Publikasikan Waktu: 2024-08-20 Asal: Situs
Di bidang manufaktur, SMT singkatan dari Teknologi Pemasangan Permukaan. Teknologi ini merevolusi industri manufaktur elektronik dengan memungkinkan produksi perangkat elektronik yang lebih ringkas, efisien, dan andal. SMT memungkinkan perakitan komponen elektronik langsung ke permukaan papan sirkuit tercetak (PCB), dibandingkan dengan metode lama yang memasukkan komponen ke dalam lubang bor pada PCB (dikenal sebagai teknologi lubang tembus).
Teknologi Surface Mount telah menjadi standar dalam manufaktur elektronik karena keunggulannya dalam otomatisasi, pengurangan ukuran, dan peningkatan kompleksitas sirkuit. Memahami SMT, proses, dan aplikasinya sangat penting bagi siapa pun yang terlibat dalam desain dan manufaktur elektronik.
Teknologi Pemasangan Permukaan (SMT) adalah metode yang digunakan dalam manufaktur elektronik untuk menempatkan komponen elektronik langsung ke permukaan papan sirkuit tercetak (PCB). Komponen SMT, juga dikenal sebagai perangkat pemasangan di permukaan (SMD), biasanya lebih kecil dan lebih ringan dari komponen lubang tembus, yang harus dimasukkan ke dalam lubang yang sudah dibor sebelumnya pada PCB.
Miniaturisasi: SMT memungkinkan komponen yang jauh lebih kecil, yang berarti lebih banyak komponen dapat ditempatkan pada PCB, memungkinkan desain yang lebih kompleks dan kompak.
Ramah Otomatisasi: Komponen SMT dapat ditempatkan dan disolder secara otomatis menggunakan mesin berkecepatan tinggi, mengurangi tenaga kerja manual dan meningkatkan kecepatan produksi.
Peningkatan Kinerja Listrik: SMT mengurangi jarak yang harus dilalui sinyal antar komponen, meningkatkan kinerja listrik dan mengurangi interferensi elektromagnetik (EMI).
Efisiensi Biaya: Karena SMT memungkinkan produksi otomatis, hal ini mengurangi biaya tenaga kerja dan meminimalkan limbah material.
Ukuran dan Berat Komponen: Komponen SMT jauh lebih kecil dan ringan dibandingkan komponen lubang tembus, sehingga memungkinkan desain perangkat yang lebih ringkas.
Proses Perakitan: SMT mengandalkan mesin otomatis untuk menempatkan komponen pada permukaan PCB, sedangkan teknologi lubang tembus sering kali memerlukan penyolderan komponen secara manual ke dalam lubang.
Kekuatan Mekanik: Komponen lubang tembus memberikan kekuatan mekanik yang lebih baik karena sambungan sambungan solder melalui PCB, menjadikannya ideal untuk komponen yang memerlukan daya tahan lebih tinggi. SMT, sebaliknya, cukup untuk sebagian besar aplikasi di mana tekanan mekanis minimal.
Integritas Sinyal: SMT menawarkan integritas sinyal yang lebih baik, khususnya untuk sinyal frekuensi tinggi, karena kabel yang lebih pendek dan berkurangnya induktansi dan kapasitansi parasit.
Proses pembuatan SMT melibatkan beberapa langkah tepat untuk memastikan penempatan dan penyolderan komponen yang tepat ke PCB. Berikut ini ikhtisar terperinci dari setiap langkah yang terlibat dalam proses pembuatan SMT:
Langkah pertama dalam perakitan SMT adalah penerapan pasta solder ke PCB. Pasta solder adalah campuran bola solder kecil dan fluks, yang membantu aliran solder dan mengikat kabel komponen dan bantalan PCB. Pasta ini diterapkan pada PCB menggunakan a setensilan atau pencetak layar yang secara tepat menyimpan pasta ke area di mana komponen akan ditempatkan.
Persiapan Stensil: Stensil logam dengan bukaan yang sesuai dengan bantalan pada PCB ditempatkan di atas papan.
Tempel Deposisi: Pasta solder disebarkan di atas stensil dengan alat pembersih yg terbuat dr karet, mengisi bukaan stensil dengan pasta.
Penghapusan Stensil: Stensil diangkat dengan hati-hati, meninggalkan endapan pasta solder pada bantalan PCB.
Setelah pasta solder diaplikasikan, langkah selanjutnya adalah penempatan komponen SMT secara tepat ke PCB. Hal ini biasanya dilakukan dengan menggunakan mesin otomatis yang disebut a mesin pick-and-place.
Pengumpan Komponen: Mesin pick-and-place dilengkapi dengan feeder yang berisi berbagai komponen SMT.
Pengambilan Komponen: Mesin menggunakan nozel vakum untuk mengambil komponen dari pengumpan.
Penempatan Akurat: Dengan bantuan sistem kamera untuk penyelarasan, mesin menempatkan setiap komponen ke bantalan yang dilapisi pasta solder pada PCB.
Setelah semua komponen ditempatkan pada PCB, perakitan mengalami a penyolderan reflow proses untuk memasang komponen secara permanen. Langkah ini melibatkan pemanasan rakitan untuk melelehkan pasta solder, menciptakan sambungan listrik dan mekanis yang solid antara komponen dan PCB.
Zona Pemanasan Awal: PCB dipanaskan secara bertahap hingga suhu tepat di bawah titik leleh pasta solder. Langkah ini membantu menghilangkan kelembapan dan mempersiapkan papan untuk disolder.
Zona Rendam: Suhu dijaga stabil untuk mengaktifkan fluks dan selanjutnya menstabilkan rakitan.
Zona Aliran Balik: Suhu dinaikkan di atas titik leleh pasta solder, sehingga solder meleleh dan mengalir di sekitar kabel dan bantalan komponen.
Zona Pendinginan: PCB didinginkan secara bertahap untuk memperkuat sambungan solder, memastikan ikatan yang kuat antara komponen dan PCB.
Setelah penyolderan reflow, PCB yang dirakit menjalani beberapa prosedur inspeksi dan pengujian untuk memastikan kualitas dan fungsionalitas. Teknik inspeksi yang umum meliputi:
Inspeksi Optik Otomatis (AOI): Menggunakan kamera untuk memeriksa PCB secara visual untuk mengetahui adanya cacat penyolderan, komponen yang hilang, ketidaksejajaran, atau masalah lainnya.
Pemeriksaan Rontgen: Digunakan untuk memeriksa sambungan solder yang tersembunyi, terutama untuk komponen dengan kabel di bawah kemasannya, seperti Ball Grid Arrays (BGA).
Pengujian Dalam Sirkuit (I.C.T): Pengujian kelistrikan PCB untuk memverifikasi bahwa semua komponen ditempatkan, disolder, dan berfungsi dengan benar.
Jika ada cacat atau masalah yang ditemukan selama pemeriksaan, PCB mungkin mengalami pengerjaan ulang atau perbaikan. Ini melibatkan pelepasan dan penggantian komponen yang rusak atau menyolder ulang sambungan yang rusak. Pengerjaan ulang biasanya dilakukan secara manual menggunakan besi solder atau stasiun pengerjaan ulang udara panas.
Setelah melewati semua inspeksi, PCB dirakit menjadi produk akhir, yang mungkin memerlukan langkah tambahan seperti memasang konektor, penutup, dan komponen mekanis lainnya. Produk akhir menjalani pengujian fungsional untuk memastikan memenuhi semua spesifikasi dan beroperasi dengan benar.
Penerapan SMT telah memberikan banyak keuntungan dalam manufaktur elektronik:
Kepadatan dan Miniaturisasi Lebih Tinggi: SMT memungkinkan kepadatan komponen yang lebih tinggi pada PCB, memungkinkan desain perangkat elektronik yang lebih kecil, ringan, dan kompak. Hal ini sangat penting dalam perangkat elektronik konsumen, perangkat medis, dan aplikasi ruang angkasa di mana ruang dan berat merupakan faktor penting.
Produksi Otomatis: Proses SMT sangat otomatis, sehingga mengurangi biaya tenaga kerja dan meningkatkan kecepatan produksi. Mesin pick-and-place otomatis dan oven reflow dapat beroperasi terus menerus, sehingga menghasilkan keluaran dan efisiensi yang lebih tinggi.
Peningkatan Kinerja Listrik: Komponen SMT memiliki kabel yang lebih pendek serta induktansi dan kapasitansi parasit yang lebih rendah, sehingga meningkatkan integritas sinyal dan mengurangi kebisingan, terutama di sirkuit frekuensi tinggi.
Efisiensi Biaya: Ukuran komponen SMT yang lebih kecil umumnya menghasilkan biaya material yang lebih rendah. Selain itu, otomatisasi proses SMT mengurangi kebutuhan tenaga kerja manual, sehingga semakin mengurangi biaya produksi.
Keandalan dan Daya Tahan: Komponen SMT tidak terlalu rentan terhadap tekanan mekanis dan getaran karena disolder langsung ke permukaan PCB. Hal ini membuat SMT cocok untuk aplikasi yang memerlukan keandalan dan daya tahan tinggi, seperti elektronik otomotif dan militer.
Meskipun SMT menawarkan banyak manfaat, ada juga tantangan dan pertimbangan yang perlu diingat:
Penanganan dan Penyimpanan Komponen: Komponen SMT berukuran kecil dan halus, memerlukan penanganan dan penyimpanan yang hati-hati untuk mencegah kerusakan dan kontaminasi.
Pertimbangan Desain PCB: SMT memerlukan desain PCB yang presisi untuk memastikan ukuran dan jarak bantalan yang tepat untuk penyolderan yang andal. Hal ini mencakup pertimbangan manajemen termal dan memastikan izin yang memadai untuk pengerjaan ulang dan inspeksi.
Manajemen Termal: Komponen SMT dapat menghasilkan panas yang signifikan, terutama pada rakitan yang padat. Strategi manajemen termal yang efektif, seperti penggunaan thermal vias dan heatsink, sangat penting untuk mencegah panas berlebih dan memastikan keandalan jangka panjang.
Manajemen Cacat: Cacat umum pada perakitan SMT termasuk jembatan solder, batu nisan, dan sambungan solder yang tidak memadai. Produsen harus menerapkan proses pemeriksaan dan kendali mutu yang ketat untuk mendeteksi dan mengatasi masalah ini.
Sensitivitas Kelembaban: Beberapa komponen SMT sensitif terhadap kelembapan dan mungkin memerlukan penanganan khusus dan proses pemanggangan untuk menghilangkan kelembapan sebelum disolder. Kegagalan dalam mengelola kelembapan dapat menyebabkan cacat penyolderan dan kerusakan komponen.
Surface Mount Technology (SMT) telah menjadi landasan manufaktur elektronik modern karena kemampuannya mendukung miniaturisasi, otomatisasi, dan peningkatan kinerja kelistrikan. Memahami proses SMT, mulai dari aplikasi pasta solder hingga penyolderan reflow dan kontrol kualitas, sangat penting bagi siapa pun yang terlibat dalam desain dan manufaktur elektronik. Meskipun SMT menawarkan banyak keuntungan, namun juga menghadirkan tantangan yang memerlukan perencanaan dan pelaksanaan yang cermat. Dengan mengatasi tantangan ini dan memanfaatkan manfaat SMT, produsen dapat memproduksi perangkat elektronik berkualitas tinggi dan andal yang memenuhi permintaan pasar saat ini.