Publikasikan Waktu: 2024-08-23 Asal: Situs
Teknologi Pemasangan Permukaan (SMT) adalah metode yang digunakan dalam manufaktur elektronik di mana komponen dipasang langsung ke permukaan papan sirkuit tercetak (PCB). SMT telah menjadi proses manufaktur standar di industri elektronik karena efisiensi, efektivitas biaya, dan kemampuannya menghasilkan perangkat elektronik yang ringkas dan berkinerja tinggi. Pada artikel ini, kita akan mempelajari proses pembuatan SMT secara detail, termasuk setiap langkah dan istilah terkait.
Sebelum mendalami proses pembuatan SMT, penting untuk memahami beberapa istilah utama:
PCB (Papan Sirkuit Cetak): Papan yang digunakan dalam elektronik untuk menopang secara mekanis dan menyambungkan komponen elektronik secara elektrik.
SMD (Perangkat Pemasangan di Permukaan): Komponen yang dirancang untuk dipasang langsung ke permukaan PCB.
pasta solder: Campuran bubuk solder dan fluks yang digunakan untuk menempelkan SMD ke PCB.
Penyolderan Aliran Ulang: Suatu proses di mana pasta solder dipanaskan hingga titik lelehnya untuk membuat sambungan listrik dan mekanis permanen antara komponen dan PCB.
AOI (Inspeksi Optik Otomatis): Proses inspeksi visual berbasis mesin yang menggunakan kamera untuk mendeteksi cacat pada PCB.
AXI (Inspeksi Sinar-X Otomatis): Metode pemeriksaan menggunakan sinar-X untuk memeriksa sambungan solder dan sambungan yang tersembunyi di bawah komponen.
SPI (Pemeriksaan Pasta Solder): Proses pengecekan kualitas pengaplikasian pasta solder pada sebuah PCB.
Proses pembuatan SMT terdiri dari beberapa langkah, masing-masing langkah penting untuk memastikan penempatan dan penyolderan komponen elektronik yang andal ke PCB. Di bawah ini adalah gambaran rinci setiap langkah dalam proses SMT.
Langkah pertama dalam Proses pembuatan SMT sedang mengoleskan pasta solder ke PCB. Pasta solder adalah zat lengket yang terbuat dari bola solder kecil yang dicampur fluks. Ini diterapkan pada area PCB tempat komponen akan dipasang, biasanya pada bantalan logam.
Penjajaran Stensil: Stensil logam dengan potongan yang sesuai dengan lokasi bantalan solder pada PCB ditempatkan di atas papan. Stensil berfungsi sebagai masker untuk memastikan pasta solder hanya diaplikasikan pada area yang diinginkan.
Tempel Aplikasi: Alat pembersih karet atau alat serupa menyebarkan pasta solder ke seluruh stensil, memaksanya melewati lubang ke PCB di bawahnya. Ketebalan dan keseragaman lapisan pasta sangat penting untuk memastikan pemasangan dan penyolderan komponen yang benar.
Penghapusan Stensil: Stensil diangkat dengan hati-hati, meninggalkan pasta solder yang menempel tepat pada bantalan PCB.
Penerapan pasta solder yang tepat sangat penting karena menentukan kualitas sambungan solder dan keandalan perakitan secara keseluruhan.
Setelah mengoleskan pasta solder, langkah selanjutnya adalah Inspeksi Pasta Solder (SPI). Langkah ini penting untuk memastikan pasta solder terpasang dengan benar pada PCB.
Inspeksi Otomatis: Mesin SPI menggunakan kamera dan sensor untuk memindai PCB dan mengukur volume, tinggi, luas, dan posisi endapan pasta solder.
Kontrol Kualitas: Data inspeksi dianalisis untuk mendeteksi cacat apa pun, seperti pasta tidak mencukupi, pasta berlebih, atau endapan tidak sejajar. Cacat ini dapat menyebabkan sambungan solder yang buruk, komponen salah penempatan, atau korsleting.
Lingkaran Umpan Balik: Jika cacat terdeteksi, penyesuaian dapat dilakukan pada pengaturan printer pasta solder atau parameter proses untuk memperbaiki masalah. Putaran umpan balik ini memastikan aplikasi pasta solder berkualitas tinggi.
Setelah pasta solder diperiksa dan diverifikasi, langkah selanjutnya adalah Pemasangan Chip, juga dikenal sebagai penempatan komponen.
Persiapan Komponen: Komponen SMT, atau SMD, disuplai dalam gulungan, baki, atau tabung dan dimasukkan ke dalam mesin pick-and-place.
Pilih dan Tempatkan: Mesin pick-and-place menggunakan lengan robot yang dilengkapi dengan nozel vakum untuk mengambil komponen dari pengumpan dan menempatkannya pada bantalan yang disolder pada PCB. Presisi tinggi mesin memastikan bahwa komponen diposisikan secara akurat sesuai dengan desain PCB.
Penyelarasan dan Penempatan: Mesin menggunakan sistem visi dan algoritma penyelarasan untuk memastikan setiap komponen ditempatkan dengan benar. Kecepatan dan keakuratan mesin pick-and-place modern memungkinkan produksi dengan throughput tinggi.
Pemasangan chip adalah langkah penting karena ketidakselarasan atau penempatan yang salah dapat mengakibatkan papan rusak yang memerlukan pengerjaan ulang atau pembongkaran yang mahal.
Setelah penempatan komponen secara otomatis, sering kali terdapat kebutuhan untuk a Inspeksi Visual dan penempatan beberapa komponen dengan tangan.
Inspeksi Visual: Operator yang terampil memeriksa papan secara visual untuk memeriksa komponen yang tidak sejajar, bagian yang hilang, atau cacat nyata yang mungkin terlewatkan oleh mesin. Langkah ini sering dilakukan dengan menggunakan alat pembesar atau mikroskop.
Penempatan Komponen Manual: Beberapa komponen, terutama yang tidak standar, berukuran besar, atau sensitif, mungkin perlu ditempatkan secara manual. Hal ini dapat mencakup konektor, transformator, atau komponen berbentuk aneh yang tidak dapat ditangani secara efektif oleh mesin otomatis.
Penyesuaian: Jika komponen ditemukan tidak pada tempatnya atau hilang, operator dapat menyesuaikan atau menambahkan komponen ini secara manual untuk memastikan semua bagian berada pada posisi yang benar sebelum menyolder.
Langkah ini membantu memastikan bahwa kesalahan apa pun dari proses otomatis dapat diketahui sejak dini, sehingga mengurangi potensi cacat pada produk akhir.
Setelah semua komponen terpasang, perakitan PCB dilanjutkan ke Penyolderan Aliran Ulang, di mana pasta solder dicairkan untuk membentuk sambungan listrik dan mekanik permanen.
Zona Pemanasan Awal: Rakitan PCB dipanaskan secara bertahap dalam oven reflow untuk menghilangkan kelembapan dan membawa papan serta komponen ke suhu tepat di bawah titik leleh solder.
Zona Rendam: Suhu dipertahankan untuk mengaktifkan fluks dalam pasta solder, yang membersihkan permukaan logam dan mempersiapkannya untuk penyolderan.
Zona Aliran Balik: Suhu meningkat dengan cepat hingga di atas titik leleh pasta solder, menyebabkan bola solder meleleh dan membentuk sambungan solder antara komponen dan bantalan PCB.
Zona Pendinginan: Rakitan didinginkan secara perlahan untuk memperkuat sambungan solder, memastikan sambungan mekanis dan listrik yang kuat.
Penyolderan reflow sangat penting karena menentukan kualitas sambungan solder, yang mempengaruhi kinerja dan keandalan perangkat elektronik akhir.
Setelah penyolderan reflow, perakitan dilakukan Inspeksi Optik Otomatis (AOI) untuk mendeteksi adanya cacat pada penempatan atau penyolderan komponen.
Pencitraan Resolusi Tinggi: Mesin AOI menggunakan kamera resolusi tinggi untuk menangkap gambar detail rakitan PCB dari berbagai sudut.
Analisis Gambar: Mesin membandingkan gambar yang diambil dengan referensi yang diketahui baik, mencari penyimpangan seperti komponen yang hilang, polaritas yang salah, jembatan solder, atau batu nisan (di mana komponen berdiri di salah satu ujungnya).
Deteksi Cacat: Sistem AOI menandai setiap cacat untuk ditinjau. Papan dengan cacat yang terdeteksi dikirim untuk dikerjakan ulang atau ditandai untuk pemeriksaan lebih lanjut.
AOI membantu menjaga kualitas tinggi dengan memastikan bahwa hanya papan bebas cacat yang melanjutkan ke tahap produksi berikutnya.
Untuk komponen dengan sambungan solder tersembunyi, seperti Ball Grid Array (BGA), sebuah Inspeksi Sinar-X Otomatis (AXI) diperlukan untuk memeriksa kualitas solder.
Pencitraan Sinar-X: Mesin AXI menggunakan sinar-X untuk menembus PCB dan membuat gambar sambungan solder yang tersembunyi di bawah komponen.
Analisis Cacat: Gambar sinar-X dianalisis untuk memeriksa cacat seperti lubang, jembatan solder, atau cakupan solder yang tidak memadai, yang tidak terlihat melalui inspeksi optik.
Jaminan Kualitas: Papan yang cacat ditandai untuk dikerjakan ulang atau dibuang, tergantung pada tingkat keparahan dan kelayakan pengerjaan ulang.
AXI sangat penting untuk memastikan keandalan komponen dengan sambungan solder tersembunyi, karena cacat yang tidak terdeteksi dapat menyebabkan kegagalan perangkat.
Langkah terakhir dalam proses pembuatan SMT adalah Pengujian Dalam Sirkuit (I.C.T) atau a Tes Fungsional untuk memastikan bahwa rakitan PCB memenuhi semua spesifikasi kelistrikan dan fungsional.
Pengujian Dalam Sirkuit (I.C.T): Tes ini memeriksa masing-masing komponen pada PCB, seperti resistor, kapasitor, dan IC, untuk memastikan penempatan dan fungsinya dengan benar. I.C.T juga memeriksa hubungan pendek, terbuka, dan sambungan solder yang benar.
Pengujian Fungsional: Dalam pengujian ini, PCB diberi daya, dan fungsi spesifik diuji untuk memastikan bahwa papan berfungsi sesuai harapan. Pengujian fungsional mensimulasikan kondisi operasi aktual yang akan dihadapi PCB pada aplikasi akhirnya.
Identifikasi Cacat dan Pengerjaan Ulang: Jika ada cacat yang teridentifikasi selama pengujian I.C.T atau fungsional, papan dikirim kembali untuk dikerjakan ulang. Ini mungkin melibatkan penggantian komponen, penyolderan ulang, atau penyesuaian pengaturan perakitan.
Pengujian I.C.T dan fungsional adalah langkah terakhir untuk memastikan kualitas dan fungsionalitas produk akhir, meminimalkan risiko produk cacat sampai ke pelanggan.
Proses pembuatan SMT melibatkan beberapa langkah yang tepat, mulai dari pencetakan pasta solder hingga pengujian fungsional akhir. Setiap langkah sangat penting untuk memastikan kualitas, keandalan, dan kinerja produk elektronik akhir. Dengan memahami detail setiap langkah dalam proses SMT, produsen dapat memproduksi barang elektronik berkualitas tinggi yang memenuhi standar yang menuntut saat ini.