Dansk Dansk 
Visninger:0 Forfatter:Site Editor Publiceringstid: 2024-08-23 Oprindelse:Websted
Surface Mount Technology (SMT) er en metode, der anvendes i elektronikfremstilling, hvor komponenter monteres direkte på overfladen af printplader (PCB'er). SMT er blevet standardfremstillingsprocessen i elektronikindustrien på grund af dens effektivitet, omkostningseffektivitet og evne til at producere kompakte, højtydende elektroniske enheder. I denne artikel vil vi udforske SMT-fremstillingsprocessen i detaljer, herunder hvert trin og relaterede termer.
Før du dykker ned i SMT-fremstillingsprocessen, er det vigtigt at forstå nogle nøgleord:
PCB (Printed Circuit Board): Et kort, der bruges i elektronik til mekanisk at understøtte og elektrisk forbinde elektroniske komponenter.
SMD (Surface-Mount Device): Komponenter, der er designet til at blive monteret direkte på overfladen af PCB'er.
Loddepasta: En blanding af pulveriseret loddemiddel og flusmiddel, der bruges til at fastgøre SMD'er til PCB'er.
Reflow Lodning: En proces, hvor loddepasta opvarmes til dets smeltepunkt for at skabe permanente elektriske og mekaniske forbindelser mellem komponenter og printkortet.
AOI (automatiseret optisk inspektion): En maskinbaseret visuel inspektionsproces, der bruger kameraer til at opdage defekter i PCB'er.
AXI (automatiseret røntgeninspektion): En inspektionsmetode, der bruger røntgenstråler til at kontrollere loddesamlinger og forbindelser skjult under komponenter.
SPI (Solder Paste Inspection): Processen med at kontrollere kvaliteten af loddepastaapplikation på et printkort.
SMT-fremstillingsprocessen består af flere trin, der hver især er afgørende for at sikre pålidelig placering og lodning af elektroniske komponenter på et printkort. Nedenfor er en detaljeret oversigt over hvert trin i SMT-processen.
Det første skridt i SMT fremstillingsproces påfører loddepasta på printkortet. Loddepasta er et klæbrigt stof lavet af små loddekugler blandet med flusmiddel. Det påføres på de områder af printkortet, hvor komponenter vil blive monteret, typisk på metalpuder.
Stencil justering: En metalstencil med udskæringer svarende til loddepudernes placeringer på printet placeres over pladen. Stencilen fungerer som en maske for at sikre, at loddepasta kun påføres de ønskede områder.
Indsæt ansøgning: En gummiskraber eller lignende værktøj spreder loddepastaen hen over stencilen og tvinger den gennem åbningerne på printkortet nedenunder. Tykkelsen og ensartetheden af pastalaget er afgørende for at sikre korrekt komponentfastgørelse og lodning.
Fjernelse af stencil: Stencilen løftes forsigtigt væk og efterlader præcis aflejret loddepasta på PCB-puderne.
Korrekt påføring af loddepasta er afgørende, da det bestemmer kvaliteten af loddeforbindelserne og den overordnede monteringspålidelighed.
Efter påføring af loddepastaen er næste trin Loddepasta-inspektion (SPI). Dette trin er afgørende for at sikre, at loddepastaen afsættes korrekt på printkortet.
Automatiseret inspektion: SPI-maskiner bruger kameraer og sensorer til at scanne PCB'en og måle volumen, højden, areal og positionen af loddepastaaflejringerne.
Kvalitetskontrol: Inspektionsdataene analyseres for at opdage eventuelle defekter, såsom utilstrækkelig pasta, overskydende pasta eller forkert justerede aflejringer. Disse defekter kan føre til dårlige loddeforbindelser, fejlplacering af komponenter eller kortslutninger.
Feedback loop: Hvis der opdages defekter, kan der foretages justeringer af loddepasta-printerens opsætning eller procesparametre for at rette problemet. Denne feedbackloop sikrer påføring af loddepasta af høj kvalitet.
Når loddepastaen er blevet inspiceret og verificeret, er næste trin Chip montering, også kendt som komponentplacering.
Komponentforberedelse: SMT-komponenter, eller SMD'er, leveres i ruller, bakker eller rør og føres ind i pick-and-place-maskinen.
Vælg-og-Placer: Pick-and-place-maskinen bruger robotarme udstyret med vakuumdyser til at opsamle komponenter fra feederne og placere dem på de loddelimede puder på printkortet. Maskinens høje præcision sikrer, at komponenterne er præcist placeret i henhold til printkortets design.
Justering og placering: Maskinen bruger vision-systemer og justeringsalgoritmer for at sikre, at hver komponent er placeret korrekt. Hastigheden og nøjagtigheden af moderne pick-and-place-maskiner giver mulighed for høj kapacitetsproduktion.
Spånmontering er et kritisk trin, da enhver forskydning eller fejlplacering kan resultere i defekte plader, der kræver kostbar efterbearbejdning eller skrotning.
Efter den automatiserede placering af komponenter er der ofte behov for en Visuel inspektion og placering af nogle komponenter i hånden.
Visuel inspektion: Dygtige operatører inspicerer tavlerne visuelt for at kontrollere for fejljusterede komponenter, manglende dele eller åbenlyse defekter, som maskinerne kan have overset. Dette trin udføres ofte ved hjælp af forstørrelsesværktøjer eller mikroskoper.
Manuel komponentplacering: Nogle komponenter, især dem, der ikke er standard, store eller følsomme, skal muligvis placeres manuelt. Dette kan omfatte konnektorer, transformere eller ulige-formede komponenter, som automatiserede maskiner ikke kan håndtere effektivt.
Justeringer: Hvis komponenter viser sig at være malplacerede eller mangler, kan operatører manuelt justere eller tilføje disse komponenter for at sikre, at alle dele er korrekt placeret før lodning.
Dette trin hjælper med at sikre, at eventuelle fejl fra den automatiserede proces fanges tidligt, hvilket reducerer potentielle defekter i det endelige produkt.
Når alle komponenter er på plads, går PCB-samlingen videre til Reflow Lodning, hvor loddepastaen smeltes for at danne permanente elektriske og mekaniske forbindelser.
Forvarmningszone: PCB-samlingen opvarmes gradvist i reflow-ovnen for at fjerne eventuel fugt og for at bringe kortet og komponenterne til en temperatur lige under loddets smeltepunkt.
Soak Zone: Temperaturen holdes for at aktivere fluxen i loddepastaen, som renser metaloverfladerne og gør dem klar til lodning.
Reflow Zone: Temperaturen øges hurtigt til over loddepastaens smeltepunkt, hvilket får loddekuglerne til at smelte og danne loddesamlinger mellem komponenterne og PCB-puderne.
Kølezone: Enheden afkøles langsomt for at størkne loddeforbindelserne, hvilket sikrer en stærk mekanisk og elektrisk forbindelse.
Reflow-lodning er kritisk, da det bestemmer kvaliteten af loddeforbindelserne, hvilket påvirker ydeevnen og pålideligheden af den endelige elektroniske enhed.
Efter reflowlodning gennemgår samlingen Automatiseret optisk inspektion (AOI) at opdage eventuelle fejl ved placering eller lodning af komponenter.
Billedbehandling i høj opløsning: AOI-maskiner bruger højopløsningskameraer til at tage detaljerede billeder af PCB-samlingen fra flere vinkler.
Billedanalyse: Maskinen sammenligner de optagne billeder med en kendt god reference og leder efter afvigelser såsom manglende komponenter, forkert polaritet, loddebroer eller gravsten (hvor komponenter står i den ene ende).
Defektdetektering: AOI-systemet markerer eventuelle defekter til gennemgang. Tavler med konstaterede fejl sendes enten til efterbearbejdning eller mærkes til nærmere eftersyn.
AOI hjælper med at opretholde høj kvalitet ved at sikre, at kun fejlfrie plader går videre til næste produktionstrin.
Til komponenter med skjulte loddesamlinger, som f.eks Ball Grid Arrays (BGA'er), en Automatiseret røntgeninspektion (AXI) er påkrævet for at inspicere loddekvaliteten.
Røntgen billeddannelse: AXI-maskiner bruger røntgenstråler til at trænge ind i PCB'en og skabe billeder af loddesamlingerne skjult under komponenter.
Defektanalyse: Røntgenbillederne analyseres for at kontrollere for defekter såsom hulrum, loddebroer eller utilstrækkelig loddedækning, som ikke er synlige ved optisk inspektion.
Kvalitetssikring: Brædder med defekter markeres med henblik på ombearbejdning eller skrotning, afhængigt af sværhedsgraden og gennemførligheden af omarbejdning.
AXI er afgørende for at sikre pålideligheden af komponenter med skjulte loddesamlinger, da uopdagede defekter kan føre til enhedsfejl.
Det sidste trin i SMT-fremstillingsprocessen er In-Circuit Testing (I.C.T) eller a Funktionstest for at sikre, at PCB-samlingen opfylder alle elektriske og funktionelle specifikationer.
In-Circuit Testing (I.C.T): Denne test kontrollerer de individuelle komponenter på printkortet, såsom modstande, kondensatorer og IC'er, for at sikre, at de er korrekt placeret og fungerer. I.C.T kontrollerer også for kortslutninger, åbner og korrekte loddeforbindelser.
Funktionstest: I denne test tændes PCB'en, og specifikke funktioner testes for at sikre, at kortet fungerer som forventet. Funktionel test simulerer de faktiske driftsforhold, som printkortet vil stå over for i sin endelige anvendelse.
Defektidentifikation og omarbejdning: Hvis der konstateres mangler under I.C.T eller funktionstest, sendes tavlen tilbage til efterbearbejdning. Dette kan involvere udskiftning af komponenter, genlodning eller justering af samlingsindstillinger.
I.C.T og funktionstest er de sidste trin for at sikre kvaliteten og funktionaliteten af det endelige produkt, hvilket minimerer risikoen for, at defekte produkter når frem til kunden.
SMT-fremstillingsprocessen involverer flere præcise trin, fra udskrivning af loddepasta til endelig funktionstest. Hvert trin er afgørende for at sikre kvaliteten, pålideligheden og ydeevnen af det endelige elektroniske produkt. Ved at forstå detaljerne i hvert trin i SMT-processen kan producenter producere elektronik af høj kvalitet, der opfylder nutidens krævende standarder.
