Čas objave: 2024-08-23 Izvor: Spletna stran
Tehnologija površinskega pritrditve (SMT) je metoda, ki se uporablja v proizvodnji elektronike, kjer so komponente neposredno nameščene na površino tiskanih vezjih (PCB). SMT je postal standardni proizvodni postopek v elektronski industriji zaradi svoje učinkovitosti, stroškovne učinkovitosti in sposobnosti proizvodnje kompaktnih, visokozmogljivih elektronskih naprav. V tem članku bomo podrobno raziskali postopek izdelave SMT, vključno z vsakim korakom in z njimi povezanimi izrazi.
Preden se potapljate v proizvodni postopek SMT, je pomembno razumeti nekatere ključne izraze:
PCB (tiskana vezja) : plošča, ki se uporablja v elektroniki, za mehansko podporo in električno povezovanje elektronskih komponent.
SMD (naprava za namestitev površine) : komponente, ki so zasnovane tako, da jih je treba namestiti neposredno na površino PCB.
Spajkalna pasta : mešanica spajkanja v prahu in toka, ki se uporablja za pritrditev SMD na PCB.
Skladnost z refleksom : Postopek, pri katerem se spajkalna pasta segreje na njeno tališče, da ustvari trajne električne in mehanske povezave med komponentami in PCB.
AOI (samodejni optični pregled) : strojni postopek vizualnega pregleda, ki uporablja kamere za zaznavanje napak v PCB.
AXI (avtomatizirani rentgenski pregled) : metoda inšpekcijskega pregleda z rentgenskimi žarki za preverjanje spajkalnih spojev in povezav, skritih pod komponentami.
SPI (pregled spalne paste) : postopek preverjanja kakovosti aplikacije spajkalne paste na PCB.
Proces proizvodnje SMT je sestavljen iz več korakov, od katerih je vsak ključen za zagotavljanje zanesljive namestitve in spajmenja elektronskih komponent na PCB. Spodaj je podroben pregled vsakega koraka v postopku SMT.
Prvi korak v procesu izdelave SMT je uporaba spajkalne paste na PCB. Spajkalna pasta je lepljiva snov, narejena iz drobnih kroglic spajkalnih kroglic, pomešanih s tokom. Uporablja se na območjih PCB, kjer bodo komponente nameščene, običajno na kovinske blazinice.
Poravnava šablona : Kovinska šablona z izrezki, ki ustrezajo lokacijam spajke na PCB, je nameščena nad desko. Stencil deluje kot maska, da se zagotovi, da se spajkalna pasta uporablja samo na želena območja.
Aplikacija za prilepi : Stiska ali podobno orodje širi spajko pasto po šabloni in jo skozi odprtine prisili na PCB spodaj. Debelina in enakomernost plasti paste sta ključnega pomena za zagotavljanje ustrezne pritrditve komponent in spajkanje.
Odstranjevanje šablone : šablona je previdno dvignjena, tako da natančno odloži spajkalno pasto na blazinice PCB.
Pravilna uporaba spajkalne paste je ključnega pomena, saj določa kakovost spajkalnih spojev in celotno zanesljivost montaže.
Po nanosu spajkalne paste je naslednji korak pregled spajkalne paste (SPI) . Ta korak je ključnega pomena za zagotovitev, da se spajkalna pasta pravilno odloži na PCB.
Samodejni pregled : SPI stroji uporabljajo kamere in senzorje za skeniranje PCB in izmerite glasnost, višino, območje in položaj nahajališč spajkalne paste.
Nadzor kakovosti : Podatki o pregledu se analizirajo tako, da zaznajo morebitne napake, kot so nezadostna pasta, odvečna pasta ali neskladna nahajališča. Te napake lahko privedejo do slabih spojev spajkalnikov, napake komponent ali kratkih stikov.
Povratne zanke : Če se odkrijejo napake, se lahko prilagodi na nastavitev tiskalnika ali parametri procesa spajkalne paste za odpravo težave. Ta povratna zanka zagotavlja kakovostno uporabo paste za spajkalnik.
Ko je spajkalna pasta pregledana in preverjena, je naslednji korak namestitev čipov , znan tudi kot namestitev komponent.
Priprava komponent : SMT komponente ali SMD-ji so na voljo v kolutih, pladnjeh ali ceveh in se dovajajo v stroj za nabiranje.
Pick-and-ace : nabiralnik za nabiranje uporablja robotske roke, opremljene z vakuumskimi šobami, da pobere komponente iz podajalnikov in jih položi na blazinice, ki so bile zaprt na PCB. Visoka natančnost stroja zagotavlja, da so komponente natančno nameščene glede na zasnovo PCB.
Poravnava in namestitev : Stroj uporablja vidne sisteme in algoritme poravnave, da se zagotovi pravilno namestitev vsake komponente. Hitrost in natančnost sodobnih strojev nabiranja in mesta omogočata proizvodnjo z visoko prepustnostjo.
Vgradnja čipov je ključni korak, saj lahko vsaka neskladnost ali napačna namestitev povzroči okvarjene plošče, ki zahtevajo drago predelavo ali odstranjevanje.
Po avtomatizirani namestitvi komponent je pogosto potrebna vizualni pregled in ročno namestitev nekaterih komponent.
Vizualni pregled : usposobljeni operaterji vizualno pregledajo deske, da preverijo, ali so neskladne komponente, manjkajoče dele ali očitne napake, ki so jih stroji morda zgrešili. Ta korak se pogosto izvaja z uporabo povečevalnih orodij ali mikroskopov.
Ročno namestitev komponent : Nekatere komponente, zlasti tiste, ki so nestandardne, velike ali občutljive, bo morda treba postaviti ročno. To bi lahko vključevalo konektorje, transformatorje ali komponente v obliki črke, ki se avtomatizirani stroji ne morejo učinkovito obvladati.
Prilagoditve : Če se ugotovi, da komponente niso na mestu ali manjkajo, lahko upravljavci ročno prilagodijo ali dodajo te komponente, da se zagotovijo, da so vsi deli pravilno nameščeni pred spajdonjem.
Ta korak pomaga zagotoviti, da se morebitne napake iz avtomatiziranega procesa zgodaj ujamejo, kar zmanjšuje morebitne napake v končnem izdelku.
Ko so vse komponente na voljo, se sklop PCB premakne na refleksno spajkanje , kjer se spajkalna pasta topi, da tvori trajne električne in mehanske povezave.
Prednastavljeno območje : Sklop PCB se postopoma segreje v pečici za reflow, da odstrani vlago in da desko in komponente pripelje do temperature tik pod talilnim točkam spajkanja.
Namočeno cono : Temperatura se vzdržuje tako, da aktivira tok v spajkalni pasti, ki očisti kovinske površine in jih pripravi na spajkanje.
Območje za refleksno območje : Temperatura se hitro poviša na talilno točko spajke paste, kar povzroči, da se spajkalne kroglice stopijo in tvorijo spajke med komponentami in blazinicami PCB.
Hladilno območje : Sklop se počasi ohladi, da strdi spajkalni spoji, kar zagotavlja močno mehansko in električno povezavo.
Reflow spajkanje je ključnega pomena, saj določa kakovost spajkalnih spojev, kar vpliva na zmogljivost in zanesljivost končne elektronske naprave.
Po refleksni spajkanju se sklop podvrže samodejnemu optičnemu pregledu (AOI), da zazna morebitne pomanjkljivosti pri namestitvi ali spajkanju komponent.
Slikanje z visoko ločljivostjo : AOI stroji uporabljajo kamere z visoko ločljivostjo za zajem podrobnih slik sklopa PCB iz več kotov.
Analiza slik : Stroj primerja zajete slike z znano dobro referenco in išče odstopanja, kot so manjkajoče komponente, napačna polarnost, mostovi spajkalnikov ali nagrobnik (kjer komponente stojijo na enem koncu).
Zaznavanje napak : Sistem AOI označuje morebitne napake za pregled. Odbore z odkritami napakami so poslane za predelavo ali označene za nadaljnji pregled.
AOI pomaga ohranjati visoko kakovost, saj zagotavlja, da se v naslednjo fazo proizvodnje nadaljujejo samo z brez napak.
Za komponente s skritimi spajkalnimi spoji, kot so matrike krogličnih omrežij (BGAS) , je za pregled kakovosti spajke potreben avtomatiziran rentgenski pregled (AXI) .
Rentgensko slikanje : AXI stroji uporabljajo rentgenske žarke za prodiranje PCB in ustvarjajo slike spajdernih sklepov, skritih pod komponentami.
Analiza napak : Slike rentgenskih žarkov se analizirajo tako, da preverijo napake, kot so praznine, mostovi spajkalnikov ali nezadostna pokritost spajkanja, ki niso vidne z optičnim pregledom.
Zagotavljanje kakovosti : Odbore z napakami so označene za predelavo ali odstranjevanje, odvisno od resnosti in izvedljivosti predelave.
AXI je bistvenega pomena za zagotavljanje zanesljivosti komponent s skritimi spajkalnimi spoji, saj lahko neodkrite napake privedejo do okvare naprave.
Končni korak v proizvodni procesu SMT je testiranje v krogu (I.C.T) ali funkcionalni test , da se zagotovi, da sklop PCB ustreza vsem električnim in funkcionalnim specifikacijam.
Testiranje v krogu (I.C.T) : Ta test preverja posamezne komponente na PCB, kot so upori, kondenzatorji in ICS, da se zagotovi pravilno nameščene in delujoče. I.C.T preverja tudi kratke hlače, odpiranje in pravilne povezave spajkanja.
Funkcionalno testiranje : V tem preskusu se PCB vklopi in posebne funkcije se testirajo, da se zagotovi, da bo plošča delovala po pričakovanjih. Funkcionalno testiranje simulira dejanske pogoje delovanja, s katerimi se bo PCB soočal v svoji končni aplikaciji.
Identifikacija napak in predelava : Če se med I.C.T ali funkcionalnim testiranjem identificirajo kakršne koli napake, se plošča pošlje nazaj na predelavo. To lahko vključuje zamenjavo komponent, ponovno prodajo ali prilagoditev nastavitev montaže.
I.C.T in funkcionalno testiranje sta zadnji koraki za zagotovitev kakovosti in funkcionalnosti končnega izdelka, kar zmanjšuje tveganje za pokvarjene izdelke, ki dosežejo kupca.
Proces proizvodnje SMT vključuje več natančnih korakov, od tiskanja spajke do končnega funkcionalnega testiranja. Vsak korak je ključnega pomena za zagotavljanje kakovosti, zanesljivosti in zmogljivosti končnega elektronskega izdelka. Z razumevanjem podrobnosti vsakega koraka v procesu SMT lahko proizvajalci proizvajajo kakovostno elektroniko, ki izpolnjuje današnje zahtevne standarde.