Представьте себе, что обнаженная печатная плата (ПКБ) превращается в мощный электронный модуль или даже в полный электронный продукт.Эта замечательная трансформация - суть производства SMT (Surface Mount Technology)Однако производство SMT гораздо сложнее, чем простое "размещение компонентов", оно включает в себя многочисленные критические этапы и технические детали.Эта статья предоставляет углубленный анализ всего производственного процесса SMT, чтобы помочь вам полностью понять эту важную технологию электронного производства.

Прежде чем исследовать процесс производства SMT, давайте ознакомимся с некоторыми основными терминами, которые помогут понять последующее содержание.

• SMT (технология поверхностного монтажа): Способ непосредственной установки поверхностных устройств (SMD) на пластинки ПКБ. Процесс сборки ПКБ с использованием SMT называется сборкой SMT или производством SMT PCBA.
• PTH (технология проходки через отверстие): альтернативный метод сборки ПКБ, при котором компоненты с длинными проводами вводятся через отверстия в ПКБ и сварятся к стенкам отверстий.
• PCB (карта печатных схем): Ламинированная конструкция, состоящая из нескольких слоев эпоксидной смолы стекловолокна, препрег и медной фольги, с схемами, сформированными путем офорта и медной облицовки стен отверстий.После производства ПХБВ результате получается просто голая доска без монтируемых компонентов.
• PCBA (сборка печатных плат): ПКБ, прошедший SMT или PTH-процессы для монтажа различных электронных компонентов, в результате чего получается полуфабрикат.PCBA может быть дополнительно смонтирован с другими блоками PCBA и корпусами для формирования полных электронных продуктов, процесс, обычно называемый сборкой из коробки.
• SMD (устройство для установки на поверхности): Электронные компоненты, специально разработанные для производства SMT. По сравнению с компонентами PTH, SMD имеют значительно меньшие размеры и вес, обычно около 1/10 эквивалентных компонентов PTH.Эта миниатюризация позволяет создавать более мелкие электронные продукты и более точные схемы, что делает производство SMT широко распространенным.

Производство SMT представляет собой сложный и точный процесс, включающий несколько критических этапов.

Первый этап в производственной линии SMT обычно заключается в загрузке ПКБ. Загрузочная машина последовательно удаляет ПКБ из стека и подает их через конвейер к следующему процессу.Загрузчик обеспечивает непрерывное снабжение ПКБ для эффективного производства.

Печать с помощью паяльной пасты является одним из наиболее важных этапов в производстве SMT.Качество печатания пасты для сварки напрямую влияет на надежность сварки.

В печатателе с запорной пастой ПКБ сначала точно размещается на печатной платформе.Затем над поверхностью ПКБ выстраивается штенцель SMT (металлический лист с отверстиями, соответствующими прокладкам ПКБ)Клинка скрейгея перемещается через штенцель, равномерно распределяя пасту сварки через отверстия на пластинки PCB.

SPI является важным этапом контроля качества, который использует оптическую или лазерную технологию для выполнения 3D-инспекции печатной пасты сварки.

• Точность позиции: Проверка правильного выравнивания с подушками
• Покрытие площади: Обеспечение достаточного охвата пастой для сварки
• Консистенция объема: Проверка равномерного распределения толщины
• Целостность формы: выявление дефектов, таких как обрушение или перекрытие моста

Если SPI обнаруживает проблемы с качеством, инженеры немедленно прекращают производство, чтобы настроить и обслуживать печатную машину.

Основной и наиболее автоматизированный шаг в производстве SMT - это размещение компонентов.Эти машины состоят из:

• Кормильцы: Устройства, которые хранят и поставляют SMD различных комплектаций
• Стержни: Инструменты, которые подбирают и выпускают SMD
• Системы зрения: Для фидуциального признания компонентов и ПКБ
• Роботизированные руки: Управление движением сопла для точного размещения

Современные линии SMT обычно используют множественные устройства для размещения - высокоскоростные устройства для небольших компонентов и многофункциональные устройства для более крупных устройств.

Когда на ПКБ содержатся компоненты BGA (Ball Grid Array), рентгеновская инспекция становится необходимой, поскольку их сварные соединения скрыты под упаковкой.

• Пустоты: воздушные карманы внутри сварных соединений
• Мостовые работы: короткое замыкание между соседними соединениями
• Холодные суставы: Плохие соединители сварки

Возобновляемая сварка является наиболее важным процессом склеивания в производстве SMT, где паста сварки плавится, чтобы постоянно соединять SMD с пластинами PCB.Печи с обратным потоком имеют несколько температурных зон с точным тепловым управлением через эти этапы:

• Зона предварительного нагрева: Постепенное повышение температуры для испарения растворителей
• Зона пропитки: Стабилизация температуры для выравнивания нагрева компонентов
• Зона обратного потока: Быстрое повышение температуры до расплавления сварки
• Зона охлаждения: Контролируемое затвердевание сварных соединений

Правильное температурное профилирование обеспечивает оптимальное плавление сварки, предотвращая тепловое повреждение.

Системы AOI используют оптическую визуализацию для всестороннего осмотра поверхностей PCBA на наличие дефектов сварки и проблем с размещением, включая:

• Отсутствующие компоненты
• Неравномерные части
• Неправильная полярность
• Дефекты сварки (открытия, шорты, сварные шарики)

Встроенные системы AOI, интегрированные в линии SMT, обеспечивают проверку в режиме реального времени. 3D AOI предлагает расширенную возможность проверки сварных соединений. Дефектные PCBA разделяются для переработки.

Для прототипов PCBA-проектов производители обычно выполняют FAI на случайном выборе образца.с результатами, выходящими за пределы допустимого, что приводит к полному пересмотру процесса.

При необходимости после завершения SMT выполняется сборка PTH. В этом процессе свинцовые компоненты вставляются через отверстия на ПКБ и скрепляются с облицованными стенами отверстий.обычно для более крупных компонентов или высоконадежных соединений.

• Ручная переработка выявленных AOI дефектов
• Программирование IC
• Функциональные испытания
• Конформированное покрытие для защиты окружающей среды
• Испытания сжигания для проверки надежности
• Сборка конечного продукта

Производители также могут предлагать замену компонентов эквивалентными сертифицированными частями для снижения затрат без ущерба для качества или функциональности.

В то время как производство SMT представляет собой стандартизированный процесс в рамках электронных производственных услуг (EMS), многочисленные детали процесса существенно влияют на успех проекта.Профессиональные производители с многолетним опытом строго контролируют каждый из производственных параметров, чтобы обеспечить качественные результаты..