Целосно објаснет процес на склопување на SMT: Од гола плоча до финален производ

Вовед: Важноста на разбирањето на процесот на склопување на SMT

Технологијата за површинско монтирање (SMT) е основа на модерното електронско производство. Таа овозможува брзо и прецизно поставување на компонентите директно на површината на печатените кола (PCB). Како што уредите стануваат покомпактни, помоќни и функционално интегрирани, SMT процесите мора да обезбедат бескомпромисна сигурност, тесни толеранции и одличен квалитет на лемење.

Без разлика дали сте инженер за дизајн кој се подготвува за обемно производство, специјалист за набавки кој ги оценува добавувачите на EMS или инженер за квалитет кој ги следи приносите, разбирањето на целиот SMT процес е од суштинско значење.

Оваа статија дава сеопфатен преглед на производствената линија на SMT, од моментот кога голата плоча ќе влезе во линијата до моментот кога станува целосно тестирана, подготвена за испорака PCBA.

Чекор 1: Примање, печење и подготовка на печатена плочка

Пред да влезат во SMT линијата, голите ПХБ мора да бидат визуелно и димензионално проверени, особено за високофреквентни, повеќеслојни или HDI плочи. Критичните параметри вклучуваат искривување, оксидација на површините на плочките и дебелина на плочата.

Чувствителност на влага: Ламинатите со висок Tg или PTFE се чувствителни на влага. Претходното печење на 105–125°C во тек на 4–12 часа (според упатствата на IPC) спречува деламинација, микропукнатини и празнини за време на повторното распрскување.

Чекор 2: Печатење со лемење

Пастата за лемење, обично составена од 90% метална легура и 10% флукс, се печати на изложени плочки на печатена плочка со помош на прецизен шаблон од не'рѓосувачки челик.

• Дебелина на шаблонот: 100–150 микрони во зависност од наклонот на компонентата
• Дизајн на шаблон: Големина на отворот, соодноси на намалување на подлогата, намалувања на степените на пренос
• Параметри за печатење: брзина на гумена шпатула, притисок, брзина на одвојување
• Тип на паста: Тип 3 за стандардна, Тип 4 или 5 за фина или микро-BGA

Точното печатење со паста за лемење е клучно за да се постигне рамномерно навлажнување и да се спречат дефекти како што се премостување, недоволно лемење и натрупување на камења.

Чекор 3: Инспекција на паста за лемење (SPI)

Автоматизираните SPI системи користат 2D или 3D ласерска триангулација за мерење на:

• Висина на лепење
• Конзистентност на волуменот
• Офсет и порамнување на шаблонот
• Детекција на мостови и проценка на празнини

SPI-ите се неопходни за рана контрола на процесот, намалувајќи го ширењето на дефекти понатаму во процесот.

Чекор 4: Брзо подигање и поставување

Системот за подигнување и поставување ги монтира SMT компонентите на плочките покриени со паста за лемење. Современите системи можат да се справат со:

• Пасивни компоненти со големина од 01005
• Интегрирани кола со QFN, LGA и BGA пакети со фин тон
• Компоненти со чудна форма со прилагодени алгоритми за визија
• Истовремено поставување на горната и долната страна

Размислувања за ракување со компоненти:

• Тип на довод: ролна, послужавник, стапче
• Визуелна инспекција за ротација и усогласување
• Контрола на висината и копланарноста
• Електростатска заштита за време на подигање

Машини како што се Јамаха, Панасоник или Јуки можат да достигнат брзини на поставување што надминуваат 80.000 CPH со точност поголема од ±30 микрони.

Чекор 5: Репродуктивно лемење

Плочите сега влегуваат во рерната за повторно лемење, која има до 10 зони со контролирана температура. Секоја зона служи за постепено доведување на плочата до точката на топење на лемењето, а потоа нејзино ладење без да предизвика термички стрес.

• Зона за претходно загревање: 80–150°C
• Зона на потопување: 150–180°C за активирање на флуксот
• Зона на врвен рефлукс: 230–250°C (во зависност од легурата на лемењето)
• Зона за ладење: Брзо спуштање под 180°C за формирање стабилни споеви

Секој склоп на печатена плочка мора да помине низ термичко профилирање за да се прилагоди кривата врз основа на распоредот на материјалот, густината на компонентите и апсорпцијата на топлина на подлогата.

Чекор 6: Автоматизирана оптичка инспекција (AOI)

По повторното прелевање, AOI машините ја споредуваат сликата од лемената плоча во реално време со златна референца.

• Поларитет и ориентација
• Присуство и отсуство
• Филети од олово за лемење
• Кратки споеви, подигнати кабли и ладни споеви

Современите AOI користат повеќеаголни камери, 3D моделирање и машинско учење за да ги подобрат стапките на откривање, особено за распореди со висока густина.

Чекор 7: Рентгенска инспекција за сложени пакувања

Компонентите како BGA, LGA и QFN имаат скриени споеви за лемење под пакувањето. Рентгенската инспекција овозможува:

• Верификација на мокрење на топката за лемење
• Детекција на празнина во подлогите за напојување и заземјување
• Анализа на покриеноста на термичката подлога
• Мост и кратка идентификација

3Д КТ скенирање е достапно за напредна анализа на основната причина и истражување на дефекти.

Чекор 8: Рачна инспекција и преработка

Дури и во автоматизирани линии, потребна е човечка интервенција за:

• Визуелна инспекција под микроскоп
• Лемење со репарација
• Замена на оштетени или неправилно порамнети компоненти
• Преработка на BGA со употреба на станици за преработка на топол воздух

Преработката мора да ги следи стандардите IPC-7711/21 и да биде евидентирана во системот за следливост.

Чекор 9: Тест во коло (ICT) и функционален тест (FCT)

Тестирањето ја обезбедува функционалноста и сигурноста на производот пред испорака.

ИКТ карактеристики:

• Мери отпор, капацитивност, напон
• Детектира отворени, кратки, недостасувачки или неточни компоненти
• Врз основа на фиксација, користејќи контакт со лежајот на ноктите

Карактеристики на FCT:

• Симулира однесување на производот во реалниот свет
• Комуницира со микроконтролери или сензори
• Може да вклучува тестирање на UART, I2C, SPI или CAN интерфејс

Чекор 10: Конечно склопување, етикетирање и пакување

Откако електричните тестови ќе бидат успешни, плочката продолжува кон последните чекори:

• Монтирање на конектор и поврзување на кабелот
• Инсталација на куќиште или конформен слој
• Ултразвучно или со растворувачско чистење (без чистење по избор)
• Ласерско обележување или етикетирање со баркод
• Антистатичко пакување и прилагодено етикетирање

Напредните EMS провајдери нудат целосна следливост по серија, по сериски број или по единица, во зависност од индустриските стандарди.

SMT склопувањето е мостот од дизајн до функционалност

Склопувањето на SMT е софистициран процес што бара прецизна контрола, постојан мониторинг и меѓуфункционална експертиза. Секоја фаза - од таложење на паста до инспекција и конечно пакување - мора да биде оптимизирана за да се гарантира сигурност и перформанси.

Во Rich Full Joy, поддржуваме високофреквентни, брзи, повеќеслојни и критични PCB плочи со:

• Напредна SMT опрема и профилирање на препроток
• Искуство со BGA, QFN и RF модули
• Внатрешни можности за рентген, AOI, SPI и ICT/FCT
• Кратки рокови на испорака и прототипови со мал обем
• Долгорочни партнерства во воздухопловната, телекомуникациската, медицинската и автомобилската индустрија

Барате професионален SMT партнер за вашиот следен производ? Контактирајте го нашиот инженерски тим денес за бесплатен DFM преглед и брза понуда.