Τεχνολογία επιφανειακής τοποθέτησης

Τεχνολογία επιφάνειας (SMT): Ο "Αόρατος Μηχανικός" της Σύγχρονης Ηλεκτρονικής Κατασκευής

Εισαγωγή
Η τεχνολογία επιφανειακής τοποθέτησης (SMT) είναι μία από τις βασικές τεχνολογίες στον τομέα της ηλεκτρονικής κατασκευής.Με την άμεση τοποθέτηση μικροηλεκτρονικών εξαρτημάτων στην επιφάνεια των πλακών κυκλωμάτων (PCBS), έχει αντικαταστήσει την παραδοσιακή τεχνολογία τοποθέτησης με τρύπα και έχει γίνει βασικός παράγοντας για τη μικροποίηση και την υψηλή απόδοση των σύγχρονων ηλεκτρονικών προϊόντων.Από τα έξυπνα τηλέφωνα μέχρι τα αεροδιαστημικά, η SMT είναι παντού και μπορεί να ονομαστεί ο "αόρατος μηχανικός" της βιομηχανίας ηλεκτρονικών.

Ι. Η ιστορική εξέλιξη της SMT
Το SMT προέκυψε τη δεκαετία του 1960 και αναπτύχθηκε για πρώτη φορά από την IBM των Ηνωμένων Πολιτειών.Αρχικά χρησιμοποιήθηκε σε μικρούς υπολογιστές και αεροδιαστημικό εξοπλισμό (όπως ο υπολογιστής πλοήγησης του εκτοξευτικού οχήματος του Κρόνου).

Στη δεκαετία του 1980: Η τεχνολογία ωρίμασε σταδιακά και το μερίδιο αγοράς αυξήθηκε γρήγορα από 10%.

Στα τέλη της δεκαετίας του 1990: Έγινε η κύρια διαδικασία, με πάνω από το 90% των ηλεκτρονικών προϊόντων να υιοθετούν SMT.

Στον 21ο αιώνα, με την απαίτηση για μικρογραφία (όπως τα εξαρτήματα 01005, συσκευασίες BGA) και τις απαιτήσεις προστασίας του περιβάλλοντος (η συγκόλληση χωρίς μόλυβδο),Η SMT συνεχίζει την επανάληψη και την αναβάθμιση 47.

ΙΙ. Βασικές αρχές και ροή διαδικασιών της SMT
Ο πυρήνας της SMT έγκειται στην "εγκατάσταση" και την "υπολύση".

Εκτύπωση με πάστα συγκόλλησης

Χρησιμοποιώντας ένα πρότυπο από ανοξείδωτο χάλυβα που κόβεται με λέιζερ (με πάχος 0,1-0,15 mm), η πάστα συγκόλλησης εκτυπώνεται με ακρίβεια στις πλάκες PCB μέσω ενός ξυριστού.Η πάστα συγκόλλησης παρασκευάζεται αναμειγνύοντας σκόνη συγκόλλησης και ροήΤο πάχος της εκτύπωσης πρέπει να ελέγχεται (συνήθως 0,3-0,6 mm) 69.

Βασικός εξοπλισμός: Πλήρως αυτόματος εκτυπωτής ζύμωσης, σε συνδυασμό με SPI (ανιχνευτής ζύμωσης) για τρισδιάστατη σάρωση, ώστε να εξασφαλίζεται η ποιότητα εκτύπωσης 69.

Εγκατάσταση εξαρτήματος

Η μηχανή επιφανειακής τοποθέτησης αρπάζει εξαρτήματα (όπως αντίστοιχα αντίστοιχα, πυκνωτές και τσιπ) μέσω φουσκάλων κενού και επιτυγχάνει ακρίβεια ± 0,025 mm με σύστημα οπτικής τοποθέτησης.Μπορεί να ανέβει πάνω από 200.Χιλιάδες πόντους την ώρα.

Δυσκολίες: Απαιτούνται ειδικοί ακροφύσια για τα ακανόνιστα εξαρτήματα (όπως ευέλικτοι συνδετήρες) και η συσκευασία BGA βασίζεται στην ανίχνευση με ακτίνες Χ για να ελέγξει την ακεραιότητα των σφαιρών συγκόλλησης.

Επιστροφική συγκόλληση

Με τον ακριβή έλεγχο της καμπύλης θερμοκρασίας (προθέρμανση, βύθιση, επανεξέλιξη, ψύξη), η πάστα συγκόλλησης λιώνεται και σχηματίζονται αξιόπιστες συνδέσεις συγκόλλησης.Η κορυφαία θερμοκρασία των διαδικασιών χωρίς μόλυβδο είναι συνήθως 235-245°C, και η ζώνη υψηλής θερμοκρασίας διαρκεί για 40-60 δευτερόλεπτα.

Ελέγχος κινδύνου: Ο ρυθμός ψύξης πρέπει να είναι ≤ 4 °C/s για την αποφυγή ελαττωμάτων πλέγματος στις συνδέσεις συγκόλλησης.

Επιθεώρηση και επισκευή

AOI (Automatic Optical Inspection): Μπορεί να εντοπίσει ελαττώματα όπως λείπουν μέρη, εκτοπισμοί και ταφόπλακες, με ακρίβεια 0,01 mm.

Έλεγχος με ακτίνες Χ: Χρησιμοποιείται για την επαλήθευση της ποιότητας των κρυφών αρθρώσεων συγκόλλησης, όπως BGA.

Σταθμός εργασίας επισκευής: Θέρμανση τοπικά στο σημείο τήξης της συγκόλλησης και αντικατάσταση του ελαττωματικού στοιχείου 89.

Τεχνικά πλεονεκτήματα της SMT
Σε σύγκριση με την παραδοσιακή τεχνολογία διάτρησης, η SMT έχει επιτύχει σημαντικές εξελίξεις σε πολλαπλές διαστάσεις:

Ο όγκος και το βάρος: Ο όγκος των κατασκευαστικών στοιχείων μειώνεται κατά 40%-60% και το βάρος μειώνεται κατά 60%-80%, υποστηρίζοντας καλωδίωση υψηλής πυκνότητας (όπως τα εξαρτήματα 0,5 mm πλάτους) 310·

Αξιοπιστία: Το ποσοστό ελαττωμάτων των συγκόλλησεων συγκόλλησης είναι μικρότερο από δέκα μέρη ανά εκατομμύριο,με ισχυρή ικανότητα αντιδονήσεων και ανώτερη απόδοση κυκλωμάτων υψηλής συχνότητας (χαμηλή παρασιτική επαγωγικότητα και χωρητικότητα). 37

Αποτελεσματικότητα παραγωγής: Υψηλός βαθμός αυτοματοποίησης, με το κόστος εργασίας να μειώνεται κατά περισσότερο από 50%, υποστηρίζοντας διπλή τοποθέτηση και ευέλικτη παραγωγή.

Προστασία του περιβάλλοντος και οικονομία: Μείωση των αποβλήτων από τις γεωτρήσεις και τα υλικά, διαδικασία χωρίς μόλυβδο συμμορφώνεται με το πρότυπο RoHS 35.

IV. Πεδία εφαρμογής της SMT
Ηλεκτρονικά καταναλωτικά προϊόντα: Μικροσκοπία των κινητών τηλεφώνων και των φορητών υπολογιστών.

Ηλεκτρονικά οχήματα: υψηλές απαιτήσεις αξιοπιστίας για τις μονάδες ελέγχου ECU και τους αισθητήρες·

ιατρικός εξοπλισμός: φορητές οθόνες, συναρμολόγηση ακριβείας εμφυτεύσιμων συσκευών·

Αεροδιαστημική και στρατιωτική βιομηχανία: Σχεδιασμός αντιδοντικών για δορυφορικούς εξοπλισμούς επικοινωνίας και συστήματα πλοήγησης 4710.

V. Μελλοντικές τάσεις και προκλήσεις
Τεχνολογία προσαρμοστικής τοποθέτησης επιφάνειας (SMT) που βασίζεται στην τεχνητή νοημοσύνη και επανασυστατούμενες γραμμές παραγωγής προσαρμόζονται στις απαιτήσεις προσαρμογής μικρών παρτίδων. 56

Τριδιάστατη ολοκλήρωση: Βελτίωση της αξιοποίησης του χώρου μέσω της τεχνολογίας 3D στοιβαγμένης συσκευασίας.

Πράσινη παραγωγή: Προώθηση καθαριστικών ουσιών με βάση το νερό και βιοαποικοδομήσιμων συγκόλλησεων για τη μείωση των εκπομπών VOC κατά 59%·

Περιορισμός ακρίβειας: Για την αντιμετώπιση των αυξανόμενων προκλήσεων των εξαρτημάτων κάτω από το 01005 (όπως το 008004), αναπτύξτε τεχνολογία εντοπισμού θέσης κάτω των μικρών 9.

Συμπεράσματα
Η τεχνολογία επιφανειακής τοποθέτησης δεν είναι μόνο ο τεχνικός ακρογωνιαίος λίθος της ηλεκτρονικής κατασκευής, αλλά και μια αόρατη δύναμη που οδηγεί την ανθρωπότητα προς την ευφυή εποχή.από μικρομέτρα έως νανομέτρα, κάθε πρόοδος της SMT αναδιαμορφώνει τα όρια των ηλεκτρονικών προϊόντων.Η SMT θα συνεχίσει να γράφει έναν τεχνολογικό θρύλο του να είναι "μικρή αλλά ισχυρή".