Publikasikan Waktu: 2024-08-23 Asal: Situs
Surface Mount Technology (SMT) adalah metode yang digunakan dalam manufaktur elektronik di mana komponen dipasang langsung ke permukaan papan sirkuit cetak (PCB). SMT telah menjadi proses pembuatan standar dalam industri elektronik karena efisiensi, efektivitas biaya, dan kemampuan untuk menghasilkan perangkat elektronik berkinerja tinggi dan berkinerja tinggi. Dalam artikel ini, kami akan mengeksplorasi proses pembuatan SMT secara rinci, termasuk setiap langkah dan istilah terkait.
Sebelum menyelam ke dalam proses pembuatan SMT, penting untuk memahami beberapa istilah utama:
PCB (papan sirkuit cetak) : Papan yang digunakan dalam elektronik untuk mendukung secara mekanis dan menghubungkan komponen elektronik secara elektrik.
SMD (Perangkat Mount Surface) : Komponen yang dirancang untuk dipasang langsung ke permukaan PCB.
Pasta Solder : Campuran solder bubuk dan fluks yang digunakan untuk memasang SMD ke PCB.
Reflow Soldering : Proses di mana pasta solder dipanaskan ke titik lelehnya untuk membuat koneksi 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 X-Ray Otomatis) : Metode inspeksi menggunakan sinar-X untuk memeriksa sambungan solder dan koneksi yang tersembunyi di bawah komponen.
SPI (Inspeksi Tempel Solder) : Proses memeriksa kualitas aplikasi pasta solder pada PCB.
Proses pembuatan SMT terdiri dari beberapa langkah, masing -masing penting untuk memastikan penempatan yang andal dan penyolderan komponen elektronik ke PCB. Di bawah ini adalah tinjauan terperinci dari setiap langkah dalam proses SMT.
Langkah pertama dalam proses pembuatan SMT adalah menerapkan pasta solder ke PCB. Pasta solder adalah zat lengket yang terbuat dari bola solder kecil yang dicampur dengan fluks. Ini diterapkan pada area PCB di mana komponen akan dipasang, biasanya ke bantalan logam.
Penyelarasan Stensil : Stensil logam dengan guntingan yang sesuai dengan lokasi pad solder pada PCB ditempatkan di atas papan. Stensil bertindak sebagai topeng untuk memastikan bahwa pasta solder hanya diterapkan pada area yang diinginkan.
Aplikasi Tempel : Squeegee atau alat serupa menyebarkan pasta solder melintasi stensil, memaksanya melalui bukaan ke PCB di bawahnya. Ketebalan dan keseragaman lapisan pasta sangat penting untuk memastikan perlekatan dan penyolderan komponen yang tepat.
Penghapusan Stensil : Stensil diangkat dengan hati -hati, meninggalkan pasta solder yang disimpan dengan tepat di bantalan PCB.
Aplikasi pasta solder yang tepat sangat penting karena menentukan kualitas sambungan solder dan keandalan perakitan secara keseluruhan.
Setelah menerapkan pasta solder, langkah selanjutnya adalah Solder Paste Inspection (SPI) . Langkah ini sangat penting untuk memastikan bahwa pasta solder disimpan dengan benar di PCB.
Inspeksi Otomatis : Mesin SPI menggunakan kamera dan sensor untuk memindai PCB dan mengukur volume, tinggi, area, dan posisi deposit pasta solder.
Kontrol Kualitas : Data inspeksi dianalisis untuk mendeteksi cacat apa pun, seperti pasta yang tidak mencukupi, kelebihan pasta, atau deposit yang tidak selaras. Cacat ini dapat menyebabkan sambungan solder yang buruk, kesalahan penempatan komponen, atau sirkuit pendek.
Loop Umpan Balik : Jika cacat terdeteksi, penyesuaian dapat dilakukan pada pengaturan printer pasta solder atau parameter proses untuk memperbaiki masalah. Loop umpan balik ini memastikan aplikasi pasta solder berkualitas tinggi.
Setelah pasta solder telah diperiksa dan diverifikasi, langkah selanjutnya adalah pemasangan chip , juga dikenal sebagai penempatan komponen.
Persiapan Komponen : Komponen SMT, atau SMD, dipasok dalam gulungan, baki, atau tabung dan dimasukkan ke dalam mesin pick-and-place.
Pick-and-Place : Mesin pick-and-place menggunakan lengan robot yang dilengkapi dengan nozel vakum untuk mengambil komponen dari pengumpan dan meletakkannya di bantalan solder-past di PCB. Presisi tinggi mesin memastikan bahwa komponen diposisikan secara akurat sesuai dengan desain PCB.
Penyelarasan dan Penempatan : Mesin menggunakan sistem penglihatan dan algoritma penyelarasan untuk memastikan setiap komponen ditempatkan dengan benar. Kecepatan dan akurasi mesin pick-and-place modern memungkinkan untuk produksi throughput tinggi.
Pemasangan chip adalah langkah penting karena ketidakselarasan atau kesalahan penempatan dapat mengakibatkan papan yang rusak yang membutuhkan pengerjaan ulang atau scrapping yang mahal.
Setelah penempatan komponen otomatis, seringkali ada kebutuhan untuk inspeksi visual dan penempatan beberapa komponen dengan tangan.
Inspeksi Visual : Operator yang terampil memeriksa dewan secara visual untuk memeriksa komponen yang tidak selaras, bagian yang hilang, atau cacat yang jelas yang mungkin dilewatkan oleh mesin. Langkah ini sering dilakukan dengan menggunakan alat pembesar atau mikroskop.
Penempatan Komponen Manual : Beberapa komponen, terutama yang tidak standar, besar, atau sensitif, mungkin perlu ditempatkan secara manual. Ini dapat mencakup konektor, transformator, atau komponen berbentuk aneh yang tidak dapat ditangani oleh mesin otomatis secara efektif.
Penyesuaian : Jika komponen ditemukan tidak pada tempatnya atau hilang, operator dapat secara manual menyesuaikan atau menambahkan komponen ini untuk memastikan semua bagian diposisikan dengan benar sebelum menyolder.
Langkah ini membantu memastikan bahwa setiap kesalahan dari proses otomatis ditangkap lebih awal, mengurangi potensi cacat pada produk akhir.
Setelah semua komponen berada di tempatnya, perakitan PCB bergerak ke solder reflow , di mana pasta solder dicairkan untuk membentuk koneksi listrik dan mekanik permanen.
Zona Panaskan : Rakitan PCB secara bertahap dipanaskan dalam oven reflow untuk menghilangkan kelembaban dan untuk membawa papan dan komponen ke suhu tepat di bawah titik leleh solder.
Zona Rendam : Suhu dipertahankan untuk mengaktifkan fluks dalam pasta solder, yang membersihkan permukaan logam dan menyiapkannya untuk menyolder.
Reflow Zone : Suhu meningkat dengan cepat ke atas titik leleh pasta solder, menyebabkan bola solder meleleh dan membentuk sambungan solder antara komponen dan bantalan PCB.
Zona Pendingin : Perakitan perlahan didinginkan untuk memperkuat sambungan solder, memastikan koneksi mekanik dan listrik yang kuat.
Solder reflow sangat penting karena menentukan kualitas sambungan solder, yang mempengaruhi kinerja dan keandalan perangkat elektronik akhir.
Setelah solder reflow, perakitan menjalani inspeksi optik otomatis (AOI) untuk mendeteksi cacat apa pun dalam penempatan atau penyolderan komponen.
Pencitraan resolusi tinggi : Mesin AOI menggunakan kamera resolusi tinggi untuk menangkap gambar rinci rakitan PCB dari berbagai sudut.
Analisis Gambar : Mesin membandingkan gambar yang diambil dengan referensi yang baik yang diketahui, mencari penyimpangan seperti komponen yang hilang, polaritas yang salah, jembatan solder, atau tombstoning (di mana komponen berdiri di satu ujung).
Deteksi Cacat : Sistem AOI menandai segala cacat untuk ditinjau. Dewan dengan cacat yang terdeteksi dikirim untuk pengerjaan ulang atau ditandai untuk inspeksi lebih lanjut.
AOI membantu mempertahankan kualitas tinggi dengan memastikan bahwa hanya papan bebas cacat melanjutkan ke tahap produksi berikutnya.
Untuk komponen dengan sambungan solder tersembunyi, seperti array ball grid (BGAS) , inspeksi x-ray otomatis (AXI) diperlukan untuk memeriksa kualitas solder.
Pencitraan X-Ray : 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 rongga, jembatan solder, atau cakupan solder yang tidak mencukupi, yang tidak terlihat melalui inspeksi optik.
Jaminan Kualitas : Papan dengan cacat ditandai untuk pengerjaan ulang atau menghapus, tergantung pada 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 in-sirkuit (I.C.T) atau uji fungsional untuk memastikan bahwa perakitan PCB memenuhi semua spesifikasi listrik dan fungsional.
Pengujian in-sirkuit (I.C.T) : Tes ini memeriksa masing-masing komponen pada PCB, seperti resistor, kapasitor, dan IC, untuk memastikan mereka ditempatkan dan berfungsi dengan benar. I.C.T juga memeriksa celana pendek, terbuka, dan koneksi solder yang benar.
Pengujian Fungsional : Dalam tes ini, PCB dinyalakan, dan fungsi spesifik diuji untuk memastikan bahwa dewan melakukan seperti yang diharapkan. Pengujian fungsional mensimulasikan kondisi operasi aktual yang akan dihadapi PCB dalam aplikasi terakhirnya.
Identifikasi dan pengerjaan ulang cacat : Jika ada cacat yang diidentifikasi selama I.C.T atau pengujian fungsional, dewan dikirim kembali untuk pengerjaan ulang. Ini mungkin melibatkan penggantian komponen, pemegang kembali, atau menyesuaikan pengaturan perakitan.
I.C.T dan pengujian fungsional adalah langkah terakhir untuk memastikan kualitas dan fungsionalitas produk akhir, meminimalkan risiko produk yang rusak mencapai pelanggan.
Proses pembuatan SMT melibatkan beberapa langkah tepat, dari pencetakan pasta solder hingga pengujian fungsional akhir. Setiap langkah sangat penting untuk memastikan kualitas, keandalan, dan kinerja produk elektronik akhir. Dengan memahami rincian setiap langkah dalam proses SMT, produsen dapat menghasilkan elektronik berkualitas tinggi yang memenuhi standar yang menuntut saat ini.