С учетом мирового спроса на более термостойкую и легкую электронику, такую как ноутбуки и смартфоны, малые и крупные производители продолжают полагаться на сборку SMT для массового производства таких продуктов. Прогнозируется, что размер рынка для этой технологии увеличится более чем на 8.1% с 2023 по 2032 год.
Итак, что такое SMT-сборка? Чем она отличается от традиционных методов сборки? В этом блоге мы подробно объясним, что такое SMT, процесс SMT и преимущества использования SMT-сборки печатных плат.
Что такое SMT: Основы
SMT означает технологию поверхностного монтажа. Это метод соединения более мелких электронных компонентов.
Сборка SMT означает сборку SMD-компонентов, таких как диоды, резисторы и конденсаторы, на ламинированную подложку (ПП). Такая конструкция позволяет компактно размещать компоненты, что позволяет эффективно использовать пространство ПП.
Роль SMT-сборки в современной промышленности огромна. Например, она уменьшает размеры устройств более чем на 50%. Кроме того, она улучшает теплоотвод и снижает энергопотребление устройств.
Что такое СМД?
SMD означает устройства для поверхностного монтажа. Это компоненты, которые монтируются или прикрепляются к печатной плате. У них есть короткие клеммы, которые очень прочно прижимают их к плоскости печатной платы. Вот некоторые примеры: конденсаторы, светодиоды, транзисторы и резисторы.
Процесс сборки SMT-компонентов
При выполнении SMT-сборки компонентов необходимо соблюдать шесть основных шагов:
a. Верстка и дизайн
Проектирование макета заключается в поиске полезного пространства на плате, на котором SMD-компоненты могут разместиться. Чтобы гарантировать правильное соединение каждого компонента, производятся расчеты для определения фиксированного размера платы, формы и толщины. После этого технические специалисты принимают решение об оптимальных позициях и ориентациях с компонентами.
б) Изготовление печатных плат
Изготовление начинается с выбора подходящих кремниевых материалов на основе эпоксидной смолы, таких как FR4 и FR5. После этого изготавливается слой печатной платы. Затем создается слой медной фольги с использованием методов травления и ламинирования, за которым следует слой шелкографии, который наносится с помощью шелкографии и отверждения чернил.
После того, как слои будут правильно выровнены, расплавленная медь наносится на предварительно разработанную схему печатной платы, а излишки меди удаляются вдоль дорожек платы.
в. Разработка и изготовление трафаретов
В эту процедуру включен выбор материалов, например, выбор лучших материалов, таких как нержавеющая сталь, для рендеринга. После этого трафарет создается с помощью лазерной резки или химического травления.
г. Нанесение паяльной пасты
Это включает в себя предварительный нагрев припоя до состояния пасты перед его нанесением на печатную плату при температуре от 220 до 250 °C. Затем паста штампуется на печатную плату через трафарет. В конце процесса плату и пасту оставляют при комнатной температуре.
е. Размещение компонентов
Он фокусируется на применении машин Pick and Place для прикрепления модулей схемы к плате. Перед тем, как разместить детали в нужном месте, они сортируются в катушках или лотках. После этого машина поднимает каждую деталь и опускает ее в нужное положение.
Затем оператор проводит визуальную проверку, чтобы убедиться в правильности расположения всех компонентов.
е. Тестирование и проверка
Это делается для проверки целостности собранных элементов. Для этого операторы используют либо автоматизированные рентгеновские (AXI) или автоматизированные оптические (AOI) машины для проверки паяных соединений.
Разработчики проводят этот тест для выявления таких дефектов, как перемычки припоя или неправильное расположение элементов схемы.
г. Очистка
Такой подход применяется для детоксикации печатной платы с использованием методов очистки поверхности, таких как ультразвуковая очистка или очистка растворителем. Для этой цели для протирания поверхностей платы используется изопропанол или деионизированная вода.
Преимущества SMT-монтажа
В промышленности производители, как правило, стремятся применять эту технологию для массового производства компонентов из-за множества преимуществ, которые она предоставляет. Некоторые из этих преимуществ обсуждаются ниже.
а. Имеет хорошую тепловую эффективность
Сборка SMT обеспечивает лучшее управление температурой, поскольку уменьшает размер SMD, прикрепленных к печатной плате. Линии сборки имеют термопрокладки, переходные отверстия и другие методы снижения температуры для балансировки рассеивания тепла в системе.
б) Эффективность затрат
Технология SMT снижает затраты на рабочую силу за счет автоматизации производственных участков, что снижает проблемы с качеством продукции, вызванные человеческими ошибками.
в) Поддерживает сложные конструкции печатных плат.
Благодаря технологии поверхностного монтажа (SMT) становится возможным размещать на плате сложные конструкции из устройств, поскольку компоненты можно разместить на более компактной площади платы.
г. Обеспечивает более высокую долговечность и надежность
Благодаря высокой адгезии монтируемых устройств к поверхности печатной платы, что предотвращает повреждения, вызванные ударами, термическими и механическими нагрузками, процесс крепления SMT позволяет изготавливать высокопрочные печатные платы.
е. Меньшие требования к пространству
Методы поверхностного монтажа занимают меньше места, чем традиционная технология сквозного монтажа. Основной причиной является уменьшение размера устройств поверхностного монтажа (SMD), которые можно напрямую прикрепить к печатной плате без каких-либо отверстий.
Недостатки SMT-сборки
Несмотря на ежедневное использование в электронной промышленности, технология SMT по-прежнему связана с проблемами/трудностями, что делает этот процесс нежелательным для мелких производителей. Некоторые из этих проблем включают:
а. Ремонтировать сложно и дорого
Ремонт большинства схем SMT затруднен из-за плотного монтажа компонентов. Из-за высокой плотности размещения у техников очень мало места для работы по замене неисправных компонентов. Из-за этого ремонтные работы становятся трудоемкими и дорогими.
б) Требуются высокие первоначальные инвестиции
Первоначальная стоимость оборудования и обучения персонала очень высока при настройке производственной линии SMT. Из-за этой высокой капиталоемкости технология менее привлекательна для малых предприятий, работающих с ограниченным бюджетом.
в) Сложность тестирования
Меньшие по размеру электронные компоненты, используемые в технологии поверхностного монтажа, усложняют задачу для специалистов, проводящих визуальный осмотр, по сравнению с традиционной технологией сквозных отверстий.
г. Он очень чувствителен к теплу.
Некоторые SMT-устройства подвержены термическому воздействию в процессе изготовления, что в свою очередь приводит к сокращению срока службы.
е. Это затрудняет нанесение паяльной пасты.
Наличие припоя в процессе изготовления SMT создает различные проблемы, включая недостаточное смачивание, окисление и несоосность компонентов. Эти дефекты могут привести к проблемам с электрическим соединением, которые ухудшают целостность конечного продукта.
Получите услуги по сборке печатных плат SMT от PCBasic
Ищете надежные услуги по сборке печатных плат? В PCBasic мы специализируемся на сборке печатных плат SMT, предоставляя высококачественные решения по сборке SMT для различных отраслей промышленности. Наш передовой процесс SMT обеспечивает точность, эффективность и экономичность.
С PCBasic вы получаете:
✔ Высокоскоростная автоматизированная сборка SMT
✔ Надежный источник SMD-компонентов
✔ Строгий контроль качества при каждой сборке печатных плат SMT
✔ Доступные услуги по сборке печатных плат с глобальной цепочкой поставок
Вывод
Преимущества SMT-сборки, такие как экономия места и хорошие эксплуатационные характеристики, нельзя игнорировать, несмотря на проблемы, которые она поднимает. В частности, высокая стоимость ремонта делает систему очень дорогой для небольших компаний. Несмотря на это, SMT по-прежнему является предпочтительным выбором для производства электроники, даже с учетом масштабирования производства энергосберегающих устройств.
Для студентов, инженеров и производителей, проходящих обучение, знание преимуществ и недостатков SMT имеет решающее значение для эффективного использования этой технологии.
