表面実装技術（SMT）は、現代の電子製造における中心的プロセスですが、高度に自動化された生産ラインであっても、チップマウンタの拾い損ねや部品飛散といったエラーが発生し、生産ロスにつながることがあります。これらの問題は部品の拾取または配置工程で発生しやすく、品質不良、部品廃棄、歩留まり低下の原因になります。

本記事では、拾取不良と部品飛散の代表的な原因を整理し、SMT工程を安定化するための実践的な対策を解説します。

1. SMTチップマウンタにおける部品拾取エラーの主な原因

高速運転中、マウンタヘッドはテープフィーダから部品を吸着し、PCB上の位置へ配置します。この吸着動作が安定しなくなると、拾い損ね、部品落下、吸着ずれなどの不良が発生します。主要な原因は以下の通りです。

1.1 真空圧不足

部品を確実に吸着するには、安定した負圧（一般的に53.33 kPa以上）が必要です。真空圧が低下すると吸着力が不足し、拾取失敗が多発します。

主な要因：

• 真空ポンプ性能の低下

• ノズル内部の汚れや詰まり

• 個別ヘッドの真空フィルタの汚染

フィルタの定期清掃と交換により、安定したエアフローと吸着力を維持できます。

1.2 ノズルの摩耗-破損

摩耗、変形、ひび割れ、異物詰まりのあるノズルは、以下の問題を引き起こします。

• 負圧低下

• 部品吸着の不安定化

• 移動中の部品落下リスク増加

定期点検と早期交換により、防止が可能です。

1.3 フィーダの故障-位置ずれ

フィーダの状態は部品吸着精度に直接影響します。

例：

• フィーダギアの摩耗-破損

• テープがスプロケットに正しくかかっていない

• フィーダ内部に粉塵や破片が混入

• バネの疲労によるテープ送り不良

これらは部品の傾き、立ち不良、吸着ミスを誘発します。定期的な校正と清掃が効果的です。

1.4 吸着高さ（Z軸）の不適切設定

理想的な吸着高さは、ノズルが部品表面に接触した後、約0.05 mm押し込まれる位置です。

次のような場合、吸着エラーが発生します：

• ノズルが深く押し込みすぎて部品をポケット内に押し付けてしまう

• 停止位置が高すぎて負圧が確立しない

問題のある部品に対してZ軸高さを微調整すると、吸着安定性が大幅に向上します。

1.5 部品パッケージ（供給状態）の問題

仕入れ部品のパッケージ不良やバラつきも吸着失敗につながります。

例：

• テープポケットやスプロケット間隔の不一致

• 紙テープとカバーテープの剥離力が強すぎる

• ポケットサイズが適切でない

• 部品方向のばらつき

受入検査を強化することで、パッケージ起因のトラブルを抑制できます。

2. 部品拾取後の「部品飛散（スローイング）」の原因

「部品飛散」とは、吸着した部品がパッド位置に到達する前にノズルから離脱する現象です。主な原因は以下の通りです。

2.1 部品厚み設定の誤り

データベースに登録された部品厚みが実際より大きい場合、ノズルはパッドに接触する前に部品を解放してしまいます。その結果、XYテーブルが高速移動を続けている状態で部品が慣性により弾き飛ばされます。

2.2 PCB厚み設定の誤り

PCB厚みが過大に設定されていると、サポートピンが正しい高さまでPCBを持ち上げられず、部品がパッドではなく空中に配置されてしまいます。これにより貼付不良や飛散が増加します。

2.3 PCB自体の問題

以下の2つのPCB状態が貼付精度に影響を与えます。

(1) PCBの反り（ワープ）

反りが大きいと許容範囲を超え、以下の問題を引き起こします：

• Z軸高さの不一致

• 位置合わせのずれ

• 部品の完全な解放ができない

(2) サポートピンの不適切配置

両面実装では、サポートピンが以下のような問題を引き起こす場合があります：

• 裏面部品への干渉

• 分布が不均一で一部領域を支えられない

これによりPCBがたわみ、配置高さが不安定となって飛散が発生します。

結論：専門的なPCBAサポートでSMT貼付の安定性を強化する

SMTマウンタのエラーを排除するには、真空性能、ノズル状態、フィーダ校正、高さ設定、PCBサポート方法を総合的に管理する必要があります。これらのパラメータを最適化することで、拾取失敗を大幅に減らし、部品廃棄を最小化し、生産ラインの稼働効率を向上させることができます。

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