PCBニュース - 半自動溶接とは

電子製造の分野では、プリント基板（PCB）の溶接プロセスは製品の性能と信頼性に直接影響を与えます。電子製品の精密化、多機能化の方向への発展に伴い、伝統的な手作業溶接と全自動溶接の限界がますます明らかになってきたが、半自動溶接技術はその独特な優位性によって、小ロットの柔軟な生産と大規模な効率的な製造を結ぶ鍵となる絆となっています。

現在、半導体パッケージ密度は持続的に向上し、0.2 mm超小型パッド溶接は業界技術のボトルネックとなっています。従来のアイロン溶接は人工操作精度に限られており、ピーク溶接は熱衝撃が大きすぎて周辺部品を損傷しやすいです。レーザー錫球溶接技術の突破はこの難題に解決策を提供します。大研智造レーザ半田ボール溶接標準機を例に、500万画素CCDビジョンシステムを用いてサブピクセルアルゴリズムを配合し、±0.15 mm位置決め精度を実現し、閉ループ温度制御システムを配合し、レーザエネルギーを60-150 Wの範囲内に正確に制御することができ、0.2 mm半田ディスクの瞬間溶融半田かつ熱影響領域が0.5 mm未満であることを確保します。自主開発した真空負圧半田ボール輸送機構は0.15-1.5 mm半田ボールを安定的に輸送でき、送球精度は±0.01 mmに達し、溶接一致性を著しく向上させます。

新エネルギー自動車分野では、ある企業はレーザー溶接技術を用いてPCB銅柱溶接の技術革新を実現します。1070 nmファイバレーザとパワー閉ループ制御システムを通じて、温度制御精度を±3℃に高め、勾配めっき設計に合わせて、溶接点の耐せん断強度を45 MPaに達します。二重ビット協同システムは単点溶接タクトを3秒に短縮し、従来の手作業溶接効率より600%向上し、日平均5000+溶接点の量産需要を完璧に解決します。

図　pcb半自動溶接

消費電子分野では、紫宸レーザーが開発した温度制御式視覚位置決めレーザーはんだ付け機が商業化されています。この設備はスズワイヤ/スズペースト/スズボールの3種類の自動スズ添加方式を集積し、CCD視覚測位システムに合わせて、0.3 mmピッチのQFNチップ溶接を正確に完成することができます。あるブランドのTWSイヤホンの生産では、設備は溶接の良率を89%から99.2%に引き上げ、再修理率は5%から0.3%に下げた。非接触式溶接特性は機械応力損傷を効果的に回避し、特にMEMSセンサなどの精密部品に適しています。

工業制御分野では、ある企業は選択的ピーク溶接技術を用いて生産ラインを改造します。ノズル軌跡をプログラミング制御することにより、複雑なPCB板の多領域差異化溶接を実現します。インバータ制御板の生産において、この技術はBGAチップの虚溶接率を2.1%から0.05%に下げ、同時に60%のフラックス使用量を減らし、RoHS環境保護の要求を満たします。

中国の半自動PCB分板機市場は力強い伸びを見せています。2023年の市場規模は45億元に達し、2025年には60億元を突破し、年間複合成長率は14%に達する見通しです。技術がコア駆動力にアップグレードされ、半自動分板機におけるレーザー切断技術の市場シェアは15%に達し、2020年より8ポイント上昇します。ある企業が発売したスマートスラブ分離機統合AI視覚検出システムは、PCBの変形量を自動的に識別し、切断経路を補償し、異形プレートの切断精度を±0.05 mmにすることができます。

インテリジェント製造のモデルチェンジが加速する背景の下で、半自動溶接設備はデジタル化、ネットワーク化の進展に向かっています。ある企業が開発したデジタル双晶溶接システムは、リアルタイムで溶接パラメータを収集して仮想モデルを構築することにより、プロセス調整時間を70%短縮します。5G+工業インターネット技術の応用は、遠隔設備の監視と予測性の維持を実現し、ある生産ライン設備OEE（総合効率）はそのため92%に向上します。

技術の進歩が顕著であるにもかかわらず、業界は多くの課題に直面しています。操作者の技能不足は設備の効能発揮を制約し、ある企業の調査によると、73%の溶接不良はパラメータ設定ミスによるものです。これに対して、業界は知能溶接専門家システムを開発しており、内蔵プロセスデータベースを通じてパラメータの自動推薦を実現し、操作の敷居を下げています。同時に、国産コア部品の突破が鍵となり、ある企業が自己研究したレーザー溶接ヘッドはすでに30μmスポット径を実現し、国外技術独占を打破します。

持続可能な発展の面では、鉛フリー溶接技術の普及は設備のアップグレードを推進しています。ある企業が開発した真空還流溶接システムは、-80 kPa低圧環境を通じて溶接点の空洞率を5%から0.3%に下げ、自動車規格レベルの信頼性要求を満たします。窒素ガス保護溶接技術の普及により、スズビーズの発生率は90%低下し、溶接品質を著しく向上させます。

PCB半自動溶接技術は正確で柔軟でインテリジェントな特性で電子製造構造を再構築している。0.2 mm微小パッドの高精度溶接から、新エネルギー自動車パワーモジュールの信頼できる接続、さらに工業制御板のフレキシブル生産まで、この技術は絶えず応用境界を広げています。AI、デジタル双晶などの技術の深い融合に伴い、半自動溶接設備はよりインテリジェントで、よりグリーンな方向に進化し、世界の電子製造業の質の高い発展に重要なサポートを提供します。