Bayangkan sebuah papan sirkuit cetak (PCB) yang kosong berubah melalui serangkaian proses yang tepat dan kompleks menjadi modul elektronik yang kuat atau bahkan produk elektronik lengkap.Transformasi yang luar biasa ini adalah esensi dari SMT (Surface Mount Technology) manufakturNamun, manufaktur SMT jauh lebih kompleks daripada "penempatan komponen" yang sederhana.Artikel ini memberikan analisis mendalam dari proses manufaktur SMT lengkap untuk membantu Anda memahami sepenuhnya teknologi manufaktur elektronik penting ini.

Sebelum mengeksplorasi proses manufaktur SMT, mari kita membiasakan diri dengan beberapa terminologi inti yang akan membantu dalam memahami isi berikutnya.

• SMT (Surface Mount Technology): Sebuah metode pemasangan langsung perangkat permukaan-mount (SMD) pada PCB pad. Proses perakitan PCB menggunakan SMT disebut perakitan SMT atau SMT PCBA manufaktur.
• PTH (Through-Hole Technology): Metode perakitan PCB alternatif di mana komponen dengan kabel panjang dimasukkan melalui lubang di PCB dan dilas ke dinding lubang yang dilapisi.
• PCB (Board Circuit Printed): Sebuah struktur berlapis yang terdiri dari beberapa lapisan resin epoksi serat kaca, prepreg, dan foil tembaga, dengan pola sirkuit yang terbentuk melalui etching dan plating tembaga pada dinding lubang.Setelah pembuatan PCB, hasilnya hanyalah papan telanjang tanpa komponen yang dipasang.
• PCBA (Perhimpunan Papan Sirkuit Cetak): PCB yang telah menjalani proses SMT atau PTH untuk memasang berbagai komponen elektronik, menghasilkan produk setengah jadi.PCBA dapat disatukan dengan unit PCBA lainnya untuk membentuk produk elektronik lengkap, sebuah proses yang biasanya disebut perakitan kotak-build.
• SMD (Surface Mount Device): Komponen elektronik yang dirancang khusus untuk pembuatan SMT. Dibandingkan dengan komponen PTH, SMD memiliki ukuran dan berat yang jauh lebih kecil, biasanya sekitar 1/10 dari komponen PTH setara.Miniaturisasi ini memungkinkan produk elektronik yang lebih kecil dan desain sirkuit yang lebih tepat, membuat manufaktur SMT diadopsi secara luas.

Produksi SMT adalah proses yang kompleks dan tepat yang melibatkan beberapa langkah penting.

Langkah pertama dalam jalur produksi SMT biasanya memuat PCB. Mesin loader secara berurutan mengeluarkan PCB dari tumpukan dan memberi makan mereka melalui konveyor ke proses berikutnya solder paste printing.Loader memastikan pasokan PCB terus menerus untuk produksi yang efisien.

Pencetakan pasta solder adalah salah satu langkah paling penting dalam manufaktur SMT. pasta solder adalah campuran bubuk solder dan fluks yang digunakan untuk mengikat SMD ke PCB.Kualitas pencetakan pasta solder secara langsung mempengaruhi keandalan soldering.

Dalam printer solder paste, PCB pertama-tama ditempatkan dengan tepat di platform pencetakan.Stensil SMT (lempeng logam dengan bukaan yang sesuai dengan bantalan PCB) kemudian diselaraskan di atas permukaan PCBSebuah pisau squeegee bergerak melintasi stensil, merata mendistribusikan pasta solder melalui bukaan ke pad PCB.

SPI adalah langkah kontrol kualitas yang penting yang menggunakan teknologi optik atau laser untuk melakukan inspeksi 3D pasta solder cetak.

• Keakuratan posisi: Memverifikasi keselarasan yang tepat dengan bantalan
• Penutup area: Memastikan cakupan pasta pemadaman yang cukup
• Konsistensi volume: Memeriksa distribusi ketebalan yang seragam
• Integritas bentuk: Mengidentifikasi cacat seperti runtuh atau jembatan

Jika SPI mendeteksi masalah kualitas, insinyur segera menghentikan produksi untuk menyesuaikan dan memelihara printer solder paste.

Langkah inti dan paling otomatis dalam manufaktur SMT adalah penempatan komponen. Mesin pick-and-place mengambil SMD dari pengumpan dan dengan tepat memasang mereka ke lokasi PCB yang ditunjuk.Mesin ini terdiri dari:

• Pengumpan: Perangkat yang menyimpan dan memasok SMD dari berbagai paket
• Nozzles: Alat yang mengambil dan melepaskan SMD
• Sistem penglihatan: Untuk pengakuan fidusia komponen dan PCB
• Tangan robot: Mengontrol gerakan nozzle untuk penempatan yang tepat

Jalur SMT modern biasanya menggunakan mesin penempatan ganda unit berkecepatan tinggi untuk komponen kecil dan mesin multi-fungsi untuk perangkat yang lebih besar.

Ketika PCB mengandung komponen BGA (Ball Grid Array), pemeriksaan sinar-X menjadi perlu karena sendi solder mereka tersembunyi di bawah paket.

• Ruang kosong: kantong udara di dalam sendi solder
• Jembatan: Sirkuit pendek antara sendi yang berdekatan
• Perekat dingin: Koneksi solder yang buruk

Pengelasan reflow adalah proses pengikatan yang paling penting dalam pembuatan SMT, di mana pasta pengelasan meleleh untuk menghubungkan SMD secara permanen ke bantalan PCB.Tungku reflow memiliki beberapa zona suhu dengan kontrol termal yang tepat melalui tahap ini:

• Zona prapanas: Peningkatan suhu secara bertahap untuk menguap pelarut
• Zona basah: Stabilisasi suhu untuk menyamakan pemanasan komponen
• Zona aliran balik: Peningkatan suhu yang cepat untuk melelehkan solder
• Zona pendinginan: Penguatan pengendalian sendi solder

Profil suhu yang tepat memastikan peleburan solder yang optimal sambil mencegah kerusakan termal.

Sistem AOI menggunakan pencitraan optik untuk memeriksa permukaan PCBA secara komprehensif untuk cacat pengelasan dan masalah penempatan, termasuk:

• Komponen yang hilang
• Bagian yang tidak selaras
• Polaritas yang salah
• Cacat pengelasan (bukaan, celana pendek, bola pengelasan)

Sistem AOI in-line yang terintegrasi ke dalam jalur SMT memberikan inspeksi real-time. 3D AOI menawarkan kemampuan inspeksi sendi solder yang ditingkatkan. PCBA yang rusak dipisahkan untuk diproses ulang.

Untuk proyek PCBA prototipe, produsen biasanya melakukan FAI pada sampel yang dipilih secara acak.dengan hasil di luar toleransi yang memicu tinjauan proses penuh.

Jika diperlukan, pemasangan PTH mengikuti penyelesaian SMT. Proses ini memasukkan komponen bertimbun melalui lubang PCB dan mengikatnya ke dinding lubang dilapisi,biasanya untuk komponen yang lebih besar atau koneksi keandalan tinggi.

• Pengolahan ulang manual dari cacat yang diidentifikasi oleh AOI
• Pemrograman IC
• Pengujian fungsional
• Lapisan sesuai untuk perlindungan lingkungan
• Pengujian pembakaran untuk verifikasi keandalan
• Pengumpulan produk akhir

Produsen juga dapat menyarankan penggantian komponen dengan bagian bersertifikat setara untuk mengurangi biaya tanpa mengorbankan kualitas atau fungsionalitas.

Sementara manufaktur SMT merupakan proses standar dalam layanan manufaktur elektronik (EMS), banyak detail proses secara signifikan mempengaruhi keberhasilan proyek.Produsen profesional dengan pengalaman bertahun-tahun menjaga kontrol ketat atas setiap parameter manufaktur untuk memastikan hasil yang berkualitas.