Применение и будущие тенденции технологии поверхностного монтажа (SMT) в производстве печатных пластин

Применение и будущие тенденции технологии поверхностного монтажа (SMT) в производстве печатных пластин

Введение
Технология поверхностного монтажа (SMT), как основной процесс современного электронного производства, полностью изменила ограничения традиционной технологии монтажа через отверстие (THT).Прямая установка электронных компонентов без проводов или с короткими проводами на поверхность печатных плат (PCBS), SMT достигает высокой плотности, высокой производительности и миниатюризации электронных продуктов.В этой статье будет всесторонне проанализировано применение SMT в производстве ПХБ с таких аспектов, как процесс потока, технические преимущества, проблемы и будущие тенденции.

I. Технологический процесс СМТ ПХБ
Основной процесс SMT включает в себя такие этапы, как подготовка материала, печать пастой для сварки, монтаж компонентов, повторная сварка, а также инспекция и ремонт,которые могут быть разделены на следующие ключевые звенья::

Стеклопечатанная пастера для сварки
Используйте стальную сетку и сетевую печатную машину, чтобы точно напечатать пасту сварки на подложки ПКБ. Единообразие пасты сварки напрямую влияет на качество сварки.Необходимо обеспечить отсутствие пропущенной печати или адгезии с помощью оптической инспекции (SPI) 136.

Установка компонента
Машина для установки с технологией поверхностного монтажа (SMT) помещает компоненты поверхностного монтажа (SMD) в положение пасты для сварки с помощью высокоточной системы визуализации и механической руки.Для двухсторонних досок, необходимо различать стороны A и B, и для крепления могут быть использованы пасты для сварки с различной точкой плавления или красные клеи 35.

Сплав рефлюсом
В печи для повторного сварки пасты для сварки после предварительного нагрева, плавления и охлаждения образуют сварные соединения.Точный контроль температурной кривой является ключом к предотвращению ложного запоя или теплового повреждения компонентов. 68

Проверка и ремонт
Качество сварки проверяется с помощью автоматической оптической инспекции (AOI), рентгеновской инспекции и т.д., а дефектные точки сварки ремонтируются.Сложные схемы все еще требуют функциональных испытаний для обеспечения надежности 68.

Для смешанного сборочного процесса (SMT в сочетании с проходными компонентами) следует комбинировать волновую сварку или ручную сварку, например, сначала поверхностную установку, а затем проходную сварку,или комбинация двустороннего рефлюсового запоя и волнового запоя. 69

II. Технические преимущества SMT
Популярность СМТ обусловлена ее всеобъемлющими преимуществами во многих аспектах:

Миниатюризация и высокая плотность
Объем компонентов SMD на 60% меньше, чем объем компонентов с отверстиями, а их вес уменьшается на 75%, что значительно увеличивает плотность маршрутизации ПКБ.Они поддерживают двустороннюю установку и уменьшают потребность в бурении 2410.

Характеристики и надежность высокочастотных устройств
Короткая конструкция провода уменьшает паразитарную индуктивность и емкость и улучшает эффективность передачи сигнала.Противовибрационная производительность высока, и среднее время между сбоями (MTBF) значительно увеличивается на 27.

Расходы и выгоды
Сокращение количества слоев и площади ПКБ с целью снижения затрат на материалы и транспортировку; автоматизированное производство сокращает человеческий вклад, и общая стоимость может быть снижена на 30% до 50%410.

Эффективность производства
Полностью автоматизированный процесс (например, устройство, адаптирующееся к нескольким компонентам) сокращает время подготовки к производству и обеспечивает высокую эффективность производства в больших количествах.

III. Проблемы, с которыми сталкивается SMT
Несмотря на свои значительные преимущества, SMT по-прежнему имеет следующие технические ограничения:

Толерантность механических нагрузок
Размеры сварного соединения относительно малы и они подвержены отказу при частом замыкании и вымыкании или в условиях сильных вибраций.Необходимо усилить соединение 710 в сочетании с технологией проходки..

Ограничения высокой мощности и рассеивания тепла
Компоненты высокой мощности (такие как трансформаторы) имеют высокие требования к рассеиванию тепла и обычно должны использовать конструкции с отверстиями в сочетании, увеличивая сложность процесса на 79.

Сложность обработки
Требования к точности межслойного выравнивания для многослойных ПКБС высоки. Если происходит отклонение от выравнивания, это может вызвать смещение компонентов и увеличить скорость переработки на 9%.

IV. Будущие тенденции развития
Более высокая интеграция и миниатюризация
С популярностью пакетов 01005 и еще меньших компонентов SMT будет стимулировать дальнейшую миниатюризацию электронных продуктов,при решении задач печати и точности монтажа 810.

Интеллектуальная технология обнаружения
Искусственный интеллект и машинное обучение повысят способность систем AOI распознавать дефекты, уменьшат ручное вмешательство и повысят эффективность обнаружения.

Технология гибридного производства
Сочетание SMT, технологии проходных отверстий и 3D-печати может удовлетворить требованиям высокопроизводительных и сложных конструкций.такие как проектирование гибридных платок в автомобильной электронике 79.

Зеленое производство
Продвижение безсвинцовых процессов сварки и низкотемпературной сварки отвечает требованиям охраны окружающей среды, сокращая потребление энергии на 8%.

Заключение
Технология SMT, с ее высокой эффективностью, высокой надежностью и экономическими преимуществами, стала краеугольным камнем электронной промышленности.Несмотря на такие трудности, как механическая прочность и теплоотделение, SMT продолжит вести электронные продукты к более высокой производительности и меньшему размеру благодаря технологическим инновациям и оптимизации процессов.Интеллект и зелёность будут его основными направлениями эволюции., предоставляя ключевую техническую поддержку для таких развивающихся областей, как 5G и Интернет вещей.