Publicar Time: 2024-08-23 Origem: alimentado
A tecnologia de montagem na superfície (SMT) é um método usado na fabricação eletrônica, onde os componentes são montados diretamente na superfície das placas de circuito impresso (PCB s). SMT tornou-se o processo de fabricação padrão na indústria de eletrônicos devido à sua eficiência, custo-efetividade e capacidade de produzir dispositivos eletrônicos compactos e de alto desempenho. Neste artigo, exploraremos o processo de fabricação SMT em detalhes, incluindo cada etapa e termos relacionados.
Antes de mergulhar no processo de fabricação SMT, é importante entender alguns termos -chave:
PCB (placa de circuito impresso) : uma placa usada em eletrônicos para suportar e conectar eletricamente componentes eletrônicos.
SMD (dispositivo de montagem de superfície) : componentes projetados para serem montados diretamente na superfície de PCB s.
Pasta de solda : uma mistura de solda em pó e fluxo usados para conectar SMD s a PCB s.
Solda de reflexão : um processo em que a pasta de solda é aquecida ao seu ponto de fusão para criar conexões elétricas e mecânicas permanentes entre os componentes e o PCB.
AOI (Inspeção óptica automatizada) : um processo de inspeção visual baseado em máquina que usa câmeras para detectar defeitos em PCB s.
AXI (inspeção automatizada de raios-X) : um método de inspeção usando raios-X para verificar as juntas e conexões de solda escondidas abaixo dos componentes.
SPI (Inspeção da pasta de solda) : o processo de verificar a qualidade do aplicativo de pasta de solda em um PCB.
O processo de fabricação SMT consiste em várias etapas, cada uma crítica para garantir a colocação e a solda confiáveis dos componentes eletrônicos em um PCB. Abaixo está uma visão geral detalhada de cada etapa no processo SMT.
A primeira etapa no processo de fabricação SMT é aplicar a pasta de solda ao PCB. A pasta de solda é uma substância pegajosa feita de pequenas bolas de solda misturadas com fluxo. É aplicado às áreas do PCB onde os componentes serão montados, normalmente em almofadas de metal.
estêncil alinhamento : um estêncil de metal com recortes correspondentes aos locais da almofada de solda no PCB é colocado sobre a placa. O estêncil atua como uma máscara para garantir que a pasta de solda seja aplicada apenas às áreas desejadas.
Aplicação de pasta : um squeegee ou uma ferramenta semelhante espalha a pasta de solda através do estêncil, forçando -a através das aberturas para o PCB abaixo. A espessura e a uniformidade da camada de pasta são críticas para garantir a fixação e a solda adequadas dos componentes.
estêncil Remoção : O estêncil é cuidadosamente levantado, deixando pasta de solda depositada com precisão nas almofadas PCB.
A aplicação adequada da pasta de solda é crucial, pois determina a qualidade das juntas de solda e a confiabilidade geral da montagem.
Depois de aplicar a pasta de solda, o próximo passo é a inspeção da pasta de solda (SPI) . Esta etapa é vital para garantir que a pasta de solda seja depositada corretamente no PCB.
Inspeção automatizada : SPI Máquinas usam câmeras e sensores para digitalizar os PCB e medir o volume, a altura, a área e a posição dos depósitos de pasta de solda.
Controle de qualidade : Os dados de inspeção são analisados para detectar qualquer defeito, como pasta insuficiente, pasta em excesso ou depósitos desalinhados. Esses defeitos podem levar a más articulações de solda, extração de componentes ou circuitos curtos.
Loop de feedback : se os defeitos forem detectados, podem ser feitos ajustes na configuração da impressora ou parâmetros de processo da impressora de pasta de solda para corrigir o problema. Esse loop de feedback garante aplicação de pasta de solda de alta qualidade.
Depois que a pasta de solda é inspecionada e verificada, a próxima etapa é a montagem de chip , também conhecida como colocação de componentes.
Preparação de componentes : SMT componentes, ou SMD s, são fornecidos em bobinas, bandejas ou tubos e alimentados na máquina de seleção e lugar.
Pick-and-place : A máquina de seleção e lugar usa braços robóticos equipados com bicos de vácuo para pegar componentes dos alimentadores e colocá-los nas almofadas de solda no PCB. A alta precisão da máquina garante que os componentes estejam posicionados com precisão de acordo com o design PCB.
Alinhamento e colocação : a máquina usa sistemas de visão e algoritmos de alinhamento para garantir que cada componente seja colocado corretamente. A velocidade e a precisão das modernas máquinas de pick-and-lugar permitem a produção de alto rendimento.
A montagem de chip é uma etapa crítica, pois qualquer desalinhamento ou extração pode resultar em placas defeituosas que requerem retrabalho ou demolição dispendiosa.
Após a colocação automatizada dos componentes, muitas vezes é necessário uma inspeção visual e a colocação de alguns componentes manualmente.
Inspeção visual : Os operadores qualificados inspecionam visualmente as placas para verificar se há componentes desalinhados, peças ausentes ou qualquer defeito óbvio que as máquinas possam ter perdido. Esta etapa é frequentemente feita usando ferramentas de ampliação ou microscópios.
Colocação de componentes manuais : Alguns componentes, especialmente aqueles que não são padrão, grandes ou sensíveis, podem precisar ser colocados manualmente. Isso pode incluir conectores, transformadores ou componentes de formato ímpar que as máquinas automatizadas não podem lidar efetivamente.
Ajustes : se os componentes estiverem fora de lugar ou ausentes, os operadores poderão ajustar ou adicionar manualmente esses componentes para garantir que todas as peças estejam posicionadas corretamente antes de soldar.
Esta etapa ajuda a garantir que quaisquer erros do processo automatizado sejam capturados mais cedo, reduzindo os defeitos potenciais no produto final.
Uma vez que todos os componentes estiverem no lugar, a montagem PCB passa para refletir a solda , onde a pasta de solda é derretida para formar conexões elétricas e mecânicas permanentes.
Zona de pré -aquecimento : a montagem PCB é gradualmente aquecida no forno de reflexão para remover qualquer umidade e levar a placa e os componentes a uma temperatura logo abaixo do ponto de fusão da solda.
Zona de imersão : a temperatura é mantida para ativar o fluxo na pasta de solda, que limpa as superfícies de metal e as prepara para soldagem.
Zona de reflexão : A temperatura é rapidamente aumentada para o ponto de fusão da pasta de solda, fazendo com que as bolas de solda derretem e formem as juntas de solda entre os componentes e as almofadas PCB.
Zona de resfriamento : a montagem é resfriada lentamente para solidificar as juntas de solda, garantindo uma forte conexão mecânica e elétrica.
A soldagem do reflexão é crítica, pois determina a qualidade das juntas de solda, que afeta o desempenho e a confiabilidade do dispositivo eletrônico final.
Após a solda de refluxo, a Assembléia sofre inspeção óptica automatizada (AOI) para detectar qualquer defeito na colocação ou solda dos componentes.
Imagens de alta resolução : AOI Máquinas usam câmeras de alta resolução para capturar imagens detalhadas do conjunto PCB de vários ângulos.
Análise da imagem : A máquina compara as imagens capturadas com uma boa referência conhecida, procurando desvios como componentes ausentes, polaridade incorreta, pontes de solda ou tombstoning (onde os componentes estão em uma extremidade).
Detecção de defeitos : o sistema AOI sinaliza quaisquer defeitos para revisão. As placas com defeitos detectados são enviados para retrabalho ou marcado para inspeção adicional.
AOI ajuda a manter a alta qualidade, garantindo que apenas as placas livres de defeitos continuem para o próximo estágio de produção.
Para componentes com juntas de solda ocultas, como matrizes de grade de bola (BGA s) , é necessária uma inspeção automatizada de raios-X (AXI) para inspecionar a qualidade da solda.
Imagem de raios-X : AXI Máquinas usam raios X para penetrar no PCB e criar imagens das juntas de solda escondidas abaixo dos componentes.
Análise de defeitos : As imagens de raios-X são analisadas para verificar defeitos como vazios, pontes de solda ou cobertura insuficiente de solda, que não são visíveis através da inspeção óptica.
Garantia da qualidade : Os quadros com defeitos são sinalizados para retrabalhar ou sucas, dependendo da severidade e da viabilidade de retrabalho.
AXI é essencial para garantir a confiabilidade dos componentes com juntas de solda ocultas, pois defeitos não detectados podem levar à falha do dispositivo.
A etapa final no processo de fabricação SMT é o teste no circuito (TIC) ou um teste funcional para garantir que o conjunto PCB atenda a todas as especificações elétricas e funcionais.
Teste no circuito (TIC) : Este teste verifica os componentes individuais no PCB, como resistores, capacitores e ICs, para garantir que sejam corretamente colocados e funcionando. O TIC também verifica os shorts, as abre e as conexões de solda corretas.
Teste funcional : neste teste, o PCB é ligado e funções específicas são testadas para garantir que a placa tenha desempenho conforme o esperado. O teste funcional simula as condições operacionais reais que o PCB enfrentará em seu aplicativo final.
Identificação e retrabalho de defeitos : se algum defeito for identificado durante o teste de TIC ou funcional, a placa será enviada de volta para retrabalho. Isso pode envolver a substituição de componentes, soldando ou ajustando as configurações de montagem.
Os testes de TIC e funcionais são as últimas etapas para garantir a qualidade e a funcionalidade do produto final, minimizando o risco de produtos defeituosos atingirem o cliente.
O processo de fabricação SMT envolve várias etapas precisas, desde a impressão de pasta de solda até o teste funcional final. Cada etapa é crucial para garantir a qualidade, a confiabilidade e o desempenho do produto eletrônico final. Ao entender os detalhes de cada etapa no processo SMT, os fabricantes podem produzir eletrônicos de alta qualidade que atendem aos padrões exigentes de hoje.