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PCB検査

メーカーでもサプライヤーでも、品質管理（QC）、再加工、不良解析、研究開発（R&D）のため、効率的で信頼性の高い PCB（プリント基板）検査は、費用対効果の高い生産と競争力のある電子製品の達成には不可欠です。PCB の性能は、はんだ付け、スルーホール、ダイオード、 IC チップ、その他の部品に大きな影響を受けます。これらはすべて検査する必要があります。規定された仕様へのコンプライアンスを示すには、信頼性が高く正確な文書化を可能にするイメージングソリューションが必要になることがよくあります。検査用顕微鏡は、メーカーやサプライヤーの品質管理、不良解析、研究開発のニーズをサポートします。

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PCB検査顕微鏡ソリューションについて、ライカまでお気軽にお問合せください。

[Translate to japanese:] Product and Application Images DMC5400 (Tukan) - PCB with 20MP

PCB検査とは何ですか？また、なぜ重要ですか？

PCB（プリント基板）検査は、品質管理、電子部品の最適な性能の確保、費用対効果が高く信頼性の高い PCB製造に不可欠です。製造および生産中に、基板の目視検査を行い、はんだ付け、リード、部品の接触、粒子の存在、その他のコンタミの観点から潜在的に損傷をおよぼす欠陥を特定します。

PCB検査にはどのような種類の顕微鏡が使用されますか？

実体顕微鏡とデジタルマイクロスコープは PCB（プリント基板）検査に最適です。欠陥を探す場合、または再加工を行う場合：これらの顕微鏡は、対物レンズ下の PCS の取り扱いを容易にし、さまざまな種類の照明を簡単に使用して詳細をより明瞭に、概要から関心領域のズームインまで迅速に移動することができます。FusionOptics搭載実体顕微鏡は、より高い解像度とより広い深い視野の両方を持ち、プリント基板の 3D 認識を可能にします。

PCB検査に最適な倍率は何ですか？

実体顕微鏡またはデジタルマイクロスコープを使用した PCB（プリント基板）検査の実際の倍率の範囲は、5 倍から 30 倍です（対物レンズ、ズーム、接眼レンズを含む）。この範囲では、低倍率（約 5 倍）でプリント基板領域の広い概観と、高倍率（約 25-30 倍）で微細な詳細の可視化の両方が可能です。

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PCB検査の課題

PCB検査の最終的な目標は、製品の性能と寿命を確保し最適化することです。メーカーやサプライヤーは、費用対効果の高い生産を実現するために、欠陥をスクリーニングし、仕様をチェックするための迅速で信頼性の高い検査を必要としています。

イメージングシステムを使用した PCB検査で直面する課題は、非効率性、スループットの低下、欠陥 ppm率の上昇につながる可能性があることです。たとえば、ユーザーが次の操作を行うことができない場合などです。

  • PCBの欠陥を迅速に検出できない
  • イメージングステージで PCBを容易に取り扱うことができない
  • 観察中のストレスの結果として、集中できない

PCBの欠陥を迅速に検出し、仕様を確認するには、ユーザーがこれらの課題を克服するのに役立つ顕微鏡ソリューションが必要です。

ライカPCB検査顕微鏡の利点

PCBの効率的なスクリーニングと結果の文書化

PCB検査は迅速かつ信頼性が高いものでなければなりません。顕微鏡ソリューションは、ユーザーが以下を行うことを可能にする必要があります。

  • 試料の広範囲の外観を観察し、対象エリアの簡単なズームが可能
  • 汎用性の高い照明で詳細を明らかに
  • 長い作業距離により、対物レンズの下でサンプルを容易に取り扱うことができます。
  • 結果を短時間で文書化 
  • 一日中検査を行っても、快適さを維持し、ストレスを回避します。

詳細はこちら

PCB下のコネクタピン
左）低い倍率で観察された湾曲コネクタピン 右）赤いボックスで印を付けた領域を拡大すると、詳細が表示されます。

接眼レンズを介したFusionOptics搭載および非搭載の効果を示すPCBサンプル画像シミュレーション。

3D での高速 PCB検査

PCBを取り扱ったり、再加工するなど、立体観察が重要となる場合、実体顕微鏡画像が必要となります。解像度や深度の向上のための再フォーカスや倍率の変更など頻繁な調整によって検査のスピードが低下する可能性があります。ライカマイクロシステムズのFusionOptics技術はフォーカス調整を最小限にします 接眼レンズを介して、優れた解像度と深い焦点深度のPCBの3D立体画像が観察できます。

FUSIONOPTICS の詳細

A) PCB断面の模式図。導電性粒子がリード線の間にあったり、リード線を横切ったりしている。このような場合、これらの粒子はリード線と部品間の短絡を引き起こす可能性がある。導電性粒子の実例： B) PCB部品のリード線間 C) PCBのリード線間。
A) PCB断面の模式図。導電性粒子がリード線の間にあったり、リード線を横切ったりしている。このような場合、これらの粒子はリード線と部品間の短絡を引き起こす可能性がある。導電性粒子の実例：
B) PCB部品のリード線間
C) PCBのリード線間。

PCBの清浄度分析

PCBの清浄度は、小さな導電性粒子が故障のリスクを大幅に高める可能性があるため重要です。製造中にこれらの粒子が PCB 上に存在すると、接点とリード間の小さなギャップを簡単に埋め、短絡の原因となる可能性があります。

したがって、コンタミを排除し、 PCB の性能を確保するために、迅速で信頼性の高い PCB の清浄度分析が必要です。分析には、ZVEI などの規格やガイドラインに従った粒子寸法や材料の正確な測定が含まれます。清浄度分析は、光学顕微鏡だけで行うことも、レーザー誘起ブレークダウン分光法（LIBS）と組み合わせて行うこともできます。LIBS を使用した化学分析は、粒子が短絡を引き起こす可能性を正確に判断し、コンタミ源を効率的に特定するのに役立ちます。

清浄度分析の詳細はこちら

PCBの断面解析

欠陥を特定する目的でPCB の内部構造を観察するには、材料は通常不透明であるため、断面検査が必要です。断面解析は PCB の QC に有用な技術です。また、不良解析や研究開発にも利用されます。PCB を切断し、次に断面を研磨・琢磨して滑らかな表面を得て分析をします。断面分析は、高解像度光学または電子顕微鏡と分光法で行うことができます。PCB 層とその部品の内部構造と組成を明らかにし、コーティング、ビアなどが存在するか否かを確認することを目的としています。

断面解析に関する詳細情報はこちらから

はんだ付けされたピンを示す、ライカターゲットプレパレーションシステムで作成したPCB断面。
はんだ付けされたピンを示す、ライカターゲットプレパレーションシステムで作成したPCB断面。
[Translate to japanese:] Salt contamination on the surface of an electroplated aluminum/silicon (Al/Si) material inspected with an optical microscope. Image is courtesy of Gerweck GmbH, Germany.
光学顕微鏡で検査されたアルミニウム/シリコン（Al/Si）電着素材表面の塩分汚染。画像はGerweck GmbH（ドイツ）提供。
光学顕微鏡で検査されたアルミニウム/シリコン（Al/Si）電着素材表面の塩分汚染。画像はGerweck GmbH（ドイツ）提供。

PCB の部品の電気メッキ

電気メッキは、銅やスズなどの保護金属層を PCB 相互接続部や部品などに積層させるための電気化学プロセスです。電気メッキ中に発生する欠陥やコンタミは、電気メッキ品質の低下や PCB の故障につながる可能性があります。電気メッキ部品の欠陥の迅速で信頼性の高い目視検査は、光学顕微鏡で行うことができます。欠陥やコンタミの根本原因分析が必要な場合、光学顕微鏡とレーザー誘起ブレークダウン分光法（LIBS）を組み合わせて、視覚分析と化学分析を同時に行うことをお勧めします。

電気メッキ部品の検査

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[Translate to japanese:] Glare from reflective surfaces can obscure PCB inspection. Here a PCB area is inspected with the DVM6 digital microscope using ring light illumination only

PCB検査 - グレア

反射面からのグレアは、PCB検査を妨げる可能性があります。ここでは、リングライト照明のみを使用して DVM6 デジタルマイクロスコープで PCB領域を検査します。

[Translate to japanese:] Glare from the varnished fiber-glass-epoxy PCB substrate is greatly reduced. The same PCB area inspected with the DVM6 using ring light illumination and a diffusor

PCB検査 - グレアの低減

ラッカー塗装されたファイバーガラスエポキシ PCB基板からのグレアが大幅に低減。リングライト照明と拡散板を使用して DVM6 で検査した同じ PCB領域。

[Translate to japanese:] Glare from reflective surfaces of the PCB is eliminated. The same PCB area inspected with the DVM6 using ring light illumination and a polarizer

PCB検査 - グレアフリー

PCBの反射面からのグレアが除去されます。リングライト照明と偏光板を使用して DVM6 で検査した同じ PCB領域。

[Translate to japanese:] Glare from reflective surfaces can obscure PCB inspection. Here a PCB area is inspected with the DVM6 digital microscope using ring light illumination only
[Translate to japanese:] Glare from the varnished fiber-glass-epoxy PCB substrate is greatly reduced. The same PCB area inspected with the DVM6 using ring light illumination and a diffusor
[Translate to japanese:] Glare from reflective surfaces of the PCB is eliminated. The same PCB area inspected with the DVM6 using ring light illumination and a polarizer

よくある質問 PCB検査

Show answer PCBとは何ですか？

PCB（プリント基板）は、電子部品を完全な回路に組み立てるために使用されます。コンピュータ、タブレット、スマートフォン、測定機器などの電子機器で使用されています。PCBは絶縁材料と導電材料の交互の層から構成され、ボード上に電気部品を取り付けて相互接続するための穴やその他の手段を備えています。用途に応じて、異なる種類のボード（単層または多層）と設計（ブラインド、埋め込み、またはスルーホールビアまたは表面取り付け）があります。

Show answer PCBA とは何ですか？

電子部品が PCB（プリント基板）に組み立てられ、通常ははんだ付けによって設置されると、 PCBA（プリント基板アセンブリ）になります。PCBA は、コンピュータ、タブレット、スマートフォン、測定機器などの電子機器に実際に挿入されます。

Show answer PCBと PCBA の違いは何ですか？

PCBはプリント基板であり、電子部品のないベアサポートで、単に部品を組み立てて完全な回路にするのに使用されます。PCBA はプリント基板アセンブリで、すべての電子部品を PCBに取り付け、電子機器で使用できる完成品です。

Show answer PCBは何に使用しますか?

PCB（プリント基板）は多くの電子機器で使用されます。PCBは、電子部品を設置し完全な回路を形成するとサポートとして機能します。部品を設置し、プリント基板アセンブリ（PCBA）が完成したら、電子機器にインストールしてデータ処理などの特定のタスクを実行できます。

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