Technologia montażu powierzchniowego (SMT)

Technologia montażu powierzchniowego (SMT): "Niewidzialny inżynier nowoczesnej produkcji elektronicznej"

Wprowadzenie
Technologia montażu powierzchniowego (SMT) jest jedną z podstawowych technologii w dziedzinie produkcji elektronicznej.Bezpośrednie montowanie komponentów mikroelektronicznych na powierzchni płyt obwodowych drukowanych (PCBS), zastąpiła tradycyjną technologię montażu przez otwór i stała się kluczowym czynnikiem napędzającym miniaturyzację i wysoką wydajność nowoczesnych produktów elektronicznych.Od smartfonów po sprzęt kosmiczny, SMT jest wszędzie i można go nazwać "niewidzialnym inżynierem" przemysłu elektronicznego.

I. Historyczna ewolucja SMT
SMT powstał w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku i został po raz pierwszy opracowany przez IBM w Stanach Zjednoczonych.Początkowo stosowano go w małych komputerach i sprzęcie lotniczym (takich jak komputer nawigacyjny satelity Saturn)..

W latach 80. technologia stopniowo dojrzewała, a udział w rynku gwałtownie wzrósł z 10%.

Pod koniec lat 90. stał się procesem głównym, a ponad 90% produktów elektronicznych przyjęło SMT.

W XXI wieku, wraz z wymaganiami miniaturyzacji (takimi jak komponenty 01005, opakowania BGA) i ochrony środowiska (lutowanie bez ołowiu),SMT kontynuuje iterację i modernizację 47.

II. Podstawowe zasady i przepływ procesów SMT
Jądro SMT polega na "montowaniu" i "spalaniu".

Drukowanie pasty lutowej

Wykorzystując wzór ze stali nierdzewnej cięty laserowo (o grubości 0,1-0,15 mm), pasta lutowa jest precyzyjnie drukowana na płytkach PCB za pomocą szkraba.Pasta lutowa wytwarzana jest poprzez zmieszanie proszku lutowego z płynemNależy kontrolować grubość druku (zwykle 0,3-0,6 mm) 69.

Główny sprzęt: w pełni automatyczna drukarka pasty lutowej w połączeniu z detektorem pasty lutowej (SPI) do skanowania 3D w celu zapewnienia jakości druku 69.

Montowanie części

Maszyna do montażu powierzchniowego chwyta komponenty (takie jak rezystory, kondensatory i chipy) przez dysze próżniowe i osiąga dokładność ± 0,025 mm za pomocą systemu pozycjonowania wizualnego.Może być ponad 200.1000 punktów na godzinę.

Trudności: do nieprawidłowo ukształtowanych elementów (takich jak elastyczne złącza) wymagane są specjalne dysze, a opakowania BGA opierają się na wykrywaniu rentgenowskim w celu sprawdzenia integralności kul lutowych.

Lutowanie z powrotem

Dzięki precyzyjnemu kontrolowaniu krzywej temperatury (przegrzewanie, namoczanie, ponowne przepływanie, chłodzenie) pasta lutowa jest stopiona i tworzone są niezawodne złącza lutowe.Temperatura szczytowa procesów wolnych od ołowiu wynosi zazwyczaj 235-245°C, a strefa wysokiej temperatury trwa 40-60 sekund.

Kontrola ryzyka: Prędkość chłodzenia powinna wynosić ≤ 4°C/s, aby uniknąć wad siatki w złączach lutowych.

Kontrola i naprawa

AOI (Automatic Optical Inspection): może identyfikować wady, takie jak brakujące części, przesunięcia i nagrobki, z dokładnością 0,01 mm.

Inspekcja rentgenowska: stosowana do weryfikacji jakości ukrytych złączy lutowych, takich jak BGA;

Stacja naprawy: lokalne ogrzewanie do punktu topnienia lutownicy i wymiana wadliwego elementu 89.

Zalety techniczne SMT
W porównaniu z tradycyjną technologią otworu, SMT osiągnęła przełomy w wielu wymiarach:

Objętość i masa: objętość komponentów jest zmniejszona o 40%-60%, a masa zmniejszona o 60%-80%, wspierając okablowanie o wysokiej gęstości (takie jak komponenty o odległości 0,5 mm) 310;

Niezawodność: wskaźnik wad złączy lutowych wynosi mniej niż 10 ppm,z silną zdolnością antywibracyjną i wyższą wydajnością obwodu wysokiej częstotliwości (zredukowana induktancja pasożytnicza i pojemność). 37

Efektywność produkcji: wysoki stopień automatyzacji, przy zmniejszeniu kosztów pracy o ponad 50%, wspieranie montażu dwustronnego i elastycznej produkcji.

Ochrona środowiska i oszczędność: Zmniejszenie odpadów z wiercenia i materiałów, proces bez ołowiu zgodny z normą RoHS 35.

IV. Obszary zastosowań SMT
Elektronika użytkowa: miniaturyzacja smartfonów i laptopów;

Elektronika motoryzacyjna: wysokie wymagania dotyczące niezawodności modułów sterowania ECU i czujników;

Sprzęt medyczny: przenośne monitory, precyzyjne montaż urządzeń wszczepialnych;

Przemysł lotniczy i wojskowy: Projektowanie przeciwwibracji urządzeń łączności satelitarnej i systemów nawigacji 4710.

V. Przyszłe trendy i wyzwania
Inteligencja i elastyczność: maszyny oparte na technologii adaptacyjnej montażu powierzchni (SMT) opartej na sztucznej inteligencji i rekonfiguracyjne linie produkcyjne dostosowują się do wymagań dostosowywania małych partii 56

Integracja trójwymiarowa: Zwiększenie wykorzystania przestrzeni poprzez technologię pakowania 3D;

Zielona produkcja: promowanie środków czyszczących na bazie wody i biodegradowalnych lutowników w celu zmniejszenia emisji LZO o 59%;

Ograniczenie precyzji: Aby sprostać rosnącym wyzwaniom związanym z montażem komponentów poniżej 01005 (takich jak 008004), opracować technologię pozycjonowania poniżej mikronu 9.

Wniosek
Technologia montażu powierzchniowego jest nie tylko techniczną podstawą produkcji elektronicznej, ale także niewidzialną siłą napędzającą ludzkość w kierunku inteligentnej ery.od mikrometru do nanometru, każdy postęp SMT zmienia granice produktów elektronicznych.SMT będzie nadal pisać legendy technologiczne o byciu "małym, ale potężnym".