プリント基板を扱うようになると、SMT周辺機器についてよく耳にするようになります。これらのツールは、プリント基板の移動、検査、組み立てをより慎重かつ迅速に行うのに役立ちます。優れた機器は、一次合格の歩留まりを向上させます。つまり、より多くの基板が一次検査に合格し、リワークやスクラップを減らすことができます。下の表は、装置からデータを収集することで、プロセスを改善し、生産ラインをスムーズに稼働させる方法を明らかにできることを示しています。.
| データ収集ポイント | PCB アセンブリの効率と歩留まり率への影響
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| 機器性能データ｜非効率のパターンとメンテナンスの必要性を特定し、稼働時間とスループットを改善します。 |
| 生産収量データ｜正確な収量パーセンテージの計算を可能にし、収量ロスのある段階を特定するのに役立つ。 |
| 欠陥の種類と頻度データ｜欠陥の根本原因を特定するのに役立ち、的を絞った是正処置を可能にする。 |
| 環境データ｜環境条件と不良率を関連付け、最適な生産条件を維持するための調整を可能にします。|
このビギナーズガイドでは、SMTツールの正しい選び方やお手入れ方法を学び、組み立て工程をより良いものにします。.
要点
- SMT周辺機器 は、効率的なPCBアセンブリに不可欠です。基板の移動、検査、洗浄をサポートし、スムーズな生産工程を実現します。.
- 機器からのデータ収集 組み立て効率の向上. .性能、歩留まり、欠陥の種類を追跡することで、改善すべき領域を特定することができます。.
- 適切なSMTツールの選択は非常に重要です。生産ニーズと予算を見極め、目標にマッチし、ビジネスとともに成長できる装置を選びましょう。.
- 定期的なメンテナンスと清掃は、機器の寿命を延ばします。機械をスムーズに動かし、コストのかかるダウンタイムを防ぐために、日課を守りましょう。.
- SMTアセンブリーを始めるときは、小規模から始めましょう。数枚の基板で工程をテストし、失敗から学び、徐々に生産規模を拡大していきます。.
SMT周辺機器ビギナーズガイド
SMT周辺機器とは？
SMT周辺機器 には、表面実装技術による組立の主なステップをサポートする機械や工具が含まれます。これらの機器を使用して、生産中のプリント回路基板（PCB）の移動、準備、検査、仕上げを行います。これらのツールは、部品を配置したり、直接はんだ付けしたりはしませんが、各基板がある段階から次の段階へスムーズに移動するようにします。.
現代の電子機器製造では、いくつかの一般的なSMT周辺機器が見られる：
- PCBローダーとアンローダー：基板をラインに投入し、最後に取り出す装置。.
- PCBコンベア：機械間で基板を搬送し、プロセスを安定させる。.
- 垂直バッファ：ラインの停止を防ぐため、基板を一時的に保管する。.
また、ソルダーペースト用のSMTプリンター、品質チェック用の検査機、完成した基板を分離するためのデパネリングマシンなどの設備も使用する。.
なぜ重要なのか？
必要なのは SMT周辺機器 これらのツールは、PCBを安全に取り扱い、手作業を減らし、完成品の品質を向上させるのに役立ちます。これらのツールは、PCBを安全に取り扱い、手作業を減らし、完成品の品質を向上させるのに役立ちます。例えば、PCBローダーとアンローダーは、プロセスの開始と終了を自動化し、時間を節約し、損傷のリスクを低減します。コンベヤーは、基板を適切な速度で移動させるため、各機械が最高の状態で動作します。.
ヒントローダー、アンローダー、バッファーによる自動化は、生産の遅れを防ぎ、スムーズなワークフローを実現します。.
ここでは、SMT周辺機器がどのようにプロセスの流れを支えているかを紹介する：
- PCBローダーが基板をラインに送り込む。.
- SMTプリンターはソルダーペーストを正確に塗布します。.
- 検査機はペーストの品質と配置をチェックする。.
- コンベアは各ステップ間でボードを移動させる。.
- アンローダーは検査結果に基づいて完成したボードを仕分ける。.
適切なSMT周辺機器を使用することで、生産速度を向上させ、アセンブリ品質を改善し、ワークフローをより信頼性の高いものにすることができます。このビギナーズガイドは、なぜこれらのツールが重要なのか、そしてどのように組立工程に適合するのかを理解するのに役立ちます。.
SMT周辺装置の主な種類
ソルダーペーストプリンター
はんだペースト印刷機は、SMT組立ラインで最初に使用する機械です。この装置は、はんだペーストをステンシルを通してプリント基板に塗布します。プリンターはスキージを使ってペーストを均等に広げ、各パッドに適切な量が行き渡るようにします。より良い結果を得るために、ステンシルのデザインを微調整したり、スキージの圧力を調整したりすることができます。自動化機能は、高精度でプロセスをコントロールするのに役立ちます。現在、多くの印刷機には、ペースト塗布の品質をリアルタイムでチェックする光学検査システムが搭載されています。.
| 特徴/指標｜説明｜解説
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| 自動化機能｜自動制御による正確なソルダーペースト塗布。 |
| 印刷工程部品｜ステンシル、スキージ、ソルダーペーストの特性は品質に影響する。 |
| 最適化技術｜ステンシル設計とスキージ圧の調整で印刷を向上。 |
| パフォーマンス指標｜精度、スピード、信頼性。|
| 品質管理メカニズム｜光学検査とフィードバック・ループが高水準を維持。 |
ヒントソルダーペーストプリンターをよく調整することで、工程後半での不具合を防ぐことができます。.
ピック＆プレースマシン
ピック＆プレースマシンはSMTラインの心臓部です。この機械は、表面実装部品を自動的にピックアップし、高速かつ正確にプリント基板に配置します。お客様の生産ニーズに応じて、さまざまなモデルからお選びいただけます。Hanwha Decan S2のように、以下のことが可能なマシンもあります。 毎時最大92,000個の部品を配置 を高精度で切断できる。また、MY300DXのように小ロットに対応し、柔軟なテープカッティングが可能な機種もある。.
| マシンタイプ｜プレースメント速度（CPH）｜精度
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| ラピッドプレースメントマシン｜最大53,000台｜指定なし
| MY300DX | 40,000 | 21μm IPC 9850
| ハンファ デカンS2｜92,000｜±25μm｜Cpk≥1.0
生産量と精度の要件に合ったピック＆プレースマシンを選択する必要があります。.
リフロー炉
部品を配置した後、それらをはんだ付けするためにリフロー炉が必要です。リフロー炉は、数段階に分けてプリント基板を加熱します：
- プリヒート・ステージ:ゆっくりと温度を上げて湿気を取り除く。.
- ソーク・ステージ:フラックスの活性化と均一な加熱のために温度を一定に保つ。.
- リフローステージ:はんだペーストを溶かし、強固な接続を形成するためのピーク温度に達する。.
- 冷却ステージ:はんだ接合部を凝固させ、応力を防ぐために温度を下げる。.
優れたリフロー炉は、各工程を注意深く制御することができます。窒素を使用して酸化を抑えることで、はんだの品質を向上させ、欠陥を減らすことができるモデルもあります。.
注：リフロー炉の適切な温度管理は、信頼性の高いはんだ接合と組み立て時の問題の低減の鍵となります。.
PCBローダー＆アンローダー
PCBローダーとアンローダーは、SMTラインの開始と終了を自動化します。ローダーはブランク基板をアセンブリラインに供給し、アンローダーは完成基板を回収します。これらの機械は手作業を減らし、損傷のリスクを減らし、生産をスピードアップします。最新のローダーとアンローダーは、毎分最大10枚の基板を処理でき、他のSMT装置とスムーズに統合できます。.
| 自動化とスループットへの貢献
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| PCBローダー｜ブランクPCBをラインに送り込み、手作業を軽減します。|
| PCBアンローダー｜完成したPCBを整理して積み重ね、ダメージを最小限に抑えます。 |
| 統合｜生産段階をつなげ、ボトルネックを減らす。 |
| 大量生産｜スループットを最大化するために連続運転する。 |
ローダーとアンローダーを使用することで、手作業に比べ生産量が最大50%増加することがわかります。.
コンベアシステム
コンベアシステムは、SMTラインのマシン間でプリント基板を移動させます。いくつかのタイプからお選びいただけます：
- PCBベルトコンベヤ:基板を正確かつ確実に搬送。.
- 検査コンベア:組み立て中の基板をチェックできる。.
- スラットチェーンコンベア:デリケートなボードや異形のボードを扱う。.
- リンクコンベヤ:正確な運搬のための安定したプラットフォームを提供。.
- バッファコンベヤ:ボトルネック防止のため、ボードを一時的に保管する。.
- ターンコンベヤ:ボードの流れの方向を変え、スムーズなトランジションを実現。.
A よく設計されたコンベヤシステムが処理能力を向上, また、配置精度を向上させ、プリント基板の反りリスクを低減します。お客様の生産ニーズに合わせて適切なコンベヤタイプを選択し、SMTラインを円滑に稼動させてください。.
検査装置
検査機器は、欠陥を早期に発見し、高品質を維持するのに役立ちます。数種類の検査器具を使用します：
| 装置｜検出能力
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| SPI｜ はんだペーストの厚さ、面積、オフセットをチェックする。 |
| AOI｜部品の欠落、はんだ不足、誤はんだを発見します。|
| X-RAY｜内部構造や隠れたはんだ接合部を検査します。 |
| ICT｜電気的特性を測定し、開回路や短絡を検出する。 |
すべての基板が品質基準を満たしていることを確認するために、さまざまな段階で検査機器を使用する必要がある。.
クリーニング＆補修用具
クリーニングツールやリペアツールは、アセンブリの品質を維持し、問題を解決するのに役立ちます。(注) SMTリワークステーション を使えば、基板を傷つけることなく、故障した部品の修理や交換ができる。このようなステーションには、多くの場合、熱風ツール、はんだごて、時には赤外線加熱が含まれています。QFNやBGAパッケージのような微細ピッチ部品の繊細な作業にも使用できます。.
ボードをクリーンで信頼できる状態に保つためには、次のことが必要だ：
- 適切なクリーニング方法と素材を選ぶ。.
- クリーニングプロセスの設定を最適化する。.
- 適切な乾燥技術を使用する。.
- コンフォーマルコーティングを適切な厚みとカバー率で塗布する。.
- コーティングが適切に硬化することを確認する。.
ヒント定期的なクリーニングと入念な修理により、不具合を防ぎ、製品の寿命を延ばすことができます。.
ビギナーズガイドのこのセクションでは、主なSMT周辺機器の概要をわかりやすく説明しています。各工具がどのように組立工程に組み込まれ、効率的で高品質な生産を支えているかがおわかりいただけると思います。.
SMTプロセスフロー
PCBハンドリング
SMT工程は、プリント基板を丁寧に扱うことから始まります。適切な取り扱いは損傷を防ぎ、基板をきれいに保ちます。常に糸くずの出ない手袋と適切な工具を使用してください。ステンシルを貼ったり剥がしたりするときは、決して力を入れすぎないこと。以下の手順に従うよう、チームを訓練してください：
- 手袋と適切な工具の使用 汚染を避けるためである。.
- ステンシルやボードを強く押さないでください。.
- ステンシルは専用のラックやキャビネットに保管する。.
- 清潔で乾燥した環境を保つ。.
- 静電気防止カバーでステンシルを保護する。.
- 毎回使用後にステンシルを清掃し、損傷がないか点検する。.
ヒントこの段階での慎重な取り扱いが、後の工程での不具合を避けるのに役立つ。.
ソルダーペースト塗布
ソルダーペーストをプリント基板に塗布するには、スクリーン印刷、ジェットディスペンサー、直接インクを書き込むなどの方法があります。. ソルダーペーストは接着剤と導体の両方の役割を果たす. .塗布の小さなミスでも、ボードの機能に影響する欠陥の原因となります。適量を使用し、均一に塗布されていることを確認してください。.
- スクリーン印刷が最も一般的な方法である。.
- ジェット・ディスペンサーは、小さなエリアや複雑なエリアに適しています。.
- ダイレクトインクライティングは、プロトタイプにも柔軟に対応できる。.
注：はんだペーストを適切に塗布することが、強力で信頼性の高いはんだ接合の鍵となります。.
コンポーネントの配置
ピック・アンド・プレース・マシンを使って基板に部品を配置する。このステップの精度とスピードは、いくつかの要因に左右されます。詳しくは下の表をご覧ください：
| ファクター｜インパクト
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| はんだ付け品質 0.05mmのズレで30%の欠陥増加. |
| 電気的性能｜0.2mmのずれがインピーダンスを5～10Ω変化させる。 |
| 機械的安定性｜ずれた部品はストレスで故障する可能性がある。 |
| 機械校正｜良好な校正により、精度は0.01mm以内に保たれます。 |
| 製造可能な設計｜0.3mmの間隔がミスアライメントのリスクを低減します。 |
| コンポーネントのグループ化｜グループ化することで、15%のエラーを削減し、組み立てをスピードアップ。 |
| フィーダーセットアップ｜セットアップ不良が25%の配置ミスの原因。 |
機械のキャリブレーションを行い、類似した部品をグループ化し、フィーダーを正しく設定することで、配置を改善します。.
はんだ付けとリフロー
を使用して部品をはんだ付けする。 リフロー炉. .オーブンは主に4つの段階でボードを加熱する。各段階には特定の温度と時間があります。視覚的なガイドとして、下の表をご覧ください：
- 予熱ゾーン： 150～180℃、60～90秒. .この工程で溶剤を蒸発させ、フラックスを活性化させる。.
- サーマル・ソーク・ゾーン： 150～200℃で60～120秒。基板が均一に加熱され、はんだ付けの準備ができる。.
- リフローゾーン： 220～260℃で20～40秒。はんだは溶融し、接合部を形成する。.
- 冷却ゾーン： 制御された冷却により、応力や亀裂を防ぐ。.
適切な温度管理は、部品の安全性を保ち、強固なはんだ接合を保証します。.
検査と品質管理
いくつかの検査方法を用いて、基板に欠陥がないかをチェックします。それぞれの検査方法は、異なるタイプの問題を発見します。下の表は、一般的な検査ツールを示しています：
| 検査方法
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| 自動光学検査 (AOI) | カメラを使って、取り付けやはんだ付けのミスを素早く発見。 |
| X線検査｜BGAの下など、隠れた接合部の内部を観察し、気泡やはんだの欠落を見つけます。|
| インサーキット・テスト（ICT）｜電気的接続に欠陥がないかチェックする。 |
| 機能テスト｜実際の使用をシミュレートし、ボードが機能することを確認する。 |
| 手動目視検査｜機械が見逃してしまうような小さな欠陥を見つけることができます。 |
| フライングプローブテスト｜特別な治具を使わずに部品や接続部をテストします。 |
| ソルダーペースト検査（SPI）｜リフロー前にソルダーペーストが正しく塗布されているかを確認します。 |
- 欠陥を早期に発見することで、時間とコストを節約できる。.
- 優れた検査は歩留まりと製品の信頼性を向上させる。.
- 検査から得られたデータは、プロセスの改善に役立ちます。.
各段階での品質管理により、お客様のボードが高い基準を満たし、期待通りに機能することを保証します。.
SMT周辺機器の選択
ニーズの評価
生産目標を理解することから始めるべきだ。どのような製品を作りたいのか、どのような規模で事業を展開したいのかを明確にしてください。プリント基板のサイズと複雑さについて考えましょう。小さな部品がたくさんある基板を組み立てる予定なら、高い組み立て密度に対応できる装置が必要です。工程の流れを見て、どの機械が各工程に適合するかを決めてください。各機器に必要な機能をリストアップしてください。このアプローチは、ニーズに合わないツールを購入するのを避けるのに役立ちます。.
ヒント：SMT装置の購入を始める前に、主な要件を書き出してください。このステップにより、時間と費用を節約できます。.
予算と拡張性
予算は選択に大きな役割を果たす。. 財源を生産ニーズに合わせなければならない。予算に限りがある場合は、まず、最も必要な機械に集中する。ビジネスが成長するにつれて、より多くの機器を追加する必要があるかもしれません。スケーラビリティは重要です。 SMTライン あなたの会社とともに成長するために。将来的に注文が増えると予想される場合は、より大量に処理できる機械を選ぶこと。こうすることで、早すぎる買い替えを避けることができる。.
注：多くの企業は、小規模からスタートし、需要の増加に伴ってSMTラインを拡大する。最初から成長するように計画を立てましょう。.
主な特徴
SMT周辺機器を比較する際には、ニーズに合った機能を探しましょう。下の表は 重要な特徴 を考えてみよう：
| 特徴｜解説｜解説｜解説｜解説｜解説｜解説｜解説｜解説｜解説｜解説｜解説｜解説｜解説｜解説
| ——————— | —————————————————————————————————————————————————————————- |
| 部品サイズ｜機械サイズは電子部品のサイズに合わせる。 |
| 機械精度｜高い精度が不可欠。 SMTマシンの標準的な最高の精度です。. |
| 機械の再現性｜特にプログラムされたソフトウェアでは、最大出力を生成するために重要である。 |
| プレースメント速度｜重要な特徴：IPC9850はラピッドプレースメントマシンの標準速度です。 |
また、機械の使いやすさやメンテナンスのしやすさについても考える必要がある。サポートが充実した信頼性の高い機器であれば、ダウンタイムを避けることができる。ビギナーズガイド』では、投資に見合う最高の価値を得るために、コストパフォーマンスをチェックすることを勧めている。.
メンテナンスのヒント
定期クリーニング
定期的なクリーニングを行うことで、SMT周辺機器をスムーズに稼働させることができます。きれいな装置は長持ちし、作業性も向上します。ここでは、いくつかの重要なクリーニング手順をご紹介します：
- SMTノズルの表面をきれいな布で拭いてください。.
- 細い針金で小さな穴を開け、エアガンで吹き飛ばす。.
- アルコールなどの刺激の強い薬品にノズルを浸すのは避ける。.
- HOLDERの空洞を綿棒で清掃します。.
- 必要に応じてホルダーミニオンに専用グリスを塗る。.
- にこだわる。 定期メンテナンス・スケジュール お客様の生産ニーズに合った.
について リフロー炉, そうすべきだ：
- オーブンの表面は、ほこりのない紙と洗剤で毎日拭いてください。.
- 高温用チェーンオイルのレベルを点検する。.
- 炉内を清掃する。.
- COOLDOWNモードを使用し、毎週炉内を掃除機で吸引してください。.
- トランスミッションシステムには、毎月オイルを補充する。.
- 四半期ごとにブロワーモーターの汚れを取り除く。.
- 年に一度、すべての構成部品を完全に点検してください。.
ヒント掃除道具はあらかじめ用意しておく。掃除機、ホコリを取り除いた紙、安全な洗浄剤を使う。.
予防点検
決められたスケジュールで機械を点検することで、ほとんどの機器の故障を防ぐことができます。下表を参考に点検計画を立ててください：
| メンテナンス・タスク
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| ホコリやゴミをきれいに取り除く | デイリー
| カメラのレンズとスキージーの状態をチェックする｜毎週｜｜｜｜｜｜｜。
| 部品へのグリス塗布と真空ポンプフィルターの交換｜年／隔年
| ノズルの清掃とフィーダーのピックアップ位置の確認｜定期的な清掃とフィーダーのピックアップ位置の確認｜定期的な清掃とフィーダーのピックアップ位置の確認
| 定期的な点検と校正の実施｜サプライヤーの推奨に従う。
定期的な点検によって問題を早期に発見し、コストのかかるダウンタイムを回避することができます。.
トラブルシューティング
問題が発生したら、迅速に対応する必要があります。ここでは、よくある問題とその解決方法をご紹介します：
- コンポーネント妨害：
- フィーダにゴミやずれがないか点検する。.
- フィーダーとノズルを清掃する。.
- フィーダの設定を調整し、コンベアのアライメントをチェックする。.
- ビジョンシステムのエラー：
- 照明とカメラのフォーカスをチェックする。.
- カメラレンズを清掃し、システムを再調整する。.
- 機械的な故障：
- 磨耗や損傷のある部品を探す。.
- 部品を交換し、可動部品に注油する。.
- ソフトウェアのエラー：
- プログラミングに間違いがないか見直す。.
- コードをデバッグし、ソフトウェアをアップデートする。.
異音やエラーメッセージに常に注意。迅速な対応でSMTラインの生産性を維持します。.
SMT初心者のためのヒント
小さく始める
SMTアセンブリを始めるときは、物事をシンプルに保つべきです。. 1枚のボードまたは少量のバッチから始める. .このアプローチは、問題を早期に発見し、各ステップから学ぶのに役立つ。チェックリストを使って、初走行をガイドすることができます：
- 規模を拡大する前に、少量バッチでプロセスをテストする。.
- 各段階の後に作業を点検し、ミスを素早く見つける。.
- 無理に解決するのではなく、少しずつ調整する。.
- 遅れを避けるため、予備の部品を近くに置いておく。.
- 機器インターフェースとソフトウェアコントロールの使い方を学ぶ。.
- 今後のために、組み立ての手順と設定を書き留めておきましょう。.
- 自分自身と作業スペースを守るため、常に安全規則に従ってください。.
- 各走行を見直し、改善点を探す。.
ヒント：スモールステップで自信をつけ、ミスを減らす。.
ワークフローの構築
いくつかの重要な戦略に従うことで、スムーズなワークフローを作ることができる。. 大きい部品を先に置く, その後、より小さなものに移行する。作業スペースを清潔に保ち、ホコリやゴミが不良の原因にならないようにする。照明があると、各部品がよく見えます。重要な詳細については、常に部品のデータシートを確認すること。忍耐力を養い、各工程に時間をかけましょう。.
論理的な順序で部品を配置すると効率が上がります。すべてのSMT部品を基板の片側に配置するようにしてください。組み立てを容易にするため、部品の向きを同じにする。テストや修理に役立つよう、部品と部品の間には十分なスペースを空けてください。製造のための設計（DFM）のガイドラインに従ってレイアウトを最適化し、後の問題を回避しましょう。.
ミスを避ける
SMTアセンブリを始めるとき、多くの初心者が同じ間違いを犯します。以下のヒントに従うことで、これらのよくある間違いを避けることができます：
- 部品と部品の間は少なくとも0.8mm～1mmあける を使用して、ミスアライメントとはんだブリッジを防止する。.
- はんだ付けの不具合を避けるため、フットプリントをデータシートとダブルチェックしてください。.
- 正確な位置合わせのために、正しい位置に少なくとも2つのフィデューシャルマークを付ける。.
- 熱を管理し、過熱を防ぐために、サーマルビアと銅の注ぎ口を使う。.
- 組み立て時の混乱を避けるため、適切なソルダーマスクの開口部と明確なシルクスクリーンのマーキングを設計してください。.
注意：綿密な計画を立て、細部にまで注意を払うことで、コストのかかるミスを避け、高品質のボードを作ることができます。.
SMT周辺機器の選び方、お手入れ方法がお分かりいただけたと思います。. 定期的なメンテナンスにより、マシンは常に良好な状態に保たれます。. 以下の手順に従ってください：
- 器具の表面は毎日清掃し、使用前にはウォームアップを行う。.
- 毎週オイルを追加し、ノズルをチェックする。.
- マシンのヘッドを清掃し、接続部を毎月チェックする。.
- 年に1度、電源を点検し、機器を修理する。.
もっと詳しく知りたい方は 表面実装アセンブリのガイドとSMTマシンの概要. .SMTの旅を始めるにあたり、好奇心と自信を持ち続けてください。🚀
よくあるご質問
SMT周辺機器と主なSMTマシンの違いは何ですか？
SMT周辺機器は組立工程をサポートします。PCBの移動、検査、クリーニングにこれらのツールを使用します。ピック＆プレイスやリフロー炉のような主なSMT機械は、部品の配置やはんだ付けを処理します。.
SMT装置はどのくらいの頻度でクリーニングすべきでしょうか？
SMT装置は毎日清掃する必要があります。定期的に清掃することで、ホコリの蓄積を防ぎ、機械の動作を良好に保つことができます。. メーカーの指示に従う 最高の結果を得るために。.
数台の機械でSMTアセンブリを開始できますか？
はい、ソルダーペースト印刷機、ピック＆プレース、リフロー炉などの基本的な機械から始めることができます。生産量の増加に合わせて設備を追加してください。まずは小さく始めて、必要に応じて拡張してください。.
SMT装置を使用する際には、どのような安全上の注意が必要ですか？
手袋と安全眼鏡を着用すること。作業スペースを清潔に保つこと。すべての機械の指示に従うこと。メンテナンスの前には機器の電源を切ること。問題があれば上司に報告すること。.
どうやって？ 適切なSMT検査装置を選ぶ?
ヒント：検査ツールをボードの複雑さに合わせる。.
目視検査にはAOIを、はんだペーストにはSPIを、隠れた接合部にはX線を使用します。購入前に製品のニーズを確認してください。.