ＳＭＴ＆ハンダ

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　電子機器の小型化に伴い、電子部品や基板の小型化・薄型化が進む。実装工程では、高密度かつ高精度な実装が求められている。表面実装技術（ＳＭＴ）装置やハンダ材料、ハンダ付け装置、基板の洗浄、表面処理など電子基板の製造工程を支える各分野では、こうした要求に応えるため、高精度化や微細化に対応する技術開発を進めている。

基板の多層・大型化進む

　ＳＭＴとは基板に穴をあけずに、表面へ直接ハンダ付けして取り付ける技術のこと。電子部品や基板を小型化・薄型化でき、高密度に実装できる。電子機器の多くは小型化・多機能化が進み、多くの電子部品を限られた基板上に高密度に配置する必要がある。ＳＭＴはこれらの製造に欠かせない技術となっている。

　スマートフォンやウエアラブルデバイスなどの小型デバイスは、電子部品の微細化や両面実装、基板の多層化などにより基板のサイズを小さく抑えながら、多くの機能を実現している。ＳＭＴ装置には、チップサイズ０２０１（０・２５ミリ×０・１２５ミリメートル）や０１６００８（０・１６ミリ×０・０８ミリメートル）など極小サイズのチップ部品を、狭い間隔で並べる技術が求められている。

　装置には速さだけでなく、高い部品搭載精度が必要とされる。極小部品ではわずかな位置ずれや角度ずれが接合不良の原因となる。装置メーカーは位置決め機構の高精度化とともに、部品認識カメラなどの認識精度を高めている。吸着した部品をヘッド内などに取り付けたカメラで撮影し、部品の位置や姿勢を確認してから搭載する。

　また電子基板の高密度化に伴い、基板の多層化や大型化が進む。多層基板や大型基板では、材料や銅箔の熱膨張差などにより反りが生じやすくなる。下反りの場合は部品を装着する前にノズルから部品が離れてしまい、上反りではノズルが基板に衝突するリスクや部品がつぶれてしまうリスクがある。

　装置メーカーはそうした課題に対応する技術の開発を進める。例えば、レーザーやセンサーで基板全体の反りを測定し、ノズルの下降量を補正する技術、ノズルが基板に接触した瞬間の荷重を検出して、リアルタイムに停止・加圧コントロールする技術などが見られる。

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　自動化へのニーズに応える装置も目立つ。段取り作業の中でも、フィーダーの準備・運搬・回収は負荷が高いとされる。ＦＵＪＩはこうした課題に対し、カセットフィーダーの管理を自動で行うシステム「ＮＸＴＲ　Ａ」を提案する。部品ストレージの前面にフィーダーを自動配膳するロボットを搭載し、従来オペレーターが手作業で行っていたフィーダーの仕分け・配膳・一時保管を行う。ロボットがスケジュールに応じて段取り替えや部品補給を自動で行うため、人の介在をなくせる。

　同社の担当者は「大量生産する顧客や生産数は少なくても部品の種類が多い顧客にメリットがある」という。

低温ハンダ　電気代削減

　ハンダ材料も電子部品の微細化に対応する。高速でディスペンサーから定量を吐き出すには、最適な粘度にする必要がある。ハンダ材料メーカーの担当者は「ペーストの切れを良くすると粘度が下がり、形状が崩れて隣接するペーストとつながってしまう。あんばいが難しい」と話す。ハンダ材料メーカーは狭小ピッチや微小な部品に対応し、作業性やブリッジ抑制に優れるペーストを提供している。

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　また基板や電子部品への熱負荷を低減できるとして、低温ハンダが注目されている。一般的な鉛フリーハンダは融点が２００度Ｃ以上だが、低温ハンダはスズにビスマスなどを混ぜて作られており、１４０度Ｃ程度の低い温度で溶ける。そのため耐熱性の低いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板や樹脂部品、超精密部品などの実装に使用できる。

　さらにリフロー炉などハンダ付け設備の稼働温度を下げられるため、二酸化炭素（ＣＯ２）排出抑制や電気代の削減にもつながる。

　ビスマスは融点が低いが脆いという性質を持つ。ビスマスを多く含む低温ハンダは、一般的なスズ・銀・銅から成るハンダと比べて、接合部が脆くなりやすいという課題がある。低温ハンダでは、落下や衝撃、振動に対する接合部の信頼性を確保することが、重要なテーマとなっている。