Технология установки на поверхности (SMT)

Технология поверхностного монтажа (SMT): "Невидимый инженер" современного электронного производства

Введение
Технология поверхностного монтажа (SMT) является одной из основных технологий в области электронного производства.Прямая установка микроэлектронных компонентов на поверхность печатных плат (PCBS), он заменил традиционную технологию монтажа через отверстия и стал ключевым фактором миниатюризации и высокой производительности современных электронных продуктов.От смартфонов до аэрокосмического оборудования, SMT повсюду и можно назвать "невидимым инженером" электронной промышленности.

I. Историческая эволюция СМТ
SMT возникла в 1960-х годах и впервые была разработана IBM в Соединенных Штатах.Первоначально он использовался в небольших компьютерах и аэрокосмическом оборудовании (например, навигационный компьютер ракеты-носителя "Сатурн")..

В 1980-х годах: технология постепенно созревала, и доля рынка быстро увеличилась с 10%.

В конце 1990-х годов: это стало основным процессом, с более чем 90% электронных продуктов, принимающих SMT.

В XXI веке, с требованием миниатюризации (например, компоненты 01005, упаковка BGA) и требованиями по охране окружающей среды (бессвинцовая пайка),SMT продолжает итерацию и модернизацию 47.

II. Основные принципы и процессы SMT
Основная часть SMT заключается в "монтаже" и "сварке".

Печать пастой с лепилой

С помощью шаблона из нержавеющей стали, разрезанного лазером (мощностью 0,1-0,15 мм), паста для сварки с точностью напечатана на пластинки PCB через скреб.Паста для сварки изготавливается путем смешивания порошка для сварки и потока. Толщина печати должна контролироваться (обычно 0,3-0,6 мм) 69.

Ключевое оборудование: полностью автоматический принтер для сварки пасты в сочетании с SPI (детектором сварки пасты) для 3D-сканирования для обеспечения качества печати 69.

Установка компонента

Машина с поверхностной установкой захватывает компоненты (такие как резисторы, конденсаторы и чипы) через вакуумные сосуды и достигает точности ± 0,025 мм с помощью системы визуального позиционирования.Он может подниматься до 200 метров.1000 очков в час.

Сложности: для неравномерных компонентов (таких как гибкие соединители) требуются специальные сосуды, а упаковка BGA полагается на рентгеновское обнаружение для проверки целостности запорных шариков.

Сплав рефлюсом

Благодаря точному контролю температурной кривой (предварительное нагревание, пропитие, повторный поток, охлаждение) паста для сварки расплавляется и образуются надежные сварные соединения.Пиковая температура безсвинцовых процессов обычно составляет 235-245°C, а зона высокой температуры длится 40-60 секунд.

Контроль риска: скорость охлаждения должна быть ≤4°C/с, чтобы избежать дефектов решетки на соединительных узлах.

Проверка и ремонт

AOI (Автоматическая оптическая инспекция): может идентифицировать дефекты, такие как отсутствующие части, смещения и надгробия, с точностью до 0,01 мм.

Рентгеновская инспекция: используется для проверки качества скрытых сварных соединений, таких как BGA;

Рабочая станция по ремонту: локально подогреть до точки плавления сварки и заменить дефектный компонент 89.

III. Технические преимущества SMT
По сравнению с традиционной технологией проходных отверстий, SMT достигла прорывов в нескольких измерениях:

Объем и вес: объем компонента уменьшается на 40-60%, а вес уменьшается на 60-80%, поддерживая высокоплотную проводку (например, компоненты с диаметром 0,5 мм) 310;

надежность: уровень дефекта сварных соединений составляет менее десяти частей на миллион,с высокой антивибрационной способностью и превосходными высокочастотными характеристиками схемы (уменьшенная паразитарная индуктивность и емкость). 37

Эффективность производства: высокая степень автоматизации, сокращение затрат на рабочую силу более чем на 50%, поддержка двусторонней установки и гибкое производство.

Защита окружающей среды и экономичность: сокращение отходов с бурения и материалов, процесс без свинца соответствует стандарту RoHS 35.

IV. Области применения SMT
Потребительская электроника: миниатюризация смартфонов и ноутбуков;

Автомобильная электроника: высокие требования к надежности модулей управления и датчиков ЭКУ;

Медицинское оборудование: портативные мониторы, прецизионная сборка имплантируемых устройств;

Аэрокосмическая и военная промышленность: Проектирование противовибрационного оборудования для спутниковой связи и навигационных систем 4710.

V. Будущие тенденции и проблемы
Интеллект и гибкость: машины с адаптивной технологией установки поверхности (SMT), основанной на ИИ, и реконфигурируемые производственные линии адаптируются к требованиям к индивидуализации небольших партий. 56

Трехмерная интеграция: повышение эффективности использования пространства с помощью технологии 3D-укладываемой упаковки;

Зеленое производство: содействие использованию очистительных средств на водной основе и биоразлагаемых сварных материалов для сокращения выбросов ЛОС на 59%;

Ограничение точности: для решения растущих проблем монтажа компонентов ниже 01005 (например, 008004), разработать технологию позиционирования до микрона 9.

Заключение
Технология установки на поверхности является не только техническим краеугольным камнем электронного производства, но и невидимой силой, движущей человечество к интеллектуальной эре.от микрометров до нанометровВ будущем, с интеграцией новых материалов и интеллектуальных технологий,SMT продолжит писать технологическую легенду о том, что она "маленькая, но мощная".