Publikasikan Waktu: 2024-08-20 Asal: Situs
Di manufaktur, SMT adalah singkatan dari Surface Mount Technology . Teknologi ini merevolusi industri manufaktur elektronik dengan memungkinkan produksi perangkat elektronik yang lebih kompak, efisien, dan andal. SMT memungkinkan perakitan komponen elektronik langsung ke permukaan papan sirkuit cetak (PCB), yang bertentangan dengan metode yang lebih lama untuk memasukkan komponen ke dalam lubang yang dibor pada PCB (dikenal sebagai teknologi melalui lubang).
Teknologi Surface Mount telah menjadi standar dalam manufaktur elektronik karena keunggulannya dalam otomatisasi, pengurangan ukuran, dan peningkatan kompleksitas sirkuit. Memahami SMT, prosesnya, dan aplikasinya sangat penting bagi siapa pun yang terlibat dalam desain dan manufaktur elektronik.
Surface Mount Technology (SMT) adalah metode yang digunakan dalam manufaktur elektronik untuk menempatkan komponen elektronik langsung ke permukaan papan sirkuit cetak (PCB). Komponen SMT, juga dikenal sebagai perangkat pemasangan permukaan (SMD) , biasanya lebih kecil dan lebih ringan dari komponen melalui lubang, yang harus dimasukkan ke dalam lubang yang telah dibor sebelumnya pada PCB.
Miniaturisasi : SMT memungkinkan untuk komponen yang jauh lebih kecil, yang berarti lebih banyak komponen dapat ditempatkan pada PCB, memungkinkan desain yang lebih kompleks dan kompak.
Ramah Otomasi : 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 ditempuh sinyal di antara komponen, meningkatkan kinerja listrik dan mengurangi gangguan elektromagnetik (EMI).
Efisiensi Biaya : Karena SMT memungkinkan untuk produksi otomatis, ia mengurangi biaya tenaga kerja dan meminimalkan limbah material.
Ukuran dan berat komponen : Komponen SMT jauh lebih kecil dan lebih ringan dibandingkan dengan komponen melalui lubang, memungkinkan untuk desain perangkat yang lebih kompak.
Proses perakitan : SMT bergantung pada mesin otomatis untuk menempatkan komponen pada permukaan PCB, sementara teknologi melalui lubang sering membutuhkan solder komponen secara manual ke dalam lubang.
Kekuatan mekanis : Komponen melalui lubang memberikan kekuatan mekanis yang lebih baik karena koneksi sambungan solder melalui PCB, membuatnya ideal untuk komponen yang membutuhkan daya tahan yang lebih tinggi. SMT, di sisi lain, cukup untuk sebagian besar aplikasi di mana tekanan mekanis minim.
Integritas Sinyal : SMT menawarkan integritas sinyal yang lebih baik, terutama untuk sinyal frekuensi tinggi, karena prospek 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 adalah tinjauan terperinci dari setiap langkah yang terlibat dalam proses pembuatan SMT:
Langkah pertama dalam perakitan SMT adalah menerapkan pasta solder ke PCB. Pasta solder adalah campuran bola dan fluks solder kecil, yang membantu aliran solder dan mengikat ke timah komponen dan bantalan PCB. Pasta ini diterapkan pada PCB menggunakan stensil atau printer 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.
Deposisi Tempel : Pasta solder tersebar di atas stensil dengan squeegee, mengisi bukaan stensil dengan pasta.
Penghapusan Stensil : Stensil diangkat dengan cermat, meninggalkan deposit pasta solder pada bantalan PCB.
Setelah pasta solder diterapkan, langkah selanjutnya adalah penempatan komponen SMT yang tepat ke PCB. Ini biasanya dilakukan dengan menggunakan mesin otomatis yang disebut mesin pick-and-place.
Pengumpan Komponen : Mesin pick-and-place dilengkapi dengan pengumpan yang berisi berbagai komponen SMT.
Pickup Komponen : Mesin menggunakan nozel vakum untuk mengambil komponen dari pengumpan.
Penempatan yang akurat : Dengan bantuan sistem kamera untuk penyelarasan, mesin menempatkan setiap komponen ke bantalan tertutup pasta solder yang sesuai di PCB.
Setelah semua komponen ditempatkan pada PCB, perakitan menjalani proses solder reflow untuk secara permanen memasang komponen. Langkah ini melibatkan pemanasan perakitan untuk melelehkan pasta solder, menciptakan hubungan listrik dan mekanik yang solid antara komponen dan PCB.
Zona Panaskan : PCB secara bertahap dipanaskan hingga suhu tepat di bawah titik leleh pasta solder. Langkah ini membantu menghilangkan kelembaban dan menyiapkan papan untuk menyolder.
Zona Rendam : Suhu tetap stabil untuk mengaktifkan fluks dan selanjutnya menstabilkan perakitan.
Zona Reflow : Suhu dinaikkan di atas titik leleh pasta solder, memungkinkan solder meleleh dan mengalir di sekitar lead dan bantalan komponen.
Zona Pendingin : PCB secara bertahap didinginkan untuk memperkuat sambungan solder, memastikan ikatan yang kuat antara komponen dan PCB.
Setelah solder reflow, PCB yang dirakit mengalami beberapa prosedur inspeksi dan pengujian untuk memastikan kualitas dan fungsionalitas. Teknik inspeksi umum meliputi:
Inspeksi Optik Otomatis (AOI) : Menggunakan kamera untuk memeriksa PCB secara visual untuk cacat solder, komponen yang hilang, misalignment, atau masalah lainnya.
Inspeksi X-ray : Digunakan untuk memeriksa sambungan solder tersembunyi, terutama untuk komponen dengan lead di bawah paket, seperti array kisi bola (BGAS).
Pengujian in-sirkuit (I.C.T) : Pengujian listrik PCB untuk memverifikasi bahwa semua komponen ditempatkan dengan benar, disolder, dan fungsional.
Jika ada cacat atau masalah yang ditemukan selama inspeksi, PCB dapat menjalani pengerjaan ulang atau perbaikan. Ini melibatkan menghapus dan mengganti komponen yang rusak atau sendi yang salah. Rework biasanya dilakukan secara manual menggunakan setrika penyolderan atau stasiun pengerjaan ulang udara panas.
Setelah melewati semua inspeksi, PCB dirakit ke dalam produk akhir mereka, yang mungkin melibatkan langkah -langkah tambahan seperti melampirkan konektor, selungkup, dan bagian mekanik lainnya. Produk akhir menjalani pengujian fungsional untuk memastikannya memenuhi semua spesifikasi dan beroperasi dengan benar.
Adopsi SMT telah menyebabkan banyak keuntungan dalam manufaktur elektronik:
Kepadatan dan miniaturisasi yang lebih tinggi : SMT memungkinkan kepadatan komponen yang lebih tinggi pada PCB, memungkinkan desain perangkat elektronik yang lebih kecil, lebih ringan, dan lebih kompak. Ini sangat penting dalam elektronik konsumen, perangkat medis, dan aplikasi kedirgantaraan di mana ruang dan berat adalah faktor penting.
Produksi Otomatis : Proses SMT sangat otomatis, yang mengurangi biaya tenaga kerja dan meningkatkan kecepatan produksi. Mesin pick-and-place otomatis dan oven reflow dapat beroperasi terus menerus, yang mengarah ke throughput dan efisiensi yang lebih tinggi.
Peningkatan kinerja listrik : Komponen SMT memiliki arahan yang lebih pendek dan induktansi dan kapasitansi parasit yang lebih rendah, yang meningkatkan integritas sinyal dan mengurangi kebisingan, terutama di sirkuit frekuensi tinggi.
Efisiensi Biaya : Ukuran yang lebih kecil dari komponen SMT umumnya menghasilkan biaya material yang lebih rendah. Selain itu, otomatisasi proses SMT mengurangi kebutuhan untuk tenaga kerja manual, lebih lanjut mengurangi biaya produksi.
Keandalan dan Daya Daya : Komponen SMT kurang rentan terhadap tegangan dan getaran mekanis karena disolder langsung ke permukaan PCB. Ini membuat SMT cocok untuk aplikasi yang membutuhkan keandalan dan daya tahan tinggi, seperti elektronik otomotif dan militer.
Sementara SMT menawarkan banyak manfaat, ada juga tantangan dan pertimbangan yang perlu diingat:
Penanganan dan Penyimpanan Komponen : Komponen SMT kecil dan halus, membutuhkan penanganan dan penyimpanan yang cermat untuk mencegah kerusakan dan kontaminasi.
Pertimbangan Desain PCB : SMT membutuhkan desain PCB yang tepat untuk memastikan ukuran pad yang tepat dan jarak untuk penyolderan yang andal. Ini termasuk pertimbangan untuk manajemen termal dan memastikan izin yang memadai untuk pengerjaan ulang dan inspeksi.
Manajemen termal : Komponen SMT dapat menghasilkan panas yang signifikan, terutama dalam rakitan yang padat. Strategi manajemen termal yang efektif, seperti penggunaan vias termal dan heatsink, sangat penting untuk mencegah panas berlebih dan memastikan keandalan jangka panjang.
Manajemen Cacat : Cacat umum dalam perakitan SMT termasuk jembatan solder, tombstoning, dan sambungan solder yang tidak memadai. Produsen harus menerapkan proses inspeksi yang kuat dan kontrol kualitas untuk mendeteksi dan mengatasi masalah ini.
Sensitivitas Kelembaban : Beberapa komponen SMT sensitif terhadap kelembaban dan mungkin memerlukan proses penanganan dan pemanggangan khusus untuk menghilangkan kelembaban sebelum menyolder. Kegagalan untuk mengelola kelembaban dapat menyebabkan cacat solder dan kerusakan komponen.
Surface Mount Technology (SMT) telah menjadi landasan manufaktur elektronik modern karena kemampuannya untuk mendukung miniaturisasi, otomatisasi, dan peningkatan kinerja listrik. Memahami proses SMT, dari aplikasi pasta solder hingga reflow solder dan kontrol kualitas, sangat penting bagi siapa pun yang terlibat dalam desain dan manufaktur elektronik. Sementara SMT menawarkan banyak keuntungan, itu juga menghadirkan tantangan yang membutuhkan perencanaan dan eksekusi yang cermat. Dengan mengatasi tantangan ini dan meningkatkan manfaat SMT, produsen dapat menghasilkan perangkat elektronik berkualitas tinggi dan andal yang memenuhi tuntutan pasar saat ini.