Какво е SMT?

Technology на повърхността (SMT) се отнася до процеса на монтиране на електронни компоненти директно върху повърхността на печатна платка (PCB). Като основен метод за производство в съвременното производство на електроника, SMT предлага много предимства пред традиционния сглобяване на отвора (THT), включително по-малки размери на компонентите, по-ниско тегло, по-висока надеждност и по-голяма пропускателна способност. От широкото си приемане през 80 -те години, SMT се превърна в основния метод за сглобяване на смартфони, лаптопи, автомобилна електроника, IoT сензори и безброй други електронни продукти.

Предимства на SMT

1. Висока компонентна плътност

   • Компонентите могат да бъдат поставени от двете страни на PCB, като значително увеличават плътността на веригата.

   • Използването на по -малки размери на пакета (например 0201, 0402) позволява по -компактни оформления на дъската.

2. Висока степен на автоматизация

   • Високоскоростните машини за прибиране на място поставят точно компонентите и ги презареждат с един проход с един пропуск—Активиране на пропускателната способност в десетките хиляди разположения на час.

   • Тази автоматизация значително намалява човешките грешки и разходите за труд, като осигурява качествен скок в производствената ефективност и последователност.

3. Подобрена надеждност и електрическа ефективност

   • Повърхностните монтирани устройства (SMD) имат по-къси дължини на оловото и по-малки спомени, създавайки по-къси сигнални пътеки на PCB. Това намалява паразитната индуктивност и капацитет.

   • SMT сглобките проявяват по -добри характеристики на термично разширяване и устойчивост на вибрации, което ги прави подходящи за тежки среди.

4. По -голяма гъвкавост на дизайна

   • Дизайнерите на PCB могат да оптимизират поставянето на компоненти и да сведат до минимум дължините на следите, подобрявайки целостта на сигнала и електромагнитната съвместимост (EMC).

   • Голямо разнообразие от видове пакети (QFP, BGA, CSP и др.) Попада в различни изисквания за размер и производителност, отваряйки повече пространство за иновации за крайните продукти.

Потокът на процеса на SMT

Пълната производствена линия на SMT обикновено се състои от четири основни етапа: печат на паста за спойка, място за прибиране, попълване на профили и почистване/проверка. Всеки етап разчита на прецизни машини и строги контроли на процесите, за да се гарантира качеството и добива на продукта.

1. Печат на паста за спойка

• Оборудване

  • Принтер на шаблона: Използва метален шаблон за нанасяне на паста за спойка точно върху PCB’S PAD места.

• Основни съображения

  • Дизайн на апертурата на шаблона : Формите и позициите на блендата трябва да съвпадат с печатни платки’s подложка на подложката, с позиционни отклонения в рамките на ±0,025 mm.

  • Притискане на налягането и скоростта : Налягането на притискането, скоростта на печат и температурата на пастата трябва да бъдат настроени, за да се постигне типична дебелина на слоя на пастата на 100–150 µm.

  • Качество на пастата : Размерът на частиците на прах за спойка трябва да е равномерен, а съставът на потока трябва да бъде добре балансиран, за да се осигури добра адхезия на пастата и подходящо легиране по време на разточване.

2. Място за избор

• Оборудване

  • Машина за място: Използва система за виждане или лазерно подравняване, за да избере SMD компоненти от лента и махала или тави и да ги постави точно върху отпечатаната паста за спойка.

• Основни съображения

  • Избор на дюза : Изберете подходящия размер и форма на дюзата за всеки тип компонент (0201, 0402, 0603, QFP, BGA и др.) За да осигурите правилното вакуумно засмукване и контактна зона.

  • Изравняване на зрението : Машината’S Системата за виждане подравнява ориентацията на компонентите към подложките за печатни платки, обикновено изискваща точност на поставяне в рамките на ±0,03 mm.

  • Скорост на разположение и време на цикъл : Високоскоростните машини могат да поставят хиляди компоненти на час; Пропускателната способност на разположението зависи от размера на PCB, компонентната смес и сложността на маршрута. Правилното програмиране и групиране на хранилки Оптимизирайте времето за цикъл.

3. Презаредно запояване

• Оборудване

  • Reflow фурна: използва множество температурни зони (предварително загряване, накисване, презареждане и охлаждане), за да загрее цялата дъска, така че пастата за спойка да се разтопи и образува надеждни спомени между компоненти и подложки за печатни платки.

• Основни съображения

  • Профил на презареждане : Кривата на температурата на четири сегмента трябва да бъде съобразена с формулирането на пастата на спойка и топлинната чувствителност на компонента. Типичните пикови температури на разточване варират от 235°C до 245°C.

  • Топлинна равномерност : Фурната трябва да поддържа всяка зона’s температура в рамките на ±3°C За предотвратяване на прегряване (което може да повреди компонентите) или подгряването (което води до студени стави на спойка).

  • Контрол на атмосферата : Използването на азот (N₂) атмосфера намалява окисляването и подобрява качеството на ставите. В чувствителните към разходите линии може да се използва въздушен презареждане, но трябва да разчита на състави на активен поток, за да компенсира.

4. Почистване и проверка

• Почистване

  • Някои пасти за спойка (особено тези, съдържащи активиран поток) оставят след себе си остатъци, които трябва да бъдат отстранени със специализирани почистващи машини (вълнови или ултразвукови почистващи препарати), за да се предотврати корозия или да пречи на конформните покрития.

  • Несъществените пасти за спойка премахват нуждата от почистване, въпреки че трябва да бъде валидирана остатъчната стабилност на потока при температура и електрически стрес.

• Инспекция

  • Автоматична оптична проверка (AOI) : Използва алгоритми за камери и разпознаване на изображения, за да открие дефекти като недостатъчна спойка, мостово, несъответствие или липсващи части.

  • Рентгенова проверка (AXI/3D SPI) : Необходими за пакети като BGA или QFN, където трябва да се проверяват скрити стави за спойка за празнини, пукнатини или липсващи топки.

  • Тест във верига (ИКТ) и функционален тест : Тестването на базата на сонда проверява непрекъснатостта, съпротивлението, капацитета, напрежението на захранването и целостта на сигнала, за да се гарантира функциите на веригата по предназначение преди преминаването към процесите надолу по веригата.

Преглед на оборудването SMT

Постигането на високо качество и добив в SMT изисква координирана гама от специализирани машини във всички етапи на процеса:

1. Принтер на шаблона

   • Водещи марки: Dek, EKRA, Speedline (Nordson), MPM

   • Характеристики: Високо прецизно управление на напрежението на въздушното налягане, автоматично фидуално подравняване, взаимозаменяеми шаблони и чистачки.

2. Машина за вземане и място

   • Водещи марки: Yamaha, Juki, Panasonic, Fuji, ASM

   • Типове:

     • Високоскоростни многоглави машини : Способно на 20,000–60 000 cph (чипс на час) за малки чипове.

     • Машини за захранване тип (ATF) : Активирайте бързите промени в макарата, идеални за производство на смесен модел, нисък обем.

     • Различни типове хранилки : Лента & макара, табла, изрязана лента и т.н., могат да бъдат конфигурирани според нуждите.

3. Рефурска фурна

   • Водещи марки: BTU, Rehm, Heller, Vitronics Soltec, Manncorp

   • Основни характеристики: Независим контрол на температурата на многозоната, способността на азотната атмосфера, програмируемото профилиране на температурата.

4. Почистваща машина

   • Водещи марки: Kyzen, Metcal, Speedline

   • Процеси: почистване на вълни, конвенционално почистване на водното почистване, ултразвуково почистване—Избрано въз основа на флукс химия.

5. Оборудване за проверка

   • AOI (Автоматична оптична проверка) : Saki, vitrox, omron, koh young

   • AXI (Автоматизирана рентгенова проверка) : Nordson Dage, Yxlon, Viscom

   • SPI (проверка на пастата на спойка) : Kyzen, Orbotech, Koh Young

   • ИКТ (тест за кръг) / Тест за летяща сонда : Keysight, Teradyne, GöPEL електронен

SMT контрол и тестване на SMT

Контролът на качеството протича през всеки етап от производството на SMT, като се фокусира основно върху:

1. Контрол на качеството на суровините

   • Паста за спойка : Монитор на състава на сплав (без олово, ниско-сребрист), активиране на потока (без чисти Vs. Водно разтворима) и реология, за да се осигури правилното намокряне и образуване на сплави.

   • PCB : Проверете теглото на медта, точността на блендата на маската на спойка и ясни фидуциални марки.

   • Компоненти : Уверете се, че SMD части имат добре оформени проводници, постоянни дължини на олово и неповредени опаковки (без окисляване или деформации).

2. Контролни точки на процеса

   • Проверка след печат : Използвайте SPI за измерване на обема на пастата, площта и височината на отлагане. Недостатъчната паста води до студени стави; Твърде много паста причинява мост.

   • Преглед на програмирането на място : Потвърдете PCB CAD/CAM Данните съвпадат с файлове на Gerber. Валидирайте координатите за записи на библиотеката, ориентацията и разположението на компонентите, за да се предотврати неправилно поставяне или липсващи части.

   • Проверка на профила на профила : Използвайте термодвойки или дъски за профилиране, за да потвърдите действителните криви на температурата на дъската Съвпадение на производителя на пастата на спойка’s Препоръчан профил.

   • Отзиви в реално време : По време на проверка на AOI/AXI дефектите на флаг незабавно, така че частите да могат да бъдат преработени или презаредени, като сведат до минимум разходите за скрап и преработка.

3. Стратегии за подобряване на добива

   • Обучение на оператора : Редовно тренирайте персонала за печат, поставяне, профил и проверка на SOP, за да се гарантира, че машините се поддържат правилно и строго се спазват стъпките на процеса.

   • План за поддръжка на оборудване : Установете планирано почистване, калибриране и поддръжка—Сменете дюзите, почистете въздушните канали на фурната и почистете лещите на камерата на редовни интервали.

   • Непрекъснато подобрение (Kaizen) : Провеждайте периодични прегледи на качеството, за да анализирате първопричините за дефекти (например, надгробни конструкции, мостови, несъответствие), след което съответно оптимизирайте параметрите на процеса.

Текущо състояние на индустрията на SMT и бъдещите тенденции

1. Текущо състояние

   • Устойчив растеж на пазара : Задвижван от 5G, IoT, електрически превозни средства и носими устройства, глобалният пазар на SMT нараства с 6%–8% годишно.

   • Технологичен напредък : Ultra-Small Packages (0201 и по-малки, Micro BGA, WLCSP) се разпространяват, повишават изискванията за прецизност на машините и системите за проверка на място.

   • Зелено производство & Устойчивост : Безофиден спойка и без чисти потоци станаха стандартни. Азот-подпомаганият профтион и енергийно ефективни фурни са по-често срещани за намаляване на въздействието върху околната среда.

2. Бъдещи тенденции

   • По -висока точност & Миниатюризация : Тъй като размерите на пакетите продължават да се свиват и BGAS/QFNS стават широко разпространени, SMT процесите трябва да поддържат разположение на фини стъпки. Надузи, зрителни системи и контроли за презареждане ще видят текущо усъвършенстване за изпълнение на тези изисквания.

   • Интелигентно производство & Индустрия 4.0 : Интеграцията на MES (системи за изпълнение на производството), IIOT (Индустриален Интернет на нещата) и анализите на големи данни ще позволят мониторинг в реално време, отдалечено поддръжка и прогнозиращо поддържане.

   • Гъвкаво производство & Персонализиране : Повишаването на малки партидни, многомоделни поръчки изисква линиите да бъдат по-адаптивни. ATF захранващите устройства и системите за бърза промяна ще станат разпространени.

   • Зелено & Устойчиви практики : Безпроблемно, без чисти процеси ще продължат да се разширяват. Процесите на рециклиране на отпадъци от скрап и PCB ще узреят, подкрепяйки екологичното производство.

Заключение

Като основен метод на сглобяване в съвременното производство на електроника, SMT осигурява висока ефективност, прецизност и надеждност и дълбоко прониква в индустрии като потребителска електроника, автомобилна електроника, медицински изделия и аерокосмическо пространство. Чрез оптимизиране на потока на процеса, надграждане на оборудването, укрепване на контрола на качеството и възприемане на интелигентни фабрични практики, производителите могат допълнително да подобрят добива, да намалят разходите и да ускорят времето до пазара.

Гледайки напред, продължаващата тенденция към по-малки компоненти с по-голяма плътност, заедно с нарастването на интелигентното и зелено производство, ще повиши техническите бариери и пазарните възможности в индустрията на SMT. Всяка компания, която се стреми да остане конкурентоспособна на бързо развиващия се пазар на електроника, трябва да следи внимателно възникващите технологии, материали и оборудване на SMT—и ги интегрира в производствената му екосистема, за да създаде по -голяма стойност за клиентите.

Ключови точки за отбелязване:

• Статията’S ясна структура и логически поток помагат на читателите бързо да намерят интересни точки.

• Той балансира въвеждащите обяснения с задълбочени технически подробности, привличащи се както към начинаещите инженери, така и за техническите мениджъри.

• Ключови думи като “Процес на сглобяване на SMT,” “дюзи за избор и място,” “Презаредно запояване,” и “AOI инспекция” са изтъкани навсякъде, за да подпомогнат индексирането и видимостта на търсачките.

• Включително тенденциите в индустрията и перспективите за напред подобрява статията’s Органа и уместността.