基板実装の基本整理：THT・SMTとフロー／リフローを若手設計者のために設計視点で理解する

今回の記事では、基板実装で使われる「THT 部品（スルーホール）」と「SMT 部品（表面実装）」の違い、および代表的なはんだ付け方法である「フロー」と「リフロー」の特徴工程を説明します。

初めに

産業用コネクタ＆コンポーネンツではWire to Wire（ケーブルとケーブルを中継して接続するタイプ）だけでなく、

・Board to Wire（基板とケーブルを接続するタイプ）
・Board to Board（基板と基板を接続するタイプ）

など基板実装して使用するTHT・SMT部品の各種コネクタも幅広く取り扱っています。
そこで今回は「THT部品」や「SMT部品」といった、部品種類と実装方法について説明していきたいと思います。

THT部品とSMT部品について

初めに「THT部品」と「SMT部品」について説明していきます。

・THT；スルーホール実装(Through-Hole Technology)の略で、THTは基板のスルーホールに対して部品のリードを差し込んで実装する方式です。※DIP(Dual In-line Package)部品はTHT部品の代表的なパッケージ形態の一つです。

・SMT；表面実装技術(Surface Mount Technology)の略で、SMTは部品の端子を基板表面のランドに実装する方式です。
一般的にはどの部品なのか判断するときは基板の穴にリードを通すものがTHT部品、基板表面のランドに実装するものがSMT部品と判断出来ます。
※部品によっては例外もあります

下記に各部品の実装イメージを図で記載します。

※上記は一例であり、メーカーによって部品形状は異なります。

また各部品の特長について表に取りまとめています。

はんだ付けの工程について

次に「フロー」と「リフロー」というはんだ付けに関して説明します。
どちらも部品をはんだ付けする方法ですが工程が異なります。

フローはんだ付け

基板の裏面側を溶融はんだ波に通過させ、スルーホールに挿入したリード部を一括ではんだ接合する方法で、THT部品などの大型の部品実装に用いられます。
※接着剤などを用いてSMT部品をフロー実装する場合もあります

工程としては基板に部品を挿入しフラックス塗布を行い、溶けたはんだが満たされた槽(はんだ槽)に通過させて部品実装を行います。(フロー工程図参照)
※フラックス：はんだ付けに使われる薬品で金属表面の酸化膜を除去し、はんだ付けしやすくする効果があります

・フロー工程図

※上記フロー工程図は一般的なものであり、設備によっては工程が異なる場合があります

・リフローはんだ付け

基板のランドにメタルマスクを用いてはんだペーストを印刷しその上に部品を搭載して、リフロー炉で加熱してはんだを溶融・接合する方法で、SMT部品の実装に用いられます。フィーダに部品のセットや実装プログラム作成など実装前の段取りが必要になりますが、セッティングが出来れば自動で実装してくれるのでロット数の多い量産品や高密度化基板などに使用されることが多いです。
工程としては基板にメタルマスクを被せてはんだペーストを印刷します。
マウンタで部品を搭載していき、リフローに流して熱を加えてはんだ付けを行います。
(リフロー工程図参照)

※フィーダ：リールなどに巻かれた部品をマウンタに自動供給する装置。部品ごとに用意が必要になります
※マウンタ：基板の所定位置に部品を高速で搭載する装置。ノズルで部品を吸着して実装をおこないます。
※メタルマスク：はんだペーストを塗る際に使用する金属製の板