Технология поверхностного монтажа преображает индустрию сборки электроники

Как собираются эти электронные компоненты, начиная с сложных микросхем в смартфонах и заканчивая материнскими платами высокоскоростных компьютеров и даже крошечными микросхемами в детских игрушках?Ответ, скорее всего, указывает на важнейшую технику электронного изготовления.

Технология поверхностного монтажа - это метод электронной сборки, который напрямую устанавливает компоненты (называемые устройствами поверхностного монтажа или SMD) на поверхности печатных плат (PCB).С его рентабельностью и высоким качествомПроще говоря, SMT "приклеивает" электронные компоненты на платы, позволяя автоматизировать производство для более эффективной сборки печатных плат.

В отличие от традиционной технологии проходных отверстий, SMT устраняет необходимость просверления отверстий в печатных пластинках для вставки проводов компонентов.Компоненты сварятся непосредственно на поверхность доски путем процессов сварки с повторным потокомПервоначально называемая "плоскообразной монтажом", эта технология была разработана IBM в 1960-х годах для производства небольших компьютеров, постепенно заменяя методы проходного отверстия.

К 1990 году SMD стали широко использоваться в большинстве высокотехнологичных печатных схем (PCAs).

Компоненты SMT оснащены небольшими запорными подушками для прикрепления к поверхностям ПКБ. Это контрастирует с технологией проходных отверстий, где компонентам требуются точно соответствующие отверстия для вставки свинца.Устранение шагов бурения позволяет быстро размещать SMD на поверхности ПКБ, значительно упрощая сборку устройства.

Ручная сборка SMT оказывается утомительной и трудоемкой из-за требований к точности.Компактный размер компонентов SMT позволяет более гладкиеСегодня технология SMT появляется практически во всех электронных устройствах, начиная от игрушек и кухонной техники и заканчивая ноутбуками и смартфонами.

Процесс SMT включает в себя три основных этапа: печать пастой для сварки, размещение компонентов и сварка с повторным потоком.

Эта подготовительная фаза включает в себя выбор подходящих компонентов поверхности и проектирование ПХБ. ПХБ имеют плоские медные подложки (обычно серебро, олово-свинцовые,или позолоченные) без отверстий called solder lands которые поддерживают компонентные булавки, такие как транзисторы и чипы.

Еще одним важным инструментом является штемпель, которая обеспечивает фиксированные позиции для нанесения пасты для сварки во время печати, определяемые заранее определенными местами приземления сварки на ПКБ.Все материалы подвергаются тщательной проверке, чтобы обеспечить производство без дефектов.

На этом критическом этапе используется принтер с подготовленной шаблоном и прессой (оборудование для очистки для печати), чтобы наносить пасту сварки под углом 45°-60°.Паста для сварки ∙ вязкая смесь металлического порошка для сварки и липкого потока ∙ временно закрепляет SMD при очистке поверхностей сварки от примесей и оксидов.

Недостаточная паста препятствует правильному соединению, когда сварка тает в печи для повторного потока.Печи обратного потока - это электронные нагревательные устройства, которые расплавляют сварку в процессах SMT.

Затем устройство устанавливает компоненты на ПХБ. Каждый компонент извлекается из упаковки с помощью вакуумного сопла или сцепления перед точным позиционированием.высокоскоростные машины (некоторые размещают 80, 000 компонентов в час) точно расположить электронные элементы.

Такая точность жизненно важна, т.к. любое неправильное размещение может потребовать дорогостоящей переработки.

После размещения SMD ПХБ входят в печи обратного потока, проходя через четыре зоны:

1. Зона предварительного нагреваПостепенно повышает температуру ПКБ и компонентов одновременно с 1,0°C до 2,0°C в секунду до 140°C-160°C.
2. Зона пропитки:Сохраняет температуру 140°C-160°C в течение 60-90 секунд.
3. Зона обратного потока:Повышает температуру до пика 210°C-230°C при 1,0°C-2,0°C в секунду, плавильная паста для присоединения компонентов к пинам ПХБ. Поверхностное напряжение от расплавленной пары удерживает компоненты на месте.
4. Зона охлаждения:Обеспечивает затвердевание сварки после нагрева, чтобы предотвратить дефекты суставов.

Для двусторонних ПХБ эти процессы могут повторяться с использованием пасты для сварки или клея для фиксации SMD.

После сварки доски проходят очистку и проверку для выявления дефектов, требующих ремонта перед хранением.испытатели летающих зондовМашины обычно заменяют человеческие глаза для более быстрых и точных результатов.

SMT демонстрирует значительные преимущества для сборки ПКБ (PCBA), производства и производства электроники:

• Включает более мелкие компоненты
• Способствует увеличению автоматизации
• Предлагает максимальную гибкость конструкции ПКБ
• Повышает надежность и производительность
• Уменьшает вмешательство в ручное размещение
• Производит более мелкие и легкие доски
• Упрощает сборку двусторонних ПКБ без ограничений на отверстия
• Разрешает сосуществование с проходными компонентами на одних и тех же досках
• Увеличивает плотность ∙ больше SMD в одном пространстве или равные компоненты в меньших кадрах
• Снижает затраты на материалы
• Упрощает производственные процессы и снижает издержки производства

Тем не менее, SMT представляет несколько проблем в производстве:

• Более высокие затраты на производство малых партий
• Уязвимость к повреждениям из-за хрупкости
• Требования к технике сварки
• Восприимчивость к падению или повреждению компонента во время установки
• Трудности при визуальном осмотре и испытаниях
• Сложность процесса от миниатюризации и различных типов сварных соединений
• Значительные инвестиции в оборудование (например, машины SMT)
• Техническая сложность, требующая интенсивной подготовки
• Необходимость непрерывного технологического обновления

SMT и SMD часто смешиваются. Хотя они тесно связаны, важно понять их различие.

SMTотносится к технологическому процессу непосредственного размещения и сварки электронных компонентов на ПХБ.SMDобозначает сами поверхностно-монтируемые устройства компоненты, предназначенные для монтажа ПКБ.

SMD обеспечивают более быстрое производство, большую гибкость и более низкие затраты без ущерба для функциональности.Вместе, SMT и SMD обеспечивают более быстрые, более энергоэффективные и надежные ПКБ.

Меньшие размеры, более быстрое производство и уменьшенный вес являются основными преимуществами SMT, упрощая проектирование и производство электронных схем, особенно для сложных схем.Эта передовая автоматизация экономит время и ресурсы на производстве электроникиВ то время как новые технологии продолжают появляться, SMT прочно установила свою постоянную актуальность в современной электронике.