Новейший линейный процесс SMT в производстве печатных плат

Технология поверхностного монтажа (SMT) — это аспект сборки электроники, при котором электронные компоненты, также известные как устройства поверхностного монтажа (SMD), монтируются непосредственно на поверхность печатной платы (PCB). SMT пользуется большим спросом в отрасли благодаря своей стоимости и эффективности качества. В процессе производственной линии SMT компоненты привариваются непосредственно к поверхности печатной платы, а точное позиционирование и установка компонентов выполняются с помощью такого оборудования, как установочные машины.

Что такое технология поверхностного монтажа (SMT)?

Технология поверхностного монтажа (SMT) представляет собой передовой метод сборки и производства, при котором электронные компоненты непосредственно размещаются на печатной плате (PCB). Этот усовершенствованный процесс оптимизирует автоматизированное производство, эффективно выполняя необходимую сборку функциональной платы. Любой электрический компонент, прикрепленный таким образом, получает название устройства поверхностного монтажа (SMD). В отличие от традиционной сборки, SMT пропускает этап установки компонентов через отверстия; вместо этого компоненты припаиваются к плате непосредственно посредством пайки оплавлением.

IBM в 1960-х годах первоначально назвала этот новаторский подход Planar Mounting. Они применили ее для создания небольших компьютеров, заменив предыдущую технологию сквозного соединения. Несмотря на свое появление, SMT не получил широкого распространения до 1986 года, когда компоненты поверхностного монтажа заняли 10% рынка. Перенесемся в 1990 год, когда устройства поверхностного монтажа (SMD) доминировали в большинстве высокотехнологичных печатных плат. Это ознаменовало значительный сдвиг в сфере производства электроники. В наши дни SMT используется практически во всех электронных устройствах: от игрушек до кухонной техники, ноутбуков и смартфонов.

Из-за точности, необходимой для создания высококачественных узлов поверхностного монтажа (SMA), процесс сборки SMT может быть утомительным и трудоемким, если выполнять его вручную. Поэтому для повышения эффективности большая часть производства SMT осуществляется с помощью автоматизированных сборочных машин, особенно при производстве в больших количествах. Давайте разберемся в производственном процессе smt

Производственный процесс поверхностного монтажа

Процесс производства SMT состоит из трех ключевых этапов: печать паяльной пасты, размещение компонентов и пайка оплавлением. Такой структурированный подход обеспечивает точность и эффективность сборки электронных компонентов непосредственно на печатных платах.

(Блок-схема процесса SMT)

Печать паяльной пастой

На этом этапе принтер наносит паяльную пасту на печатную плату (PCB) с помощью заранее изготовленного трафарета и ракелей. Паяльная паста, содержащая флюс и олово, облегчает соединение между компонентами поверхностного монтажа (SMC) и площадками для пайки на печатной плате.

В этом процессе решающее значение имеет достижение точного покрытия пасты на каждой площадке. Неточности могут помешать установлению соединений, когда припой плавится на последующем этапе печи оплавления.

Поддержание контроля качества печати паяльной пасты имеет первостепенное значение. Любые дефекты, обнаруженные на этом этапе, могут перерасти в более серьезные проблемы в дальнейшем. Конструкция трафарета имеет решающее значение, требуя от сборочной бригады обеспечения повторяемости и стабильности процесса. Хотя многие принтеры для паяльной пасты оснащены функциями автоматического контроля, некоторые используют внешние машины с 3D-технологией для более тщательной оценки. Эти устройства внешнего контроля оценивают такие факторы, как объем паяльной пасты на контактную площадку, обеспечивая комплексный анализ, выходящий за рамки простой оценки области печати.

Размещение компонентов

После прохождения проверки печатная плата переходит к этапу размещения компонентов в процессе сборки SMT.

Каждый компонент, предназначенный для печатной платы, извлекается из упаковки с помощью вакуума или насадки-захвата. Затем машины для захвата и размещения точно позиционируйте отдельные электронные компоненты на паяльную пасту, нанесенную ранее на печатную плату (PCB). Эти машины не только могут похвастаться высокой точностью, но и работают с поразительной скоростью. Машины высшего уровня могут устанавливать до 80,000 XNUMX отдельных компонентов каждый час, что демонстрирует эффективность этого передового процесса сборки.

В этом процессе требуется точность, поскольку любое ошибочное размещение припаянного места может оказаться дорогостоящим и трудоемким для доработки.

Пайка оплавлением

Пайка оплавлением — важный этап сборки печатных плат после размещения компонентов поверхностного монтажа (SMC). Печатная плата транспортируется в печь для пайки оплавлением, где происходит тщательно организованный процесс пайки в отдельных зонах с контролируемой температурой:

• Зона предварительного нагрева: Начальная зона постепенно повышает температуру всей печатной платы и прикрепленных к ней компонентов одновременно. Температура повышается с контролируемой скоростью (1.0–2.0 ℃ в секунду), пока не достигнет диапазона 140–160 ℃.

• Зона замачивания: На этом этапе плата поддерживается при постоянной температуре от 140 до 160 ℃ в течение 60-90 секунд.

• Зона оплавления: Затем печатная плата попадает в зону, где температура повышается (1.0–2.0 ℃ в секунду) до максимального значения 210–230 ℃. Эта повышенная температура плавит олово в паяльной пасте, эффективно приваривая выводы компонента к контактным площадкам на печатной плате. На протяжении всего этого процесса компоненты остаются на месте благодаря поверхностному натяжению расплавленного припоя.

• Зона охлаждения: Последняя секция обеспечивает затвердевание припоя после выхода из зоны нагрева, предотвращая дефекты соединения.

После пайки оплавлением, Окончательная проверка выполняется с использованием автоматизированной машины оптического контроля 3D (AOI). Это обеспечивает ожидаемое качество паяного соединения и выявляет любые ошибки в процессе поверхностного монтажа. Использование машин на этом этапе может повысить эффективность и точность по сравнению с ручными проверками.

В случаях двусторонние печатные платы, эти процессы пайки можно повторить. Это предполагает использование паяльной пасты или клея для фиксации SMC на месте. Такой тщательный подход к пайке оплавлением гарантирует целостность и функциональность паяных соединений в электронных сборках.

Основное оборудование линии SMT

Производственная линия по технологии поверхностного монтажа (SMT) включает в себя несколько ключевых частей оборудования, которые работают согласованно для сборки электронных компонентов на печатных платах. Основное оборудование линии SMT включает в себя:

• Трафаретный принтер: Трафаретный принтер наносит паяльную пасту на печатную плату с помощью трафарета, обеспечивая точное размещение пасты на обозначенных участках.

• Машина для захвата и размещения: Этот автоматизированный станок собирает электронные компоненты и точно размещает их на печатной плате в соответствии с проектными спецификациями. Он обрабатывает компоненты различных типов и размеров.

• Паяльная печь для оплавления: В печи для пайки оплавлением печатная плата с ее компонентами и паяльной пастой подвергается контролируемым процессам нагрева и охлаждения. Это расплавляет припой, создавая надежные электрические соединения.

• Машина для проверки паяльной пасты (SPI): Машины SPI проверяют и проверяют точность нанесения паяльной пасты на печатную плату перед размещением компонентов, обеспечивая качество процесса пайки.

• Автоматизированная машина оптического контроля (АОИ): Машины AOI проверяют печатную плату после процесса пайки, чтобы обнаружить дефекты, перекосы или проблемы с пайкой. Они используют камеры и обработку изображений для проведения детальных проверок.

• Конвейерная система: Конвейерная система транспортирует печатные платы через разные этапы линии SMT, беспрепятственно соединяя различные машины.

• Волновая паяльная машина (опция): В некоторых случаях, особенно для компонентов со сквозными отверстиями, в качестве альтернативы или в дополнение к пайке оплавлением можно использовать машину для пайки волной.

• Депанелирующая машина: После сборки печатные платы можно соединить в панель, а для их разделения на отдельные платы используется машина для разделения панелей.

• Трафаретный принтер (опционально): Помимо трафаретной печати, некоторые линии SMT могут включать в себя трафаретный принтер для специализированных применений или определенные типы компонентов.

• Машина для нанесения конформного покрытия (опция): Для дополнительной защиты некоторые линии SMT включают в себя машину для нанесения защитного покрытия, которая наносит тонкий защитный слой на печатную плату.

Типы расположения линий SMT

Компоновка производственной линии по технологии поверхностного монтажа (SMT) имеет решающее значение для оптимизации эффективности и производительности. Существует несколько типов компоновок линий SMT, каждый из которых предназначен для удовлетворения конкретных производственных требований. Вот некоторые распространенные типы компоновки линий SMT:

• Встроенная компоновка: При поточной компоновке станки SMT располагаются по прямой линии, а печатные платы перемещаются последовательно от одного станка к другому. Эта схема проста, понятна и подходит для мелкосерийного производства.

• U-образная планировка: U-образная компоновка предполагает расположение машин SMT в форме буквы «U», что обеспечивает непрерывный поток печатных плат. Такая компоновка эффективна для крупномасштабного производства, поскольку сводит к минимуму расстояние, которое печатные платы должны перемещать между машинами.

• L-образная планировка: При Г-образной компоновке станки СМТ расположены в форме буквы «Г». Такая компоновка часто используется, когда пространство ограничено, и она обеспечивает компактную конструкцию, сохраняя при этом возможность непрерывного потока печатных плат.

• Схема сотового производства: Клеточное производство предполагает группировку связанных машин и процессов в ячейки. Каждая ячейка предназначена для определенной задачи, например, для печати паяльной пасты или размещения компонентов. Такая компоновка повышает гибкость и эффективность.

• Т-образная планировка: Т-образная компоновка предполагает расположение машин в форме буквы «Т». Эта компоновка универсальна и может обеспечить различные объемы производства, сохраняя при этом бесперебойный поток печатных плат.

• Многострочный макет: В многолинейной компоновке несколько производственных линий работают параллельно друг другу. Эта конструкция подходит для крупносерийного производства, позволяя одновременно обрабатывать несколько печатных плат.

Узнать больше о Схема линии SMT

Отличный инженер-технолог SMT VictoryPCB

Инженер по технологии поверхностного монтажа (SMT), также известный как инженер-технолог SMT или инженер-технолог, является профессионалом, ответственным за контроль и оптимизацию процессов, связанных со сборкой электронных компонентов на печатных платах (PCB) с использованием технологии поверхностного монтажа. Этот инженер помогает размещать электронные материалы на печатных платах, определяет и совершенствует процессы сборки SMT, внедряет и проверяет специальные производственные процедуры.

В VictoryPCB мы ценим опыт лучшего учителя. В нашу команду входят опытные инженеры-технологи SMT, обладающие богатым практическим опытом. Мы понимаем важность сбалансированного сочетания навыков, образования и практического опыта, гарантируя, что наши SMT-инженеры хорошо оснащены для удовлетворения потребностей современного производства электроники.

Заключение

Испытайте вершину точности сборки печатных плат с VictoryPCB. Наша современная производственная линия SMT в Шэньчжэне, Китай, готова воплотить в жизнь ваши электронные проекты. Доверьтесь нашему опыту, передовым технологиям и непоколебимой приверженности качеству. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы отправиться на путь инноваций и бесшовной сборки печатных плат. Ваш успех начинается с VictoryPCB.