Apa itu Lini SMT? Lini Perakitan SMT dan Proses Manufaktur

Seiring dengan semakin populernya lini SMT di dunia teknologi, banyak orang yang bekerja di bidang elektronik berteknologi tinggi pasti sudah pernah mendengarnya. Kualitasnya yang ditingkatkan dan otomatisasi manufaktur yang semakin meningkat telah menggantikan sebagian besar teknologi lubang tembus (THT) dan tumbuh sebagai lini perakitan PCB yang dominan.

Dulu, produsen harus memasang komponen elektronik ke papan sirkuit cetak dengan kabel melalui lubang. Proses ini rumit dan memakan waktu. Seiring dengan semakin kecilnya komponen, kemajuan pesat di bidang elektronika diperlukan untuk mengotomatiskan jalur perakitan dan meningkatkan akurasi. Lini perakitan SMT hadir untuk menyelamatkan. Lini ini sepenuhnya menghilangkan kebutuhan akan kabel dan memungkinkan komponen yang lebih kecil untuk dipasang ke PCB.

Dalam artikel ini, kami akan memandu Anda untuk mengetahui apa sebenarnya jalur SMT, proses utama dan peralatan dalam lini produksi SMT, jenis tata letak lini SMT, serta keunggulan lini produksi SMT dibandingkan lini perakitan PCB tradisional.

Apa itu Lini SMT?

SMT, singkatan dari teknologi pemasangan permukaan, mengacu pada proses pemasangan komponen elektronik seperti resistor, kapasitor, transistor, dan sirkuit terpadu ke permukaan papan sirkuit cetak (PCB) dalam elektronik. Teknologi ini pertama kali ditemukan pada tahun 1960 oleh IBM dan kemudian diterapkan secara luas dalam perakitan PCB elektronik berteknologi tinggi. Komponen elektronik yang dipasang selama Lini perakitan SMT adalah yang disebut perangkat pemasangan permukaan (SMD).

Terdapat beberapa bentuk perakitan pemasangan permukaan. Salah satunya adalah bentuk jalur tunggal, yang terjadi ketika hanya satu lapisan PCB yang perlu dirakit. Namun, jika kita perlu merakit SMC atau perangkat pemasangan permukaan di kedua sisi PCB, kita memerlukan jalur produksi SMT dua jalur. Terkadang penempatan komponen PCB akan berada di banyak tempat, sehingga penambahan jalur perakitan interposing tambahan mungkin diperlukan. Jalur perakitan interposing akan didasarkan pada jalur perakitan SMT PCB asli.

Tentang PCBasic

Waktu adalah uang dalam proyek Anda – dan PCBasis mengerti. PCDasar adalah Perusahaan perakitan PCB yang memberikan hasil cepat dan sempurna setiap saat. jasa perakitan PCB termasuk dukungan teknik ahli di setiap langkah, memastikan kualitas terbaik di setiap papan. Sebagai perusahaan terkemuka Produsen perakitan PCB, Kami menyediakan solusi terpadu yang menyederhanakan rantai pasokan Anda. Bermitralah dengan tim kami yang canggih. Pabrik prototipe PCB untuk penyelesaian yang cepat dan hasil terbaik yang dapat Anda percaya.

Jalur SMT vs. Jalur THT

Meskipun pendekatan SMT telah membuat produksi papan elektronik lebih akurat dan cepat, tidak semua komponen dapat dipasang di permukaan PCB. Komponen yang cocok untuk jalur SMT seringkali berukuran lebih kecil. Oleh karena itu, teknologi lubang tembus (THT) yang lama masih dibutuhkan.

Komponen THT berukuran besar dengan kabel aksial atau radial dan memerlukan perakitan manual. Proses perakitan diakhiri dengan memasukkan kabel ke dalam lubang bor pada papan sirkuit dan menyoldernya. Meskipun jalur SMT lebih populer, komponen THT dapat berfungsi sebaik SMD dalam banyak kasus, terkadang bahkan lebih baik.

Selain itu, terdapat kasus di mana lini perakitan THT dan SMT diperlukan, yang dikenal sebagai perakitan hibrida. Sisipan dan dudukan digabungkan untuk membentuk lini produksi hibrida. 

Proses Lini Perakitan SMT

Proses apa saja yang termasuk dalam lini produksi SMT?'perlu untuk dipahami proses jalur perakitan SMT Sebelum memilih penyedia layanan SMT yang baik, proses umum lini SMT bentuk tunggal meliputi langkah-langkah berikut:

1. Persiapan dan Inspeksi Material (oleh Departemen QC)

Persiapan dan inspeksi material merupakan langkah pertama dari lini SMT di pabrik perakitan PCB kami. Inspektur QC harus memeriksa komponen PCB dan SMT secara saksama untuk mencari cacat dan memilih material yang tidak memenuhi syarat. Pada tahap ini, papan sirkuit diratakan dengan bantalan solder.

2. Pencetakan (dengan Printer Pasta Solder)

Langkah ini bertujuan untuk mencetak pasta solder atau lem patch pada stensil SMT sebagai persiapan penyolderan komponen SMT. Karena pasta solder berperan penting dalam menghubungkan komponen ke papan sirkuit cetak, pasta yang digunakan di pabrik PCBasic kami disediakan oleh MacDermid Alpha, perusahaan terkemuka dalam pembuatan pasta solder berkualitas tinggi, untuk memastikan kinerja kelistrikan papan.

3. Dispensing (dengan Dispenser Lem)

Langkah selanjutnya dalam lini SMT adalah memasang komponen-komponen yang terpasang di permukaan pada PCB yang telah dicetak solder menggunakan mesin pick-and-place. Mesin pick-and-place mengambil komponen elektronik dan menempatkannya di papan. Proses ini sepenuhnya otomatis untuk menghindari kesalahan yang disebabkan oleh manusia.

5. Pengeringan Lem SMD (dengan Oven Pengeringan)

Setelah proses penempatan komponen, papan yang terpasang di permukaan dipindahkan ke stasiun pengeringan lem, yang merupakan proses vital dalam lini produksi SMT. Operator mengeringkan lem SMD dalam oven pengeringan agar komponen rakitan permukaan dan stensil SMT terikat erat. 

6. Aliran Ulang Solder (dengan Oven Reflow)

Pasta solder dicairkan pada tahap ini untuk meningkatkan ikatan komponen pada papan. Proses penyolderan reflow secara keseluruhan di jalur SMT terdiri dari empat tahap, yaitu empat zona suhu (papan harus dimasukkan ke dalam oven reflow terlebih dahulu):

Stusia 1: Zona pemanasan awal, tempat suhu perangkat yang terpasang di permukaan dan papan naik secara bertahap. Suhu di dalam oven naik sekitar 1-2 ℃/detik sebelum mencapai suhu tersebut. at 140-160 derajat celcius.

Stusia 2: Zona perendaman, dimana suhu oven tetap stabil pada 140-160 ℃ selama sekitar 90 detik.

Stusia 3: Zona reflow, dimana suhu mulai naik kembali pada tingkat 1-2 ℃/detik sampai mencapai puncaknya (210-230 ℃), memancarkan panas yang cukup untuk melelehkan timah dalam pasta solder dan dengan demikian merekatkan setiap komponen ke papan.

Stusia 4: Zona pendinginan, tempat lasan dibekukan untuk menghindari cacat pengelasan. 

7. pembersihan

Selanjutnya PCB yang sudah dirangkai menuju tahap pembersihan di jalur SMT untuk menghilangkan sisa solder, seperti: aliran dan bahan lain yang berbahaya bagi tubuh manusia. Bahan pembersih digunakan untuk menyelesaikan proses ini. Namun, jika teknologi pengelasan tanpa pembersihan diterapkan, proses ini tidak diperlukan.

8. Inspeksi

Langkah terakhir dalam jalur SMT normal adalah inspeksi. PCBasic menggunakan berbagai alat untuk memeriksa kualitas sebenarnya (yaitu, kualitas pengelasan dan perakitan) papan sirkuit cetak yang telah selesai. Item inspeksi spesifik bergantung pada kebutuhan klien, umumnya meliputi inspeksi optik otomatis (AOI) dengan mikroskop, inspeksi sinar-X dengan peralatan sinar-X SMT, inspeksi visual, inspeksi kinerja oleh penguji daring dan penguji artikel pertama, dan masih banyak lagi.

Selain itu, pabrik kami telah menemukan penguji artikel SMT pertama untuk meningkatkan akurasi dan efisiensi pengujian. Penguji dapat secara otomatis menentukan apakah suatu barang memenuhi syarat dan mengimpor data pengujian ke sistem kami. Dengan demikian, operator tidak perlu membuat penilaian apa pun, yang menghindari kemungkinan kesalahan manusia.

9. Perbaikan (Opsional)

Langkah perbaikan dilakukan ketika ditemukan cacat. Tidak ada cacat, tidak ada perbaikan. Peralatan yang digunakan di sini adalah solder listrik, stasiun pengerjaan ulang, dll. Langkah ini dikonfigurasi di mana saja di jalur SMT. PCB yang diperbaiki akan diperiksa ulang untuk menjamin kualitas dan kinerja. 

Peralatan Utama dalam Lini SMT

Lini produksi teknologi pemasangan permukaan memiliki berbagai elemen yang berfungsi untuk merakit komponen elektronik ke papan PCB. Elemen atau mesin ini memastikan efisiensi dan efektivitas lini SMT yang tinggi di pabrik kami. Berikut adalah daftar peralatan yang digunakan dalam lini produksi SMT kami:

1. Printer StensilPrinter stensil digunakan untuk mengaplikasikan pasta solder pada papan PCB. Stensil memiliki lubang-lubang sesuai dengan bantalan solder pada papan PCB, dan pasta solder diaplikasikan melalui lubang-lubang ini.

2. Mesin Pick-and-PlaceMesin ini mengambil komponen elektronik dari baki, gulungan, atau tabung dan menempatkannya dengan benar pada pasta solder di papan. Saat ini, mesin pick-and-place bekas sangat otomatis dan mampu menangani berbagai jenis dan ukuran komponen.

3. Oven aliran ulangOven reflow digunakan untuk penyolderan komponen pada papan. Papan beserta komponen dan pasta solder dipanaskan secara terkendali dalam oven reflow, tempat pasta solder meleleh untuk menghasilkan sambungan solder yang andal.

4. Sistem KonveyorMelalui konveyor, papan bergerak melalui setiap langkah jalur SMT, dari printer stensil ke mesin pick-and-place, dan kemudian di-reflow. Hal ini menghasilkan aliran produksi yang berkelanjutan.

5. Inspeksi Pasta Solder (SPI)SPI digunakan untuk memeriksa kualitas deposisi pasta solder pada papan sebelum konfigurasi komponen. Ini membantu menemukan masalah seperti pasta solder yang tidak efektif dan ketidaksejajaran, serta meningkatkan kualitas sambungan solder secara keseluruhan.

6. Pemeriksaan Penempatan Komponen (AOI/AXI)Sistem Inspeksi Optik Otomatis (AOI) dan Inspeksi Sinar-X Otomatis (AXI) memeriksa konfigurasi komponen saat terhubung. Teknik AOI menggunakan kamera untuk memeriksa kesalahan, dan dalam AXI, sinar-X digunakan untuk memeriksa sambungan tersembunyi, seperti pada BGA.

7. Peralatan Profil Reflow:Instrumen profil reflow memeriksa dan memastikan bahwa oven reflow mengikuti nilai suhu akurat yang penting untuk pembuatan sambungan solder yang akurat tanpa memengaruhi komponen sensitif.

8. Lapisan Konformal atau Pengeluaran Underfill (Opsional):Beberapa jalur SMT dilengkapi dengan stasiun untuk menerapkan lapisan konformal atau lapisan bawah untuk melindungi komponen dan meningkatkan keandalannya di lingkungan yang keras.

9. Stasiun Kontrol Kualitas:Di stasiun ini, dapat dilakukan pengujian fungsional, inspeksi manual, dan berbagai pengukuran untuk memastikan bahwa papan yang dirakit memenuhi standar kualitas dan kinerja.

10. Sistem KetertelusuranData papan dicatat oleh sistem ketertelusuran; informasi ini mencakup fitur penyolderan, penempatan komponen, hasil inspeksi, dan parameter lainnya. Informasi ini berguna untuk menemukan dan memecahkan berbagai masalah jika ada, serta memberikan catatan proses manufaktur lini SMT.

11. Penanganan dan Penyimpanan PCB:Parameter penanganan dan penyimpanan yang akurat penting untuk menghindari kontaminasi, pelepasan muatan statis, dan kerusakan selama perakitan.

12. Stasiun Kerja dan Stasiun Operator: Fitur-fitur ini menawarkan ruang bagi operator untuk memuat komponen ke pengumpan, memantau proses perakitan, dan memecahkan masalah jika ada.

13. Manajemen Data dan PemrogramanSistem perangkat lunak mengendalikan pemrograman oven reflow, mesin pick-and-place, dan instrumen inspeksi. Dengan demikian, mereka memelihara data produksi dan membantu peningkatan proses.

14. Manajemen Material: Dalam proses ini, ada pengelolaan komponen seperti gulungan, tabung, baki, dan bahan pengemasan lainnya untuk memastikan pasokan yang stabil untuk produksi.

15. Pengendalian Lingkungan:Berbagai parameter seperti kelembapan, suhu, dan kebersihan penting untuk menjaga kualitas produksi yang konsisten dan menghindari kesalahan.

Jenis Tata Letak Lini SMT

Ada berbagai jenis lini produksi Teknologi Pemasangan Permukaan (SMT), dan setiap jenis dibuat untuk mengoptimalkan berbagai parameter proses perakitan, seperti fleksibilitas, efisiensi, dan penggunaan ruang.

1. Tata Letak Segaris (Linear Layout)Dalam tata letak in-line, area kerja dan mesin dikonfigurasi dalam konfigurasi linier, di mana papan bergerak dalam satu garis lurus melalui berbagai fase perakitan. Tata letaknya yang ringkas dan sederhana menjadikannya paling cocok untuk produksi skala kecil. Namun, tata letak ini mungkin kurang fleksibel dalam menangani berbagai papan dan konfigurasi.

2. Tata Letak Berbentuk UTata letak berbentuk U mengonfigurasi mesin dan area kerja dalam bentuk U. Desain ini memberikan fleksibilitas untuk menangani berbagai ukuran dan struktur papan dibandingkan tata letak in-line. Tata letak ini juga menawarkan visibilitas dan akses yang baik bagi operator.

3. Tata Letak Berbentuk LTata letak ini membentuk huruf L untuk mesin dan area kerja. Desain ini paling sering digunakan di area dengan ruang terbatas dan memanfaatkan area yang tersedia dengan baik. Tata letak ini cocok untuk volume produksi tinggi.

4. Tata Letak SelulerDalam tata letak seluler, lini produksi dikonfigurasikan menjadi sel-sel, yang masing-masing melakukan operasi atau proses tertentu. Tata letak ini fleksibel dan dapat menangani berbagai kebutuhan produksi. Tata letak ini cocok untuk produksi yang disesuaikan atau bervolume rendah.

5. Tata Letak Turret (Konfigurasi Bintang)Dalam tata letak ini, mesin pick-and-place dikonfigurasi di tengah, sementara mesin dan area kerja lainnya dikonfigurasi dalam susunan melingkar atau seperti bintang di sekelilingnya. Tata letak ini paling cocok untuk produksi berkecepatan tinggi dan memastikan aliran material yang efektif dari mesin-mesin pusat.

6. Tata Letak Jalur GandaTata letak ini dilengkapi dua garis paralel agar papan dapat bergerak selama proses produksi. Tata letak ini meningkatkan fitur manufaktur dengan menyediakan dua papan untuk diproses secara bersamaan. Tata letak ini umumnya digunakan untuk produksi bervolume tinggi.

7. Tata Letak ModularDalam tata letak modular, lini produksi dibuat menggunakan unit-unit modular yang dapat dengan mudah dikonfigurasi dan diperluas sesuai kebutuhan. Jenis tata letak ini memberikan kemampuan adaptasi dan skalabilitas untuk memenuhi berbagai kebutuhan produksi.

8. Tata Letak Campuran (Tata Letak Hibrida)Tata letak campuran menghubungkan berbagai komponen dari berbagai jenis tata letak untuk mengoptimalkan parameter manufaktur tertentu. Misalnya, tata letak ini dapat digunakan sebagai tata letak berbentuk U untuk proses pick and place dan tata letak linier untuk proses inspeksi dan penyolderan.

Keunggulan Lini SMT Dibandingkan Lini Perakitan PCB Lainnya

Lini SMT menawarkan banyak keunggulan dibandingkan proses perakitan PCB tradisional. Keunggulan-keunggulan tersebut antara lain:

Kepadatan Komponen Lebih Tinggi

Lini SMT menghasilkan kepadatan komponen yang lebih tinggi pada papan sirkuit cetak karena komponen-komponennya terpasang langsung pada permukaan papan. Hal ini menjadikan perangkat dan proyek berukuran kecil dan ringkas sebagai bagian utama dari elektronik modern. Oleh karena itu, kini kita memiliki perangkat yang efisien dan ringkas seperti ponsel pintar.

Miniaturisasi

Kepadatan padat yang tinggi membuat produk jadi lebih kecil dan ringan, yang baik untuk perangkat portabel dan dapat dikenakan di mana ruang merupakan faktor utama. 

Peningkatan Kecepatan dan Efisiensi

Lini SMT adalah proses perakitan PCB yang sangat efektif dan otomatis. Dalam teknik ini, komponen dikonfigurasikan langsung di papan PCB. Penggunaan mesin pick and place di SMT menghasilkan perakitan dan produksi yang lebih cepat. 

Mengurangi Tenaga Kerja Manual

Proses perakitan SMT menggunakan tenaga kerja manual yang lebih sedikit. Pendekatan perakitan PCB tradisional (teknologi lubang tembus) memerlukan penyisipan dan penyolderan komponen secara manual, yang memakan waktu dan dapat menyebabkan kesalahan.

Peningkatan Kinerja Listrik

Komponen SMT (SMD) umumnya dikonfigurasikan dekat dengan permukaan papan, sehingga menghasilkan panjang interkoneksi yang lebih pendek. Hal ini memastikan kapasitansi dan induktansi parasit yang lebih rendah dan meningkatkan fungsi kelistrikan sirkuit.

Integritas Sinyal Lebih Baik

Penghematan biaya

Otomatisasi Lebih Tinggi

Kinerja Termal yang Lebih Baik

Kesimpulan

Seiring semakin banyak orang mencari perangkat yang ramping dan ringkas, peran jalur SMT dalam elektronik menjadi semakin penting. Kami harap artikel ini memberikan beberapa wawasan tentang proses yang terjadi di jalur SMT. Jika Anda memiliki komentar atau pertanyaan, silakan. beritahu kami.