veröffentlichen Zeit: 2024-08-23 Herkunft: Powered
Die Oberflächenmontage -Technologie (SMT) ist eine Methode, die in der Elektronikherstellung verwendet wird, bei der Komponenten direkt auf der Oberfläche der gedruckten Leiterplatten (PCB s) montiert werden. SMT ist aufgrund ihrer Effizienz, Kostenwirksamkeit und Fähigkeit, kompakte, leistungsstarke elektronische Geräte herzustellen, zum Standardherstellungsprozess in der Elektronikindustrie geworden. In diesem Artikel werden wir den SMT -Fertigungsprozess im Detail untersuchen, einschließlich jeder Schritt und den damit verbundenen Begriffen.
Bevor Sie in den Herstellungsprozess SMT eintauchen, ist es wichtig, einige Schlüsselbegriffe zu verstehen:
PCB (gedruckte Leiterplatte) : Eine in der Elektronik verwendete Karte, um elektronische Komponenten mechanisch zu unterstützen und elektrisch anschließen.
SMD (Oberflächenbergvorrichtung) : Komponenten, die so konzipiert sind, dass sie direkt auf der Oberfläche von PCB s montiert werden.
Lötpaste : Eine Mischung aus pulverisiertem Lötmittel und Fluss, mit dem SMD S an PCB s angebracht wird.
Reflow -Löten : Ein Prozess, bei dem Lötpaste auf den Schmelzpunkt erhitzt wird, um dauerhafte elektrische und mechanische Verbindungen zwischen Komponenten und PCB zu erzeugen.
AOI (automatisierte optische Inspektion) : Ein maschinenbasierter visueller Inspektionsprozess, bei dem Kameras Defekte in PCB s erfassen.
AXI (automatisierte Röntgeninspektion) : Eine Inspektionsmethode unter Verwendung von Röntgenaufnahmen zum Überprüfen von Lötverbindungen und -verbindungen, die unter den Komponenten versteckt sind.
SPI (Lötpaste -Inspektion) : Der Prozess der Überprüfung der Qualität der Lötpaste -Anwendung auf einem PCB.
Der Fertigungsprozess SMT besteht aus mehreren Schritten, die jeweils entscheidend für die zuverlässige Platzierung und das Löten elektronischer Komponenten auf einem PCB sind. Unten finden Sie eine detaillierte Übersicht über jeden Schritt im Prozess SMT.
Der erste Schritt im Herstellungsprozess SMT ist die Anwendung von Lötpaste auf PCB. Lötpaste ist eine klebrige Substanz aus winzigen Lötkugeln, die mit Fluss gemischt werden. Es wird auf die Bereiche der PCB angewendet, in denen Komponenten montiert werden, typischerweise auf Metallpolstern.
Schablone Ausrichtung : Eine Metallschablone mit Ausschnitten, die den Lötkadsorten auf dem PCB entsprechen, wird über der Platine platziert. Die Schablone fungiert als Maske, um sicherzustellen, dass Lötpaste nur auf die gewünschten Bereiche angewendet wird.
Einfügen Anwendung : Ein Rakeln oder ein ähnliches Werkzeug verteilt die Lötpaste über die Schablone und zwingt sie durch die Öffnungen auf die PCB darunter. Die Dicke und Gleichmäßigkeit der Pasteschicht sind entscheidend, um die ordnungsgemäße Komponentenbefestigung und das Löten zu gewährleisten.
Schablone Entfernung : Die Schablone wird sorgfältig weggehoben, sodass genau abgelagerte Lötpaste auf den PCB Pads.
Die ordnungsgemäße Anwendung von Lötpasten ist entscheidend, da sie die Qualität der Lötverbindungen und die allgemeine Montagezuverlässigkeit bestimmt.
Nach dem Auftragen der Lötpaste ist der nächste Schritt die Lötpaste -Inspektion (SPI) . Dieser Schritt ist von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Lötpaste auf der PCB korrekt abgelagert wird.
Automatische Inspektion : SPI Maschinen verwenden Kameras und Sensoren, um die PCB zu scannen und die Lautstärke, die Höhe, die Fläche und die Position der Lötpasteablagerungen zu messen.
Qualitätskontrolle : Die Inspektionsdaten werden analysiert, um Defekte wie unzureichende Paste, überschüssige Paste oder falsch ausgerichtete Ablagerungen zu erkennen. Diese Defekte können zu schlechten Lötverbindungen, Fehlplanung oder Kurzstrecken führen.
Rückkopplungsschleife : Wenn Defekte erkannt werden, können Anpassungen an die Lötpaste -Drucker -Setup oder -Perationsparameter vorgenommen werden, um das Problem zu beheben. Diese Rückkopplungsschleife sorgt für eine qualitativ hochwertige Lötpaste-Anwendung.
Sobald die Lötpaste inspiziert und verifiziert wurde, ist der nächste Schritt die Chip -Montage , auch als Komponentenplatzierung bezeichnet.
Komponentenvorbereitung : SMT Komponenten oder SMD s werden in Rollen, Tabletts oder Röhren geliefert und in die Pick-and-Place-Maschine eingespeist.
Pick-and-Place : Die Pick-and-Place-Maschine verwendet Roboterarme, die mit Vakuumdüsen ausgestattet sind, um Komponenten von den Feeder aufzunehmen und sie auf die Lötpasted-Pads auf der PCB zu legen. Die hohe Präzision der Maschine stellt sicher, dass Komponenten genau nach dem Design PCB positioniert sind.
Ausrichtung und Platzierung : Die Maschine verwendet Sichtsysteme und Alignment -Algorithmen, um sicherzustellen, dass jede Komponente korrekt platziert wird. Die Geschwindigkeit und Genauigkeit moderner Pick-and-Place-Maschinen ermöglichen eine Hochdurchsatzproduktion.
Die Chip -Montage ist ein kritischer Schritt, da jede Fehlausrichtung oder Fehleinstellung zu fehlerhaften Boards führen kann, die kostspielige Nacharbeit oder Schrott erfordern.
Nach der automatisierten Platzierung von Komponenten besteht häufig eine visuelle Inspektion und die Platzierung einiger Komponenten von Hand.
Visuelle Inspektion : Facherbetreiber inspizieren die Boards visuell, um nach falsch ausgerichteten Komponenten, fehlenden Teilen oder offensichtlichen Mängel zu überprüfen, die die Maschinen möglicherweise übersehen haben. Dieser Schritt erfolgt häufig mit Vergrößerungswerkzeugen oder Mikroskopen.
Manuelle Komponentenplatzierung : Einige Komponenten, insbesondere solche, die nicht standardmäßig sind, groß oder empfindlich sind, müssen möglicherweise manuell platziert werden. Dies kann Anschlüsse, Transformatoren oder ungerade geformte Komponenten umfassen, die automatisierte Maschinen nicht effektiv verarbeiten können.
Anpassungen : Wenn festgestellt wird, dass Komponenten fehl am Platz sind oder fehlen, können die Bediener diese Komponenten manuell anpassen oder hinzufügen, um sicherzustellen, dass alle Teile vor dem Löten korrekt positioniert werden.
Dieser Schritt sorgt dafür, dass alle Fehler aus dem automatisierten Prozess frühzeitig erfasst werden, wodurch potenzielle Defekte im Endprodukt reduziert werden.
Sobald alle Komponenten vorhanden sind, wird die Assemblierung PCB zum Reflow -Löten fortgesetzt , wobei die Lötpaste so geschmolzen ist, um dauerhafte elektrische und mechanische Verbindungen zu bilden.
Vorheizenzone : Die PCB -Argbodblatt wird allmählich im Reflow -Ofen erhitzt, um jede Feuchtigkeit zu entfernen und die Platine und Komponenten auf eine Temperatur direkt unter dem Schmelzpunkt des Lötmittels zu bringen.
Einweichenzone : Die Temperatur wird beibehalten, um den Fluss in der Lötpaste zu aktivieren, die die Metalloberflächen reinigt und auf Löten vorbereitet.
Reflow -Zone : Die Temperatur wird schnell auf über dem Schmelzpunkt der Lötpaste erhöht, wodurch die Lötkugeln zwischen den Komponenten und den PCB -Pads schmelzen und Lötverbindungen bilden.
Kühlzone : Die Baugruppe wird langsam abgekühlt, um die Lötverbindungen zu verfestigen und eine starke mechanische und elektrische Verbindung zu gewährleisten.
Das Reflow -Löten ist kritisch, da es die Qualität der Lötverbindungen bestimmt, was die Leistung und Zuverlässigkeit des endgültigen elektronischen Geräts beeinflusst.
Nach dem Reflow -Löten unterliegt die Baugruppe automatisierte optische Inspektion (AOI) , um Defekte bei der Platzierung oder Lötung von Komponenten zu erkennen.
Hochauflösende Bildgebung : AOI Maschinen verwenden hochauflösende Kameras, um detaillierte Bilder der PCB -Argbly aus mehreren Blickwinkeln aufzunehmen.
Bildanalyse : Die Maschine vergleicht die erfassten Bilder mit einer bekannten guten Referenz und sucht nach Abweichungen wie fehlenden Komponenten, falsche Polarität, Lötbrücken oder Grabstonierung (wo Komponenten an einem Ende stehen).
Defekt Erkennung : Die Systeme AOI markiert alle Defekte zur Überprüfung. Boards mit erkannten Mängel werden entweder zur Nacharbeit gesendet oder zur weiteren Inspektion markiert.
AOI hilft bei der Aufrechterhaltung einer hohen Qualität, indem sie sicherstellt, dass nur fehlerfreie Boards mit der nächsten Produktionsphase fortfahren.
Für Komponenten mit versteckten Lötverbindungen wie Ballgitter-Arrays (BGA s) ist eine automatisierte Röntgeninspektion (AXI) erforderlich, um die Qualität der Lot zu überprüfen.
Röntgenbildgebung : AXI Maschinen verwenden Röntgenaufnahmen, um in PCB einzudringen und Bilder der Lotverbindungen zu erstellen, die unter den Komponenten versteckt sind.
Defektanalyse : Die Röntgenbilder werden analysiert, um Defekte wie Hohlräume, Lötbrücken oder unzureichende Lötabdeckung zu überprüfen, die durch optische Inspektion nicht sichtbar sind.
Qualitätssicherung : Die Boards mit Mängel werden je nach Schweregrad und Überarbeiten zur Durchführbarkeit von Nacharbeiten oder Schrott gekennzeichnet.
AXI ist wichtig, um die Zuverlässigkeit von Komponenten mit versteckten Lötverbindungen sicherzustellen, da nicht entdeckte Defekte zu einem Gerätefehler führen können.
Der letzte Schritt im Herstellungsprozess von SMT ist ein In-Circuit-Test (IKT) oder ein Funktionstest , um sicherzustellen, dass die PCB Montage alle elektrischen und funktionalen Spezifikationen erfüllt.
In-Circuit-Test (IKT) : Dieser Test überprüft die einzelnen Komponenten auf dem PCB wie Widerstände, Kondensatoren und ICs, um sicherzustellen, dass sie korrekt platziert und funktionieren. IKT prüft auch Shorts, Öffnungen und korrekte Lötverbindungen.
Funktionstests : In diesem Test wird der PCB betrieben, und spezifische Funktionen werden getestet, um sicherzustellen, dass die Board wie erwartet ausgeführt wird. Funktionstests simuliert die tatsächlichen Betriebsbedingungen, mit denen PCB in seiner endgültigen Anwendung konfrontiert ist.
Defektidentifikation und -nacharbeit : Wenn Defekte während IKT- oder Funktionstests identifiziert werden, wird die Karte zur Nacharbeit zurückgesandt. Dies kann das Ersetzen von Komponenten, das Wiederaufnehmen oder die Anpassung der Montageeinstellungen beinhalten.
IKT- und Funktionstests sind die letzten Schritte, um die Qualität und Funktionalität des Endprodukts sicherzustellen und das Risiko von fehlerhaften Produkten zu minimieren, die den Kunden erreichen.
Der Herstellungsprozess SMT umfasst mehrere genaue Schritte, vom Drucklötpaste bis zum endgültigen Funktionstests. Jeder Schritt ist entscheidend, um die Qualität, Zuverlässigkeit und Leistung des endgültigen elektronischen Produkts sicherzustellen. Durch das Verständnis der Details jedes Schritts im Prozess SMT können Hersteller eine qualitativ hochwertige Elektronik produzieren, die den anspruchsvollen Standards von heute entsprechen.