W produkcji SMT oznacza technologię mocowania powierzchniowego . Ta technologia zrewolucjonizowała przemysł produkcyjny elektroniki, umożliwiając produkcję bardziej kompaktowych, wydajnych i niezawodnych urządzeń elektronicznych. SMT umożliwia montaż komponentów elektronicznych bezpośrednio na powierzchni płyt drukowanych (PCB), w przeciwieństwie do starszej metody wkładania komponentów do wywierconych otworów na PCB (znanej jako technologia przez dziurę).
Technologia montowania powierzchni stała się standardem w produkcji elektroniki ze względu na swoje zalety automatyzacji, redukcji wielkości i zwiększonej złożoności obwodu. Zrozumienie SMT, jego procesów i zastosowań ma kluczowe znaczenie dla każdego zaangażowanego w projektowanie i produkcję elektroniki.
Co to jest technologia Mount Surface (SMT)?
Technologia Mount Mount (SMT) to metoda stosowana w produkcji elektronicznej do umieszczania komponentów elektronicznych bezpośrednio na powierzchni płyt drukowanych (PCB). Komponenty SMT, znane również jako urządzenia do montowania powierzchni (SMD) , są zwykle mniejsze i lżejsze niż komponenty przez otwór, które należy wprowadzić do otworów wstępnie usianych na PCB.
Kluczowe funkcje SMT
Miniaturyzacja : SMT pozwala na znacznie mniejsze komponenty, co oznacza, że więcej komponentów można umieścić na PCB, umożliwiając bardziej złożone i kompaktowe projekty.
Przyjazne dla automatyzacji : Komponenty SMT można umieścić i lutować automatycznie za pomocą maszyn szybkich, zmniejszając pracę fizyczną i zwiększając prędkość produkcji.
Poprawiona wydajność elektryczna : SMT zmniejsza odległość, którą sygnały muszą przemieszczać między komponentami, zwiększając wydajność elektryczną i zmniejszając interferencję elektromagnetyczną (EMI).
Wydajność kosztów : ponieważ SMT pozwala na zautomatyzowaną produkcję, zmniejsza koszty pracy i minimalizuje marnotrawstwo materiałowe.
Różnice między technologią SMT i przez otwór
Rozmiar i waga komponentów : Składniki SMT są znacznie mniejsze i lżejsze w porównaniu z komponentami przez otwór, umożliwiając bardziej kompaktowe projekty urządzeń.
Proces montażu : SMT polega na zautomatyzowanych maszynach do umieszczania komponentów na powierzchni PCB, podczas gdy technologia przez otwór często wymaga ręcznego lutowania komponentów do otworów.
Siła mechaniczna : komponenty przez otwór zapewniają lepszą wytrzymałość mechaniczną ze względu na połączenia złącza lutowania przez PCB, co czyni je idealnymi dla komponentów wymagających wyższej trwałości. Z drugiej strony SMT jest wystarczający do większości zastosowań, w których naprężenie mechaniczne jest minimalne.
Integralność sygnału : SMT oferuje lepszą integralność sygnału, szczególnie w przypadku sygnałów o wysokiej częstotliwości, z powodu krótszych potencjalnych klientów i zmniejszonej indukcyjności i pojemności pasożytniczej.
Proces produkcji SMT
Proces produkcji SMT obejmuje kilka precyzyjnych kroków, aby zapewnić właściwe umieszczanie i lutowanie komponentów na PCB. Oto szczegółowy przegląd każdego etapu zaangażowanego w proces produkcji SMT:
1. Zastosowanie wklejania lutu
Pierwszym krokiem w zespole SMT jest nakładanie pasty lutowniczej na płytkę drukowaną. Pastowa lutu jest mieszanką maleńkich piłek lutowniczych i strumienia, co pomaga przepływowi lutowniczego i wiązania z przewodami komponentu i podkładkami PCB. Ta pastowa jest stosowana do PCB za pomocą szablonu lub drukarki ekranowej , która precyzyjnie osadza pastę na obszary, w których zostaną umieszczone komponenty.
Kroki w zastosowaniu wklejania lutu:
Przygotowanie szablonu : metalowy szablon z otworami odpowiadającymi podkładkom na płytce drukowanej jest umieszczany nad płytką.
Postanie wklejania : pastowa lutu jest rozłożona na szablonie za pomocą ściągacza, wypełniając otwory szablonu pastą.
Usuwanie szablonu : szablon jest starannie podnoszony, pozostawiając osady pasty lutowniczej na podkładkach PCB.
2. Umieszczenie komponentów
Po zastosowaniu pasty lutowej następnym krokiem jest dokładne umieszczenie komponentów SMT na PCB. Zazwyczaj odbywa się to za pomocą automatycznej maszyny o nazwie maszyna do wybierania i miejsca.
Proces umieszczenia komponentów:
Podajnik komponentów : maszyna do wybierania i miejsca jest wyposażona w podajniki zawierające różne komponenty SMT.
Pickup komponentów : maszyna używa dysz próżniowych do odbioru komponentów z podajników.
Dokładne umiejscowienie : Za pomocą systemu kamery do wyrównania maszyna umieszcza każdy komponent na odpowiednich podkładkach pokrytych w pastwisku lutowniczym na PCB.
3. Reflow lutowanie
Po umieszczeniu wszystkich komponentów na płytce drukowanej montaż przechodzi proces lutowania w zakresie rozdzielczości , aby na stałe przymocować komponenty. Ten krok obejmuje podgrzewanie zespołu w celu stopienia pasty lutowniczej, tworzenie solidnego połączenia elektrycznego i mechanicznego między komponentami a PCB.
Kroki lutowania reflow:
Strefa podgrzewania : PCB jest stopniowo podgrzewana do temperatury tuż poniżej temperatury topnienia pasty lutowniczej. Ten krok pomaga usunąć wilgoć i przygotowuje planszę do lutowania.
STREFA SOAK : Temperatura jest utrzymywana na stałym poziomie w celu aktywowania strumienia i dalszej stabilizacji montażu.
Strefa odbicia : Temperatura jest podnoszona powyżej temperatury topnienia pasty lutowniczej, pozwalając lutowemu stopić się i przepływać wokół przewodów i podkładek komponentu.
Strefa chłodzenia : PCB jest stopniowo chłodzona w celu utrwalenia połączeń lutowych, zapewniając silne wiązanie między komponentami a PCB.
4. Kontrola i kontrola jakości
Po lutowaniu zgromadzonym PCB zgromadzona PCB przechodzi kilka procedur kontroli i testowania w celu zapewnienia jakości i funkcjonalności. Wspólne techniki inspekcji obejmują:
Zautomatyzowana kontrola optyczna (AOI) : Używa kamer do wizualnej kontroli płytki drukowanej pod kątem wad lutowych, brakujących komponentów, niewspółosiowości lub innych problemów.
Kontrola rentgenowska : używana do kontroli ukrytych połączeń lutowych, szczególnie w przypadku komponentów z przewodami pod opakowaniem, takimi jak tablice siatki piłkarskiej (BGA).
Testowanie w obwodzie (I.C.T) : Testowanie elektryczne PCB w celu sprawdzenia, czy wszystkie komponenty są prawidłowo umieszczone, lutowane i funkcjonalne.
5. Przeróbka i naprawa
Jeśli podczas inspekcji znajdują się jakiekolwiek wady lub problemy, PCB może przejść przeróbkę lub naprawę. Obejmuje to usunięcie i zastąpienie wadliwych elementów lub ponowne wadliwe połączenia. Przeróbka jest zwykle wykonywana ręcznie za pomocą lutowania żelazek lub stacji przeróbki na gorące powietrze.
6. Montaż końcowy i testowanie
Po przejściu wszystkich inspekcji PCB są montowane w ich produktach końcowych, które mogą obejmować dodatkowe kroki, takie jak podłączenie złączy, obudowy i inne części mechaniczne. Produkt końcowy przechodzi testy funkcjonalne, aby zapewnić, że spełnia wszystkie specyfikacje i działa poprawnie.
Korzyści z SMT w produkcji elektroniki
Przyjęcie SMT doprowadziło do wielu zalet w produkcji elektroniki:
Większa gęstość i miniaturyzacja : SMT pozwala na wyższą gęstość komponentów na PCB, umożliwiając projektowanie mniejszych, lżejszych i bardziej kompaktowych urządzeń elektronicznych. Jest to szczególnie ważne w elektronice konsumpcyjnej, urządzeniach medycznych i zastosowaniach lotniczych, w których przestrzeń i waga są czynnikami krytycznymi.
Zautomatyzowana produkcja : proces SMT jest wysoce zautomatyzowany, co zmniejsza koszty pracy i zwiększa prędkość produkcji. Zautomatyzowane maszyny do wybierania i miejsca na miejscu mogą działać w sposób ciągły, co prowadzi do wyższej przepustowości i wydajności.
Poprawiona wydajność elektryczna : składniki SMT mają krótsze ołów i niższą parasistyczną indukcyjność i pojemność, co poprawia integralność sygnału i zmniejsza hałas, szczególnie w obwodach o wysokiej częstotliwości.
Wydajność kosztów : mniejszy rozmiar komponentów SMT ogólnie powoduje niższe koszty materiału. Ponadto automatyzacja procesu SMT zmniejsza potrzebę pracy ręcznej, co dodatkowo obniża koszty produkcji.
Niezawodność i trwałość : Składniki SMT są mniej podatne na naprężenie mechaniczne i wibracje, ponieważ są przylutowane bezpośrednio na powierzchni PCB. To sprawia, że SMT nadaje się do zastosowań wymagających wysokiej niezawodności i trwałości, takich jak elektronika motoryzacyjna i wojskowa.
Wyzwania i rozważania w produkcji SMT
Podczas gdy SMT oferuje wiele korzyści, należy również przedstawić wyzwania i rozważania:
Obsługa komponentów i przechowywanie : Komponenty SMT są małe i delikatne, wymagające starannego obsługi i przechowywania, aby zapobiec uszkodzeniom i zanieczyszczeniu.
Rozważania projektowe PCB : SMT wymaga precyzyjnego projektu PCB, aby zapewnić odpowiednie rozmiary podkładki i odstępy w celu niezawodnego lutowania. Obejmuje to rozważania dotyczące zarządzania termicznego i zapewnienia odpowiedniego zezwolenia do przeróbki i kontroli.
Zarządzanie termicznie : komponenty SMT mogą generować znaczne ciepło, szczególnie w gęsto upakowanych zespołach. Skuteczne strategie zarządzania termicznego, takie jak stosowanie termicznych przelotków i ciepła, są niezbędne, aby zapobiec przegrzaniu i zapewnienia długoterminowej niezawodności.
Zarządzanie wadami : Wspólne wady w montażu SMT obejmują mosty lutownicze, nagrobek i niewystarczające połączenia lutownicze. Producenci muszą wdrożyć solidne procesy kontroli i kontroli jakości, aby wykryć i rozwiązywać te problemy.
Wrażliwość na wilgoć : Niektóre składniki SMT są wrażliwe na wilgoć i mogą wymagać specjalnych procesów obsługi i pieczenia w celu usunięcia wilgoci przed lutowaniem. Brak zarządzania wilgocią może prowadzić do wad lutowniczych i uszkodzeń komponentów.
Wniosek
Technologia Mount Surface Mount (SMT) stała się kamieniem węgielnym nowoczesnej produkcji elektronicznej ze względu na jego zdolność do wspierania miniaturyzacji, automatyzacji i poprawy wydajności elektrycznej. Zrozumienie procesu SMT, od zastosowania wklejania lutu po lutowanie i kontrolę jakości, jest niezbędne dla wszystkich zaangażowanych w projektowanie i produkcję elektroniki. Chociaż SMT oferuje wiele zalet, przedstawia także wyzwania wymagające starannego planowania i wykonania. Zajmując się tymi wyzwaniami i wykorzystując korzyści SMT, producenci mogą produkować wysokiej jakości, niezawodne urządzenia elektroniczne, które spełniają wymagania dzisiejszego rynku.
Polski 
