Suomalainen Luettu:0 Kirjoittaja:Sivustoeditori Julkaisuaika: 2024-08-23 alkuperä:paikka
Surface Mount Technology (SMT) on menetelmä, jota käytetään elektroniikan valmistuksessa, jossa komponentit asennetaan suoraan tulostettujen piirilevyjen (PCB) pintaan. SMT: stä on tullut elektroniikkateollisuuden tavanomainen valmistusprosessi tehokkuuden, kustannustehokkuuden ja kyvyn tuottaa pienikokoisia, korkean suorituskyvyn elektronisia laitteita. Tässä artikkelissa tutkimme yksityiskohtaisesti SMT -valmistusprosessia, mukaan lukien jokainen vaihe ja siihen liittyvät ehdot.
Ennen sukellusta SMT -valmistusprosessiin on tärkeää ymmärtää joitain keskeisiä termejä:
Piirilevy (tulostettu piirilevy) : Elektroniikassa käytetty kortti tukee ja sähköisesti elektronisia komponentteja.
SMD (Surface-Mount-laite) : Komponentit, jotka on suunniteltu asennettavaksi suoraan PCB: ien pinnalle.
Juotospasta : Seos jauhemaisesta juote- ja vuodosta, jota käytetään SMD: n kiinnittämiseen PCB: iin.
Palautusjuote : Prosessi, jossa juotospasta lämmitetään sulamispisteeseen, jotta voidaan luoda pysyviä sähkö- ja mekaanisia yhteyksiä komponenttien ja piirilevyn välillä.
AOI (automatisoitu optinen tarkastus) : konepohjainen visuaalinen tarkastusprosessi, joka käyttää kameroita PCB: ien vikojen havaitsemiseen.
AXI (automatisoitu röntgentarkastus) : Röntgenkuvausmenetelmä, joka käyttää röntgenkuvia, jotka tarkistavat juotosliitokset ja liitännät, jotka on piilotettu komponenttien alla.
SPI (juotospastatarkastus) : Juotin liitäntäsovelluksen laadun tarkistamisprosessi piirilevyllä.
SMT -valmistusprosessi koostuu useista vaiheista, jotka ovat kriittisiä elektronisten komponenttien luotettavan sijoittamisen ja juottamisen varmistamiseksi piirilevylle. Alla on yksityiskohtainen yleiskatsaus SMT -prosessin jokaisesta vaiheesta.
Ensimmäinen askel SMT -valmistusprosessissa on juotospastan soveltaminen piirilevyyn. Juotospasta on tahmea aine, joka on valmistettu pienistä juotospalloista sekoitettuna vuon kanssa. Se levitetään piirilevyn alueille, joihin komponentit asennetaan, tyypillisesti metallityynyille.
Stensiilin kohdistus : Piirin päälle asetetaan metalli -stensiili, jonka leikkausleikkaukset vastaavat lautan päälle. Stensiili toimii naamiona varmistaakseen, että juotospasta on sovellettu vain haluttuihin alueisiin.
Liitä sovellus : Squeegee tai vastaava työkalu leviää juotospastan kaavaimen yli, pakottaen sen aukkojen läpi alla olevaan piirilevyyn. Pastakerroksen paksuus ja tasaisuus ovat kriittisiä komponenttien kiinnittymisen ja juottamisen varmistamiseksi.
Stensiilin poisto : Stensiili nostetaan varovasti pois, jättäen tarkalleen talletetun juotospastan piirilevyn tyynyille.
Oikea juotospasta -sovellus on ratkaisevan tärkeää, koska se määrittelee juotosliitoksen laadun ja kokoamisen kokonaisluotettavuuden.
Juotospastan levittämisen jälkeen seuraava askel on juotospastatarkastus (SPI) . Tämä vaihe on elintärkeä varmistaakseen, että juotospasta on talletettu oikein piirilevylle.
Automaattinen tarkastus : SPI -koneet käyttävät kameroita ja antureita piirilevyn skannaamiseen ja juotospastatalleiden tilavuuden, korkeuden, pinta -alan ja sijainnin mittaamiseen.
Laadunvalvonta : Tarkastustiedot analysoidaan mahdollisten vikojen, kuten riittämättömien tahtojen, liiallisen tahnan tai väärin kohdistettujen talletusten havaitsemiseksi. Nämä viat voivat johtaa huonoihin juotosliitoksiin, komponenttien väärinkäytöksiin tai oikosulkuihin.
Palautekonsilmukka : Jos virheet havaitaan, voidaan tehdä säätöjä, jotka liitävät tulostimen asetukset tai prosessiparametrit ongelman korjaamiseksi. Tämä palautesilmukka varmistaa korkealaatuisen juotospasta -sovelluksen.
Kun juotospasta on tarkistettu ja varmennettu, seuraava askel on sirun kiinnitys , joka tunnetaan myös nimellä komponenttien sijoittaminen.
Komponenttien valmistus : SMT-komponentit tai SMDS toimitetaan kela-, tarjottimissa tai putkissa ja syötetään nouto- ja paikkalaitteeseen.
Pick-and-paikka : Pick-and-paikan kone käyttää tyhjiösuuttimilla varustettuja robottivarsija poimiaksesi komponentit syöttölaitteista ja asettamaan ne piirilevyn juoteilla oleville tyynyille. Koneen korkea tarkkuus varmistaa, että komponentit on sijoitettu tarkasti piirilevyjen suunnittelun mukaan.
Kohdistus ja sijoittaminen : Kone käyttää näköjärjestelmiä ja kohdistusalgoritmeja varmistaakseen, että jokainen komponentti on sijoitettu oikein. Nykyaikaisten poiminta- ja paikkakoneiden nopeus ja tarkkuus mahdollistavat korkean suorituskyvyn tuotannon.
Sirun asennus on kriittinen vaihe, koska mikä tahansa väärinkäyttö tai väärinkäyttö voi johtaa viallisiin lautakuntiin, jotka vaativat kallista uusimista tai romuttamista.
Komponenttien automatisoidun sijoittamisen jälkeen on usein tarpeen silmämääräistä tarkastusta ja joidenkin komponenttien sijoittamista käsin.
Visualintarkastus : Ammattitaitoiset operaattorit tarkastavat lautakunnat visuaalisesti tarkistamaan väärin kohdistettuja komponentteja, puuttuvia osia tai kaikki ilmeiset viat, jotka koneet ovat saattaneet unohtaa. Tämä vaihe tehdään usein suurennustyökaluilla tai mikroskoopeilla.
Manuaalinen komponenttien sijoittelu : Jotkut komponentit, etenkin epätyypilliset, suuret tai herkät, on ehkä asetettava manuaalisesti. Tähän voisi kuulua liittimet, muuntajat tai pariton muotoiset komponentit, joita automatisoidut koneet eivät pysty käsittelemään tehokkaasti.
Säädöt : Jos komponenttien todetaan olevan paikallaan tai puuttuvat, käyttäjät voivat säätää tai lisätä nämä komponentit manuaalisesti varmistaakseen, että kaikki osat ovat oikein sijoitettuja ennen juottamista.
Tämä vaihe auttaa varmistamaan, että automatisoidun prosessin virheet jäävät varhain, vähentäen lopputuotteen mahdollisia vikoja.
Kun kaikki komponentit ovat paikoillaan, piirilevykokoonpano siirtyy reflow -juotosun , jossa juotospasta sulaa pysyvien sähkö- ja mekaanisten liitäntöjen muodostamiseksi.
Esilämmitysvyöhyke : Piirilevykokoonpano lämmitetään vähitellen reflöööintiuunissa kosteuden poistamiseksi ja levyn ja komponenttien saattamiseksi lämpötilaan juuri juotosen sulamispisteen alapuolelle.
Liota -vyöhyke : Lämpötila ylläpidetään juotospastan virtauksen aktivoimiseksi, joka puhdistaa metallipinnat ja valmistaa ne juottamiseen.
Palautusvyöhyke : Lämpötila nostetaan nopeasti juotospastan sulamispisteen yläpuolelle, jolloin juotospallot sulavat ja muodostavat juotosliitokset komponenttien ja piirilevyjen välillä.
Jäähdytysvyöhyke : Kokoonpano jäähdytetään hitaasti juotosliitoksien kiinteyttämiseksi, mikä varmistaa vahvan mekaanisen ja sähköisen liitännän.
Palautusjuote on kriittinen, koska se määrittelee juotosliitoksen laadun, mikä vaikuttaa lopullisen elektronisen laitteen suorituskykyyn ja luotettavuuteen.
Palautuksen jälkeen juottamisen jälkeen kokoonpano käy läpi automatisoidun optisen tarkastuksen (AOI), jotta voidaan havaita kaikki komponenttien sijoittamisen tai juottamisen puutteet.
Korkearesoluutioinen kuvantaminen : AOI-koneet käyttävät korkearesoluutioisia kameroita kerätäksesi yksityiskohtaisia kuvia piirilevyn kokoonpanosta useista kulmista.
Kuva -analyysi : Kone vertaa kaapattuja kuvia tunnetulle hyvälle viitteelle, etsimällä poikkeamia, kuten puuttuvia komponentteja, virheellinen napaisuus, juotos sillat tai hautaus (missä komponentit seisovat toisessa päässä).
Vian havaitseminen : AOI -järjestelmä merkitsee kaikki virheet tarkistettavaksi. Havainnot, joilla on havaitut viat, lähetetään joko uudelleensuunnitteluun tai merkitään lisätutkimuksiin.
AOI auttaa ylläpitämään korkeaa laatua varmistamalla, että vain virheettömät hallitukset etenevät seuraavaan tuotantovaiheeseen.
Komponenteille, joissa on piilotettuja juotosliitoksia, kuten palloverkkoaryhmiä (BGA) , automaattinen röntgentarkastus (AXI) vaaditaan juotosten laadun tarkastamiseksi.
Röntgenkuvaus : Axi-koneet käyttävät röntgenkuvia tunkeutumaan piirilevyyn ja luomaan kuvia juotosliitoksista, jotka on piilotettu komponenttien alle.
Vika-analyysi : Röntgenkuvat analysoidaan vikojen, kuten tyhjiöiden, juotossiltojen tai riittämättömän juotosten peittämisen tarkistamiseksi, jotka eivät ole näkyvissä optisen tarkastuksen avulla.
Laadunvarmistus : Vialla varustetut lautakunnat merkitään uudelleensuunnitteluun tai romuttamiseen, vakavuudesta ja uudelleensuunnittelusta riippuen.
AXI on välttämätöntä komponenttien luotettavuuden varmistamiseksi piilotettujen juotosliitoksien kanssa, koska havaitsemattomat viat voivat johtaa laitteen vikaan.
Viimeinen vaihe SMT-valmistusprosessissa on piirin sisäinen testaus (ICT) tai toiminnallinen testi varmistaakseen, että PCB-kokoonpano täyttää kaikki sähköiset ja toiminnalliset eritelmät.
Piirin sisäinen testaus (ICT) : Tämä testi tarkistaa piirilevyn yksittäiset komponentit, kuten vastukset, kondensaattorit ja ICS, varmistaakseen, että ne on oikein sijoitettu ja toimivat. ICT tarkistaa myös shortsit, avaukset ja oikeat juotosyhteydet.
Funktionaalinen testaus : Tässä testissä piirilevy on käynnissä ja erityiset toiminnot testataan sen varmistamiseksi, että levy toimii odotetusti. Funktionaalinen testaus simuloi todellisia käyttöolosuhteita, joita piirilevy kohtaa lopullisessa sovelluksessaan.
Vian tunnistaminen ja uusinta : Jos ICT: n tai toiminnallisen testauksen aikana tunnistetaan vikoja, hallitus lähetetään takaisin uudelleenmuodostukseen. Tähän voi kuulua komponenttien korvaaminen, kokoonpanoasetusten uudelleenmuokkaaminen tai säätäminen.
ICT- ja funktionaaliset testaukset ovat viimeiset vaiheet lopputuotteen laadun ja toiminnallisuuden varmistamiseksi, minimoimalla asiakkaan saavuttavien viallisten tuotteiden riski.
SMT -valmistusprosessiin sisältyy useita tarkkoja vaiheita, juotospastatulostamisesta lopulliseen toiminnalliseen testaukseen. Jokainen vaihe on ratkaisevan tärkeä lopullisen elektronisen tuotteen laadun, luotettavuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ymmärtämällä SMT-prosessin kunkin vaiheen yksityiskohdat valmistajat voivat tuottaa korkealaatuista elektroniikkaa, jotka täyttävät nykypäivän vaativat standardit.
