Tecnologia di montaggio in superficie (SMT)

Tecnologia di montaggio superficiale (SMT): l'"ingegnere invisibile" della moderna produzione elettronica

Introduzione
La tecnologia di montaggio superficiale (SMT) è una delle tecnologie di base nel campo della produzione elettronica.Con il montaggio diretto di componenti microelettronici sulla superficie dei circuiti stampati (PCBS), ha sostituito la tradizionale tecnologia di montaggio a foro e è diventato un fattore chiave per la miniaturizzazione e le elevate prestazioni dei prodotti elettronici moderni.Da smartphone a apparecchiature aerospaziali, la SMT è ovunque e può essere definita l'"ingegnere invisibile" dell'industria elettronica.

I. L'evoluzione storica della SMT
La SMT ha avuto origine negli anni '60 e fu sviluppata per la prima volta da IBM degli Stati Uniti.Inizialmente è stato utilizzato in piccoli computer e attrezzature aerospaziali (come il computer di navigazione del veicolo di lancio Saturno).

Negli anni '80: la tecnologia matura gradualmente e la quota di mercato aumenta rapidamente passando dal 10%.

Alla fine degli anni '90: è diventato il processo mainstream, con oltre il 90% dei prodotti elettronici che adottano SMT.

Nel XXI secolo, con la richiesta di miniaturizzazione (come i componenti 01005, gli imballaggi BGA) e le esigenze di protezione ambientale (soldatura senza piombo),SMT continua a iterare e aggiornare 47.

II. Principi fondamentali e flusso di processo della SMT
Il nucleo della SMT consiste nel "montaggio" e nella "saldatura".

Stampa a pasta di saldatura

Utilizzando un modello di acciaio inossidabile tagliato con laser (con uno spessore di 0,1-0,15 mm), la pasta di saldatura viene stampata con precisione sui pad PCB attraverso uno raschiatore.La pasta di saldatura è prodotta mescolando polvere di saldatura e flusso. È necessario controllare lo spessore di stampa (di solito 0,3-0,6 mm) 69.

Attrezzature chiave: stampante di pasta di saldatura completamente automatica, in combinazione con SPI (detettore di pasta di saldatura) per la scansione 3D per garantire la qualità di stampa 69.

Montaggio dei componenti

La macchina di montaggio superficiale afferra i componenti (come resistori, condensatori e chip) attraverso ugelli a vuoto e raggiunge una precisione di ± 0,025 mm con un sistema di posizionamento visivo.Può montare oltre 200100.000 punti all'ora.

Difficoltà: per i componenti a forma irregolare (come i connettori flessibili) sono necessari ugelli speciali e il confezionamento BGA si basa sul rilevamento a raggi X per verificare l'integrità delle sfere di saldatura.

Saldatura a reflusso

Con il controllo preciso della curva di temperatura (precalore, immersione, reflusso, raffreddamento), la pasta di saldatura si fonde e si formano giunti di saldatura affidabili.La temperatura massima dei processi privi di piombo è di solito di 235-245°C, e la zona ad alta temperatura dura 40-60 secondi.

Controllo del rischio: la velocità di raffreddamento deve essere ≤ 4°C/s per evitare difetti della griglia nelle giunzioni di saldatura.

Ispezione e riparazione

AOI (Automatic Optical Inspection): può identificare difetti come parti mancanti, spostamenti e lapidi, con una precisione di 0,01 mm.

Ispezione a raggi X: utilizzato per la verifica della qualità di giunti di saldatura nascosti come BGA;

Stazione di lavoro di riparazione: riscaldare localmente il punto di fusione della saldatura e sostituire il componente difettoso 89.

Iii. Vantaggi tecnici della SMT
Rispetto alla tradizionale tecnologia a fori, la SMT ha raggiunto dei progressi in molteplici dimensioni:

Volume e peso: il volume dei componenti è ridotto del 40% al 60% e il peso del 60% al 80%, supportando cablaggi ad alta densità (come i componenti a passo di 0,5 mm) 310;

Affidabilità: il tasso di difetti delle giunzioni di saldatura è inferiore a 10 parti per milione,con una forte capacità anti-vibrazione e prestazioni superiori dei circuiti ad alta frequenza (induttanza e capacità parassitiche ridotte). 37

Efficienza della produzione: elevato grado di automazione, con costi di manodopera ridotti di oltre il 50%, supportando il montaggio a doppio lato e la produzione flessibile.

Protezione dell'ambiente ed economia: ridurre gli sprechi di trivellazione e di materiale, processo privo di piombo conforme alla norma RoHS 35.

IV. Campo d'applicazione della SMT
Elettronica di consumo: miniaturizzazione dei telefoni intelligenti e dei computer portatili;

Elettronica automobilistica: elevati requisiti di affidabilità per i moduli di controllo e i sensori dell'ECU;

attrezzature mediche: monitor portatili, montaggio di precisione di dispositivi impiantabili;

Industria aerospaziale e militare: progettazione antivibrazione per apparecchiature di comunicazione satellitare e sistemi di navigazione 4710.

V. Tendenze e sfide future
Intelligenza e flessibilità: le macchine e le linee di produzione riconfigurabili basate sulla tecnologia di montaggio di superficie adattabile (SMT) basate sull'IA si adattano alle esigenze di personalizzazione di piccoli lotti. 56

Integrazione tridimensionale: migliorare l'utilizzo dello spazio attraverso la tecnologia di imballaggio impilato in 3D;

Produzione ecologica: promuovere agenti di pulizia a base d'acqua e saldature biodegradabili per ridurre le emissioni di COV del 59%;

Limite di precisione: per affrontare le crescenti sfide di montaggio dei componenti al di sotto del 01005 (come il 008004), sviluppare una tecnologia di posizionamento sub-microne 9.

Conclusioni
La tecnologia di montaggio superficiale non è solo la pietra angolare tecnica della produzione elettronica, ma anche una forza invisibile che spinge l'umanità verso l'era intelligente.da micrometri a nanometriIn futuro, con l'integrazione di nuovi materiali e di tecnologie intelligenti, la tecnologia SMT potrà essere utilizzata per la produzione di prodotti elettronici.SMT continuerà a scrivere una leggenda tecnologica di essere "piccola ma potente".