Apa itu SMT?

Teknologi Gunung Permukaan (SMT) merujuk kepada proses pemasangan komponen elektronik terus ke permukaan papan litar bercetak (PCB). Sebagai kaedah pembuatan arus perdana dalam pengeluaran elektronik moden, SMT menawarkan banyak kelebihan berbanding perhimpunan melalui lubang tradisional (THT), termasuk saiz komponen yang lebih kecil, berat badan yang lebih rendah, kebolehpercayaan yang lebih tinggi, dan lebih banyak. Sejak penggunaannya yang meluas pada tahun 1980 -an, SMT telah menjadi kaedah pemasangan teras untuk telefon pintar, komputer riba, elektronik automotif, sensor IoT, dan banyak produk elektronik lain.

Kelebihan Smt

1. Ketumpatan komponen yang tinggi

   • Komponen boleh diletakkan di kedua -dua belah PCB, ketumpatan litar yang ketara.

   • Menggunakan saiz pakej yang lebih kecil (mis., 0201, 0402) membolehkan lebih banyak susun atur papan padat.

2. Tahap automasi yang tinggi

   • Mesin pick-and-place berkelajuan tinggi meletakkan komponen tepat, dan reflow ketuhar solder mereka dalam satu pas—Membolehkan throughput dalam puluhan ribu penempatan per jam.

   • Automasi ini sangat mengurangkan kesilapan manusia dan kos buruh, memberikan lonjakan kualitatif dalam kecekapan pengeluaran dan konsistensi.

3. Peningkatan kebolehpercayaan dan prestasi elektrik

   • Peranti yang dipasang di permukaan (SMD) mempunyai panjang plumbum yang lebih pendek dan sendi solder yang lebih kecil, mewujudkan laluan isyarat yang lebih pendek pada PCB. Ini mengurangkan induktansi dan kapasitans parasit.

   • Perhimpunan SMT mempamerkan ciri -ciri pengembangan haba yang lebih baik dan rintangan getaran, menjadikannya sesuai untuk persekitaran yang keras.

4. Fleksibiliti reka bentuk yang lebih besar

   • Pereka PCB boleh mengoptimumkan penempatan komponen dan meminimumkan panjang jejak, meningkatkan integriti isyarat dan keserasian elektromagnet (EMC).

   • Pelbagai jenis pakej (QFP, BGA, CSP, dan lain -lain) menampung keperluan saiz dan prestasi yang berbeza, membuka lebih banyak ruang inovasi untuk produk akhir.

Aliran proses SMT

Barisan pengeluaran SMT yang lengkap biasanya terdiri daripada empat peringkat teras: percetakan tampal solder, pick-and-place, pematerian reflow, dan pembersihan/pemeriksaan. Setiap peringkat bergantung pada jentera yang tepat dan kawalan proses yang ketat untuk memastikan kualiti produk dan hasil.

1. Percetakan Tampal Solder

• Peralatan

  • Pencetak Stensil: Menggunakan stensil logam untuk memohon pes pateri tepat ke PCB’lokasi pad.

• Pertimbangan utama

  • Reka bentuk aperture stensil : Bentuk dan kedudukan apertur mesti sepadan dengan PCB’susun atur pad s, dengan toleransi kedudukan dalam ±0.025 mm.

  • Tekanan dan kelajuan squeegee : Tekanan squeegee, kelajuan percetakan, dan suhu tampal mesti ditala untuk mencapai ketebalan lapisan tampalan biasa 100–150 µm.

  • Kualiti tampal : Saiz zarah serbuk solder mestilah seragam, dan komposisi fluks mestilah seimbang untuk memastikan lekatan tampalan yang baik dan pengaliran yang betul semasa reflow.

2. Pick-and-Place

• Peralatan

  • Mesin Pick-and-Place: Menggunakan sistem penjajaran visi atau laser untuk memilih komponen SMD dari pita-dan-reel atau dulang dan letakkannya dengan tepat ke tampal solder yang dicetak.

• Pertimbangan utama

  • Pemilihan muncung : Pilih saiz dan bentuk muncung yang sesuai untuk setiap jenis komponen (0201, 0402, 0603, QFP, BGA, dan lain -lain) untuk memastikan sedutan vakum dan kawasan hubungan yang betul.

  • Penjajaran penglihatan : Mesin’Sistem penglihatan s menjajarkan orientasi komponen ke pad PCB, biasanya memerlukan ketepatan penempatan dalam ±0.03 mm.

  • Kelajuan penempatan dan masa kitaran : Mesin berkelajuan tinggi boleh meletakkan beribu-ribu komponen sejam; Penempatan penempatan bergantung kepada saiz PCB, campuran komponen, dan kerumitan penghalaan. Pengaturcaraan yang betul dan kumpulan pengumpan mengoptimumkan masa kitaran.

3. Pematerian reflow

• Peralatan

  • Oven Reflow: Menggunakan zon suhu berganda (preheat, rendam, reflow, dan penyejukan) untuk memanaskan seluruh papan supaya tampalan pateri mencairkan dan membentuk sendi solder yang boleh dipercayai antara petunjuk komponen dan pad PCB.

• Pertimbangan utama

  • Profil reflow : Kurva suhu empat segmen mesti disesuaikan dengan formulasi tampal pateri dan kepekaan haba komponen. Suhu reflow puncak biasa berkisar dari 235°C ke 245°C.

  • Keseragaman Thermal : Ketuhar mesti mengekalkan setiap zon’suhu dalam ±3°C untuk mengelakkan terlalu panas (yang boleh merosakkan komponen) atau bawah panas (yang membawa kepada sendi solder sejuk).

  • Kawalan atmosfera : Menggunakan atmosfera nitrogen (N₂) mengurangkan pengoksidaan dan meningkatkan kualiti bersama. Dalam garis sensitif kos, reflow udara boleh digunakan tetapi harus bergantung pada formulasi fluks aktif untuk mengimbangi.

4. Pembersihan dan pemeriksaan

• Pembersihan

  • Sesetengah pasta solder (terutamanya yang mengandungi fluks diaktifkan) meninggalkan sisa -sisa yang mesti dikeluarkan dengan mesin pembersih khusus (gelombang atau pembersih ultrasonik) untuk mengelakkan kakisan atau mengganggu lapisan conformal.

  • Pastes solder tidak bersih menghapuskan keperluan pembersihan, walaupun kestabilan fluks sisa di bawah suhu dan tekanan elektrik mesti disahkan.

• Pemeriksaan

  • Pemeriksaan Optik Automatik (AOI) : Menggunakan kamera dan algoritma pengiktirafan imej untuk mengesan kecacatan seperti solder yang tidak mencukupi, merapatkan, misalignment, atau bahagian yang hilang.

  • Pemeriksaan X-ray (AXI/3D SPI) : Perlu untuk pakej seperti BGA atau QFN di mana sendi solder tersembunyi mesti diperiksa untuk lompang, retak, atau bola yang hilang.

  • Ujian dalam litar (ICT) dan ujian fungsional : Ujian berasaskan siasatan mengesahkan kesinambungan, rintangan, kapasitans, voltan bekalan, dan integriti isyarat untuk memastikan fungsi litar seperti yang dimaksudkan sebelum bergerak ke proses hiliran.

Gambaran Keseluruhan Peralatan SMT

Mencapai kualiti dan hasil yang tinggi di SMT memerlukan barisan mesin khusus yang diselaraskan di semua peringkat proses:

1. Pencetak stensil

   • Jenama terkemuka: Dek, Ekra, Speedline (Nordson), MPM

   • Ciri-ciri: Kawalan ketegangan tekanan udara yang berkekalan tinggi, penjajaran fiducial automatik, stensil dan squeege yang boleh ditukar ganti.

2. Mesin Pick-and-Place

   • Jenama terkemuka: Yamaha, Juki, Panasonic, Fuji, ASM

   • Jenis:

     • Mesin berbilang kepala berkelajuan tinggi : Mampu 20,000–60,000 CPH (cip per jam) untuk cip kecil.

     • Mesin pengumpan jenis array (ATF) : Dayakan perubahan reel cepat, sesuai untuk model campuran, pengeluaran rendah.

     • Pelbagai jenis pengumpan : Pita & Reel, dulang, pita potong, dan lain -lain, boleh dikonfigurasi seperti yang diperlukan.

3. Ketuhar reflow

   • Jenama terkemuka: BTU, Rehm, Heller, Vitronics Soltec, Manncorp

   • Ciri-ciri teras: Kawalan suhu multi-zon bebas, keupayaan suasana nitrogen, profil suhu yang boleh diprogramkan.

4. Mesin pembersih

   • Jenama terkemuka: Kyzen, Metcal, Speedline

   • Proses: Pembersihan Gelombang, Pembersihan Aqueous Konvensional, Pembersihan Bersama Ultrasonik—dipilih berdasarkan kimia fluks.

5. Peralatan pemeriksaan

   • AOI (pemeriksaan optik automatik) : Saki, Vitrox, Omron, Koh Young

   • AXI (pemeriksaan sinar-X automatik) : Nordson Dage, YXLON, VISCOM

   • SPI (pemeriksaan tampal solder) : Kyzen, Orbotech, Koh Young

   • ICT (ujian litar) / ujian probe terbang : Kunci, teradyne, göPel elektronik

Kawalan dan ujian kualiti SMT

Kawalan kualiti berjalan melalui setiap peringkat pengeluaran SMT, terutamanya memberi tumpuan:

1. Kawalan kualiti bahan mentah

   • Tampal solder : Memantau komposisi aloi (bebas plumbum, perak rendah), pengaktifan fluks (No-Clean Vs. larut air), dan rheologi untuk memastikan pembentukan dan pembentukan aloi yang betul.

   • PCB : Mengesahkan berat tembaga, ketepatan aperture topeng solder, dan tanda fiducial yang jelas.

   • Komponen : Memastikan bahagian SMD mempunyai petunjuk yang baik, panjang plumbum yang konsisten, dan pembungkusan yang tidak rosak (tiada pengoksidaan atau kecacatan).

2. Titik kawalan proses

   • Pemeriksaan pasca cetak : Gunakan SPI untuk mengukur jumlah tampalan, kawasan, dan ketinggian pemendapan. Paste yang tidak mencukupi membawa kepada sendi sejuk; Terlalu banyak tampal menyebabkan merapatkan.

   • Tinjauan Pengaturcaraan Pick-and-Place : Sahkan data PCB CAD/CAM sepadan dengan fail gerber. Mengesahkan penyertaan perpustakaan komponen, orientasi, dan koordinat penempatan untuk mengelakkan misplacement atau bahagian yang hilang.

   • Pengesahan profil reflow : Gunakan termokopel atau papan profil untuk mengesahkan lengkung suhu papan sebenar sepadan dengan pengeluar tampal pateri’profil yang disyorkan.

   • Maklum balas masa nyata : Semasa pemeriksaan AOI/AXI, kecacatan bendera dengan segera supaya bahagian -bahagian boleh diolah semula atau reflowed, meminimumkan kos sekerap dan kerja semula.

3. Strategi peningkatan hasil

   • Latihan pengendali : Secara kerap melatih kakitangan cetak, tempat, reflow, dan pemeriksaan pada SOP untuk memastikan mesin dikekalkan dengan betul dan langkah -langkah proses diikuti dengan ketat.

   • Pelan Penyelenggaraan Peralatan : Mewujudkan pembersihan, penentukuran, dan pemeliharaan berjadual—Gantikan muncung, bersih reflow oven udara saluran, dan kanta kamera bersih pada selang masa yang tetap.

   • Peningkatan Berterusan (Kaizen) : Mengendalikan ulasan kualiti berkala untuk menganalisis punca -punca kecacatan (mis., Tombstoning, merapatkan, misalignment), kemudian mengoptimumkan parameter proses dengan sewajarnya.

Keadaan semasa industri SMT dan trend masa depan

1. Keadaan semasa

   • Pertumbuhan pasaran yang berterusan : Didorong oleh 5G, IoT, kenderaan elektrik, dan peranti yang boleh dipakai, pasaran SMT global telah berkembang pada 6%–8% setiap tahun.

   • Kemajuan Teknologi : Pakej ultra-kecil (0201 dan lebih kecil, mikro BGA, WLCSP) berkembang, meningkatkan keperluan ketepatan untuk mesin pick-and-place dan sistem pemeriksaan.

   • Pembuatan Hijau & Kemampanan : Solder bebas dan fluks tidak bersih telah menjadi standard. Oven reflow dan efisien tenaga yang dibantu oleh nitrogen lebih biasa untuk mengurangkan kesan alam sekitar.

2. Trend masa depan

   • Ketepatan yang lebih tinggi & Miniaturisasi : Sebagai saiz pakej terus mengecut dan BGAs/QFNs menjadi meluas, proses SMT mesti menyokong penempatan halus. Nozle, sistem penglihatan, dan kawalan reflow akan menyaksikan perbaikan yang berterusan untuk memenuhi tuntutan ini.

   • Pembuatan pintar & Industri 4.0 : Integrasi MES (Sistem Pelaksanaan Pembuatan), IIoT (Internet of Things), dan analisis data besar akan membolehkan pemantauan masa nyata, penyelenggaraan jauh, dan pemeliharaan ramalan.

   • Pengeluaran yang fleksibel & Penyesuaian : Peningkatan dalam batch kecil, pesanan multi-model memerlukan garis untuk lebih mudah disesuaikan. Feeder ATF dan sistem perubahan cepat akan menjadi lazim.

   • Hijau & Amalan mampan : Proses bebas, tidak bersih akan terus berkembang. Proses solder solder dan proses kitar semula sisa PCB akan matang, menyokong pembuatan mesra alam.

Kesimpulan

Sebagai kaedah pemasangan teras dalam pembuatan elektronik moden, SMT memberikan kecekapan, ketepatan, dan kebolehpercayaan yang tinggi, dan mempunyai industri yang sangat menembusi seperti elektronik pengguna, elektronik automotif, peranti perubatan, dan aeroangkasa. Dengan mengoptimumkan aliran proses, menaik taraf peralatan, mengukuhkan kawalan kualiti, dan memeluk amalan kilang pintar, pengeluar dapat meningkatkan hasil, mengurangkan kos, dan mempercepatkan masa untuk memasarkan.

Ke depan, trend berterusan ke arah komponen yang lebih kecil, berkepadatan tinggi, bersama-sama dengan peningkatan pembuatan pintar dan hijau, akan meningkatkan halangan teknikal dan peluang pasaran dalam industri SMT. Mana-mana syarikat yang bertujuan untuk terus berdaya saing dalam pasaran elektronik pantas harus mengawasi teknologi, bahan, dan peralatan SMT yang baru muncul—dan mengintegrasikannya ke dalam ekosistem pembuatannya untuk mewujudkan nilai yang lebih besar untuk pelanggan.

Mata utama untuk diperhatikan:

• Artikel itu’Struktur yang jelas dan aliran logik membantu pembaca dengan cepat mencari tempat yang menarik.

• Ia mengimbangi penjelasan pengenalan dengan butiran teknikal yang mendalam, menarik kepada kedua-dua jurutera baru dan pengurus teknikal.

• Kata kunci seperti “Proses pemasangan SMT,” “muncung memilih dan tempat,” “pematerian reflow,” dan “Pemeriksaan AOI” ditenun sepanjang untuk membantu pengindeksan enjin carian dan penglihatan.

• Termasuk trend industri dan perspektif yang berpandangan ke hadapan meningkatkan artikel’S Pihak Berkuasa dan Relevan.