Česky 
Zobrazení:0 Autor:Editor webu Čas publikování: 2024-08-23 Původ:Stránky
Technologie povrchové montáže (SMT) je metoda používaná ve výrobě elektroniky, kde se součástky montují přímo na povrch desek plošných spojů (PCB). SMT se stal standardním výrobním procesem v elektronickém průmyslu díky své účinnosti, hospodárnosti a schopnosti vyrábět kompaktní, vysoce výkonná elektronická zařízení. V tomto článku podrobně prozkoumáme proces výroby SMT, včetně každého kroku a souvisejících termínů.
Než se ponoříte do výrobního procesu SMT, je důležité porozumět některým klíčovým pojmům:
PCB (deska s plošnými spoji): Deska používaná v elektronice k mechanické podpoře a elektrickému připojení elektronických součástek.
SMD (zařízení pro povrchovou montáž): Součásti, které jsou navrženy pro montáž přímo na povrch desek plošných spojů.
Pájecí pasta: Směs práškové pájky a tavidla používaná k připojení SMD k DPS.
Přetavovací pájení: Proces, při kterém se pájecí pasta zahřeje na bod tání, aby se vytvořilo trvalé elektrické a mechanické spojení mezi součástmi a PCB.
AOI (automatická optická kontrola): Strojově založený proces vizuální kontroly, který využívá kamery k detekci defektů v PCB.
AXI (automatická rentgenová kontrola): Metoda kontroly využívající rentgenové záření ke kontrole pájených spojů a spojů skrytých pod součástkami.
SPI (kontrola pájecí pasty): Proces kontroly kvality nanášení pájecí pasty na DPS.
Výrobní proces SMT se skládá z několika kroků, z nichž každý je kritický pro zajištění spolehlivého umístění a pájení elektronických součástek na PCB. Níže je uveden podrobný přehled každého kroku v procesu SMT.
Prvním krokem v Výrobní proces SMT nanáší pájecí pastu na PCB. Pájecí pasta je lepkavá hmota vyrobená z malých kuliček pájky smíchaných s tavidlem. Aplikuje se na oblasti desky plošných spojů, kde budou namontovány součásti, obvykle na kovové podložky.
Zarovnání šablony: Přes desku je umístěna kovová šablona s výřezy odpovídajícími umístění pájecí plošky na desce plošných spojů. Šablona funguje jako maska, která zajišťuje, že pájecí pasta je aplikována pouze na požadovaná místa.
Vložit aplikace: Stěrka nebo podobný nástroj rozetře pájecí pastu po šabloně a protlačí ji otvory na desku plošných spojů pod ní. Tloušťka a stejnoměrnost vrstvy pasty jsou rozhodující pro zajištění správného připevnění součástí a pájení.
Odstranění šablony: Šablona se opatrně zvedne a zanechá přesně nanesenou pájecí pastu na destičkách PCB.
Správná aplikace pájecí pasty je zásadní, protože určuje kvalitu pájených spojů a celkovou spolehlivost montáže.
Po nanesení pájecí pasty je dalším krokem Kontrola pájecí pasty (SPI). Tento krok je zásadní pro zajištění správného nanesení pájecí pasty na PCB.
Automatická kontrola: Stroje SPI používají kamery a senzory ke skenování PCB a měření objemu, výšky, plochy a polohy usazenin pájecí pasty.
Kontrola kvality: Kontrolní data jsou analyzována za účelem zjištění jakýchkoli závad, jako je nedostatek pasty, přebytek pasty nebo nesprávně zarovnané usazeniny. Tyto vady mohou vést ke špatným pájeným spojům, špatnému umístění součástek nebo zkratům.
Smyčka zpětné vazby: Pokud jsou zjištěny závady, lze provést úpravy nastavení tiskárny pájecí pasty nebo parametrů procesu, aby se problém napravil. Tato zpětná vazba zajišťuje vysoce kvalitní aplikaci pájecí pasty.
Jakmile je pájecí pasta zkontrolována a ověřena, je dalším krokem Montáž na čip, známé také jako umístění komponent.
Příprava komponent: Komponenty SMT, neboli SMD, se dodávají v kotoučích, podnosech nebo tubách a přivádějí se do zařízení pro výběr a umístění.
Pick-and-Place: Zařízení pro výběr a umístění používá robotická ramena vybavená vakuovými tryskami k odebírání součástek z podavačů a jejich umístění na pájené plošky na desce plošných spojů. Vysoká přesnost stroje zajišťuje přesné umístění součástí podle návrhu desky plošných spojů.
Zarovnání a umístění: Stroj používá systémy vidění a algoritmy zarovnání, aby zajistil, že každá součást je umístěna správně. Rychlost a přesnost moderních pick-and-place strojů umožňuje vysoce výkonnou výrobu.
Montáž čipu je kritickým krokem, protože jakékoli nesprávné vyrovnání nebo nesprávné umístění může vést k vadným deskám, které vyžadují nákladné přepracování nebo sešrotování.
Po automatizovaném umístění komponentů je často potřeba a Vizuální kontrola a umístění některých součástí ručně.
Vizuální kontrola: Kvalifikovaní operátoři vizuálně kontrolují desky, aby zkontrolovali, zda nejsou špatně zarovnané součásti, chybějící části nebo jakékoli zjevné závady, které stroje mohly přehlédnout. Tento krok se často provádí pomocí zvětšovacích nástrojů nebo mikroskopů.
Ruční umístění komponent: Některé součásti, zejména ty, které jsou nestandardní, velké nebo citlivé, může být nutné umístit ručně. To může zahrnovat konektory, transformátory nebo součásti zvláštního tvaru, se kterými si automatizované stroje nemohou efektivně poradit.
Úpravy: Pokud se zjistí, že součásti nejsou na svém místě nebo chybí, obsluha může tyto součásti ručně upravit nebo přidat, aby bylo zajištěno, že všechny součásti jsou před pájením správně umístěny.
Tento krok pomáhá zajistit, aby byly všechny chyby z automatizovaného procesu zachyceny včas, čímž se omezí potenciální vady konečného produktu.
Jakmile jsou všechny součásti na svém místě, sestava PCB se přesune k Přetavovací pájení, kde se pájecí pasta roztaví a vytvoří trvalá elektrická a mechanická spojení.
Předehřívací zóna: Sestava PCB se postupně zahřívá v přetavovací peci, aby se odstranila veškerá vlhkost a deska a součástky se dostaly na teplotu těsně pod bodem tání pájky.
Soak Zone: Teplota se udržuje, aby se aktivovalo tavidlo v pájecí pastě, která čistí kovové povrchy a připravuje je na pájení.
Reflow zóna: Teplota se rychle zvýší nad bod tání pájecí pasty, což způsobí, že se kuličky pájky roztaví a vytvoří pájené spoje mezi součástmi a destičkami PCB.
Chladicí zóna: Sestava se pomalu ochladí, aby pájené spoje ztuhly a zajistilo se pevné mechanické a elektrické spojení.
Pájení přetavením je kritické, protože určuje kvalitu pájených spojů, což ovlivňuje výkon a spolehlivost konečného elektronického zařízení.
Po pájení přetavením se sestava podrobí Automatická optická kontrola (AOI) k odhalení případných závad v umístění nebo pájení součástek.
High-Resolution Imaging: Stroje AOI používají kamery s vysokým rozlišením k zachycení detailních snímků sestavy PCB z různých úhlů.
Analýza obrazu: Stroj porovnává pořízené snímky se známou dobrou referencí a hledá odchylky, jako jsou chybějící součástky, nesprávná polarita, pájecí můstky nebo náhrobky (kdy součástky stojí na jednom konci).
Detekce defektů: Systém AOI označí všechny závady ke kontrole. Desky se zjištěnými závadami jsou buď odeslány k přepracování nebo označeny k další kontrole.
AOI pomáhá udržovat vysokou kvalitu tím, že zajišťuje, že do další fáze výroby postoupí pouze desky bez závad.
U součástek se skrytými pájenými spoji, jako jsou např Ball Grid Arrays (BGA), an Automatická rentgenová kontrola (AXI) je nutné zkontrolovat kvalitu pájky.
Rentgenové zobrazování: Stroje AXI používají rentgenové paprsky k pronikání do PCB a vytvářejí obrazy pájených spojů skrytých pod součástkami.
Analýza defektů: Rentgenové snímky jsou analyzovány, aby se zkontrolovaly vady, jako jsou dutiny, pájecí můstky nebo nedostatečné pokrytí pájkou, které nejsou viditelné při optické kontrole.
Zajištění kvality: Desky s vadami jsou označeny pro přepracování nebo sešrotování v závislosti na závažnosti a proveditelnosti přepracování.
AXI je zásadní pro zajištění spolehlivosti součástek se skrytými pájenými spoji, protože neodhalené závady mohou vést k poruše zařízení.
Posledním krokem ve výrobním procesu SMT je In-Circuit Testing (I.C.T) nebo a Funkční test aby bylo zajištěno, že sestava PCB splňuje všechny elektrické a funkční specifikace.
In-Circuit Testing (I.C.T): Tento test kontroluje jednotlivé součásti na desce plošných spojů, jako jsou odpory, kondenzátory a integrované obvody, aby bylo zajištěno, že jsou správně umístěny a fungují. I.C.T také kontroluje zkraty, přerušení a správná pájená spojení.
Funkční testování: Při tomto testu je PCB zapnuto a jsou testovány specifické funkce, aby bylo zajištěno, že deska funguje podle očekávání. Funkční testování simuluje skutečné provozní podmínky, kterým bude PCB čelit ve své konečné aplikaci.
Identifikace vad a přepracování: Pokud jsou během I.C.T nebo funkčního testování zjištěny nějaké závady, deska je zaslána zpět k přepracování. To může zahrnovat výměnu součástí, opětovné pájení nebo úpravu nastavení sestavy.
I.C.T a funkční testování jsou poslední kroky k zajištění kvality a funkčnosti finálního produktu, minimalizující riziko, že se vadné produkty dostanou k zákazníkovi.
Výrobní proces SMT zahrnuje několik přesných kroků, od tisku pájecí pastou až po finální funkční testování. Každý krok je zásadní pro zajištění kvality, spolehlivosti a výkonu konečného elektronického produktu. Pochopením detailů každého kroku v procesu SMT mohou výrobci vyrábět vysoce kvalitní elektroniku, která splňuje dnešní náročné standardy.
