ステップ4 - コンポーネントのピックアンドプレース

ステップ5 - リフローはんだ付け

ステップ6 - アセンブリ検査

ステップ7 - 最終テストとバリデーション

ステップ8 - 最終組立と梱包

1- 部品準備：

お客様がPCBデザインファイルをアップロードするとすぐに、JLCPCBのエンジニアは関連する 「製造用データ 」を手配し、アセンブリに必要な電子部品をリリースします。 部品は後で組み立てのピックアンドプレースマシンのフィーダーにロードされます。アセンブリには、表面実装部品（SMD）とスルーホール部品（THT）をカバーするJLCPCB部品ライブラリにあるすべての部品が含まれます。お客様はJLCPCBライブラリから部品を選択することができます。

350K以上の部品を分類し、非常によく整理された部品カテゴリから必要な部品を検索することができます。部品は顧客から提供された 「部品表 」ファイルに基づいて、アセンブリシステムを通じて自動的に認識されます。各部品のプレフィックスや数量など、必要な情報はすべて準備され、PCB製造のステップを待ちます。

2- はんだペーストの塗布：

プリント基板の製造と並行して、部品の準備だけでなく、ステンシルの準備も行います。ステンシルとは、各部品のパッドに正確な量のはんだペーストを落とすための鍵です。はんだペーストは、ステンシル上にはんだペーストを掃引した後、適用されたはんだペーストは、露出したパッドのスポットをカバーしています。

JLCPCBはソルダーペーストの付着と検査に完全自動化されたプロセスを使用しており、PCB製造工程からPCBが準備されるとすぐに、それはステンシルの上に露出したパッドを通してソルダーペーストを受け取るために直接転送されます。

3- はんだペースト検査（SPI）：

各工程では入念な管理が必要なため、SPI（Solder Paste Inspection：半田ペースト検査）工程で半田ペーストの塗布状態を確認します。この工程では、プリント基板に塗布されたはんだペーストの量を評価し、すべての部品パッドに適切な接続に必要な量のペーストが塗布されていることを確認します。この重要な検査ステップは、回路基板の誤動作につながる可能性のある誤った組み立てを防ぐのに役立ちます。組立工程の早い段階で潜在的な問題を検出することで、SPIは最終製品の全体的な信頼性を保証します。

JLCPCBでは、AOI（Automated Optical Inspection：自動光学検査）と先進のX線高精細カメラによる全自動検査機を使用しています。これにより、パッド上のはんだペーストの形状を判定し、SPIの実行の良し悪しを決定します。

リファレンスデザインとリアルタイムで画像をキャプチャし、比較することにより、SPIの実行の良し悪しを決定します。 この検査は、耐久性のある電気的接続で適切に接続された部品を搭載し、正常に組み立てられた回路基板を作成するのに役立ちます。

4- コンポーネントのピック＆プレース

はんだペーストが指定された領域に塗布されると、ピックアンドプレイス（P&P）マシンと呼ばれる高度なマシンを使用して慎重に部品が配置されます。この工程は非常に正確かつ迅速で、可能な限り短時間で部品を迅速かつ正確に配置することができます。機械はまず、パーツリール、チューブ、あるいはワッフルパックを受け取ることができる多数のフィーダーを通して部品をセットする。機械アームのヘッドが移動して部品を受け取り、PCB上に配置します。これらのヘッドは、複数のパッケージ（大小の部品）の部品を受け取ることができます。

機械は、基板上の正しい部品位置に正確に一致させるために、アームの位置を把握しています。これらの移動は、部品のXとYの中心位置を定義するプログラムによって実行されます。このプログラムは、顧客から提供された 「Pick and Place 」ファイルに基づいて、JLCPCBのエンジニアが手作業で作成します。その工程を工場ビデオでご覧ください。

5- リフローはんだ付け

リフローはんだ付けは、表面実装部品を回路基板に取り付けるために、すべてのPCBメーカーで最も広く一般的に使用されているプロセスです。JLCPCBでは、数種類の基板サイズに対応できる適切なオーブンを装備した適切なリフローはんだ付け機を使用し、必要なラインスピードの達成に貢献しています。

組み立てられた部品の品質は、組み立て工程に大きく左右されます。適切な機械を使用しても、部品の適切なはんだ付けを確実に行うためには、さらなる要件を満たす必要があります。主な目標は、部品、プリント基板、はんだペーストを予熱し、過熱による損傷を避ける最適なリフロープロファイルを使用してはんだを溶融することにより、信頼性の高いはんだ接合を作成することです。

6- 組立検査

これは、組立工程における品質保証の追加レイヤーである。部品がPCBにはんだ付けされた後、すべての部品が正しく取り付けられているか、ズレやコールドジョイント、パッド間のショートなどの問題がないかを確認することが不可欠です。この検査には光学カメラが使用され、良品と不良品を区別します。JLCPCBのエンジニアが提供する理想的な基準画像と検査された部品を比較することで、アセンブリの状態が判断されます。

カメラでパッドが確認できない場合、X線検査機を使用して、特にパッドが部品のフードの下に隠れている部品（BGAパッケージの場合）を検査します。一般的な検査技術には以下のようなものがある：

・自動光学検査（AOI）： AOI検査機は、カメラを使用してPCBをスキャンし、部品の欠落、位置ずれ、はんだ付けの問題などの欠陥を検出します。

・X線検査： 複雑な部品や高密度の部品を搭載した基板では、X線検査によってBGA（ボールグリッドアレイ）パッケージのボイドやはんだ不足などの隠れた欠陥を発見することができます。

・マニュアル検査： 訓練を受けた技術者がPCBを拡大しながら目視検査し、自動化システムで見逃された問題を発見します。

検査中に特定された欠陥は、部品の再半田付けや欠陥部品の交換など、必要な修正を行うリワークによって対処されます。

7- 最終テストと検証

PCBアセンブリが完了すると、ボードは、その機能とパフォーマンスを検証するための一連のテストを受けます。一般的なテストには以下が含まれる：

1. インサーキットテスト（ICT）： ICTは、組み立てられたPCB上の電気接続、部品値、回路の導通をチェックします。

2. 機能テスト： このテストでは、PCBが意図されたアプリケーションでの動作をシミュレートし、実際の条件下で期待通りに動作することを確認します。

3. バーンイン試験： 高信頼性アプリケーションの場合、バーンイン試験はPCBを高温で長時間動作させ、初期不良を特定します。

これらのテストに合格することは、PCBがすべての仕様を満たし、最終製品で確実に動作することを保証するために非常に重要です。

8- 最終アセンブリとパッケージング

テストが成功した後、PCBは最終組立と梱包の準備が整います。これには、PCBを筐体に取り付ける、他のアセンブリに接続する、または大規模なシステムに統合することが含まれる場合があります。最終製品は梱包され、ラベルが貼られ、出荷の準備が整います。

わずか3ステップでPCBアセンブリサービスをご利用いただけます：

少量生産（2個）から8万個まで対応可能な全自動PCB組立レーンを持っています。当社のネットワークサイトEasyEDA、LCSCにより、PCB設計から製造、組立までのワンストップソリューションを提供します。最初のPCBAを注文するには、次の手順に従ってください：

アップロード ： ガーバー、BOM、CPLファイルをアップロードして、PCBの見積もりを即座に取得できます。

選択します： アセンブリのために配置する部品やコンポーネントを選択します。アセンブリ価格は$8.00のセットアップ料とジョイントあたり$0.0017の最小アセンブリ料から始まります。

受け取る： 注文から部品調達、PCBプロトタイピングまでの合理化されたプロセスにより、反復、改善、納期厳守が可能になります。

結論：

プリント基板アセンブリ（PCBA）は、精密さ、品質管理、専門知識を必要とする複雑な多段階プロセスです。設計から部品配置、はんだ付け、テストに至るまで、各工程は最終製品の信頼性と機能性を確保する上で重要な役割を果たします。小さなプロジェクトを組み立てる趣味の人であれ、大量の電子機器を生産する製造業者であれ、PCBAプロセスを理解することは、成果を上げるための鍵となります。適切なツール、技術、細部への配慮があれば、今日の高度な電子機器の要求を満たす高品質のPCBアセンブリを作成することができます。

基板が非常によく組み立てられ、完全に検査され、テストされた後、それらの生産された回路基板は、洗浄され、JLCPCBの顧客に配信されます。組立工程は一見簡単そうに見えますが、多くの複雑な工程を含み、耐久性と機能性に優れた回路基板を競争力のある価格で製造するためには、慎重に実行しなければなりません。あなたの創造性をさらにサポートするために、新規ユーザークーポンを$80で提供します。JLCPCBオフィシャルサイトからサインアップして、あなたのアイデアをJLCPCBで実現しましょう！