Oppervlakte-montage-technologie (SMT)

Oppervlakte-montage-technologie (SMT): de "onzichtbare ingenieur" van de moderne elektronische productie

Inleiding
Oppervlakte-montage-technologie (SMT) is een van de kerntechnologieën op het gebied van elektronische productie.Door rechtstreeks micro-elektronische componenten op het oppervlak van printplaten (PCBS) te monterenHet heeft de traditionele door-gat montage technologie vervangen en is een belangrijke drijvende kracht geworden voor de miniaturisatie en de hoge prestaties van moderne elektronische producten.Van smartphones tot ruimtevaartapparatuur, SMT is overal en kan de "onzichtbare ingenieur" van de elektronica-industrie worden genoemd.

I. De historische ontwikkeling van SMT
SMT ontstond in de jaren zestig en werd voor het eerst ontwikkeld door IBM in de Verenigde Staten.Het werd aanvankelijk gebruikt in kleine computers en ruimtevaartapparatuur (zoals de navigatiecomputer van het Saturnus-lanceervaartuig).

In de jaren tachtig: de technologie is geleidelijk volwassen geworden en het marktaandeel is snel toegenomen van 10%.

In de late jaren negentig: het werd het mainstreamproces, met meer dan 90% van de elektronische producten die SMT gebruikten.

In de 21e eeuw, met de vraag naar miniaturisatie (zoals 01005 componenten, BGA-verpakkingen) en milieubeschermingsvereisten (loodvrije soldeer), is het de bedoeling dat deSMT blijft itereren en upgraden 47.

II. Kernprincipes en processtroom van SMT
De kern van SMT ligt in de "montage" en "soldering".

Printwerk van soldeerpasta

Met behulp van een met laser gesneden roestvrijstalen sjabloon (met een dikte van 0,1-0,15 mm) wordt door middel van een schraper met precisie een soldeerpasta op de PCB-platen afgedrukt.Loederpasta wordt gemaakt door loederpoeder en flux te mengenDe drukdikte moet worden gecontroleerd (meestal 0,3-0,6 mm) 69.

Belangrijkste uitrusting: Volledig automatische soldeerpastaprinter, in combinatie met SPI (soldeerpasta detector) voor 3D-scannen om de printkwaliteit te waarborgen 69.

Montage van onderdelen

De oppervlakte-montage machine grijpt componenten (zoals weerstanden, condensatoren en chips) door vacuüm sproeiers en bereikt een nauwkeurigheid van ± 0,025 mm met een visueel positioneringssysteem.Het kan meer dan 200 ton hebben.1000 punten per uur.

Moeilijkheden: speciale sproeiers zijn vereist voor onregelmatig gevormde componenten (zoals flexibele connectoren), en BGA-verpakkingen zijn afhankelijk van röntgenopsporing om de integriteit van de soldeerballen te controleren.

terugvloeiend solderen

Door nauwkeurige beheersing van de temperatuurcurve (voorverhitting, onderdompeling, terugstroom, koeling) wordt de soldeerpasta gesmolten en worden betrouwbare soldeerverbindingen gevormd.De piektemperatuur van loodvrije processen bedraagt gewoonlijk 235-245°C, en de hoge temperatuurzone duurt 40-60 seconden.

Risicobeheersing: de koelsnelheid moet ≤ 4 °C/s zijn om roosterdefecten bij de soldeerverbindingen te voorkomen.

Inspectie en reparatie

AOI (Automatic Optical Inspection): kan defecten zoals ontbrekende onderdelen, verschuivingen en grafstenen met een nauwkeurigheid van 0,01 mm identificeren.

Röntgenonderzoek: wordt gebruikt voor kwaliteitscontrole van verborgen soldeerslijpen zoals BGA;

Reparatiewerkstation: lokaal verwarmen tot het smeltpunt van de soldeer en vervangen van het defecte onderdeel 89.

De technische voordelen van SMT
In vergelijking met de traditionele doorgattechnologie heeft SMT doorbraken bereikt in meerdere dimensies:

Volume en gewicht: het deelvolume wordt verminderd met 40% tot 60% en het gewicht met 60% tot 80%, waardoor draadloosheden met een hoge dichtheid (zoals 0,5 mm-pijlcomponenten) worden ondersteund 310;

betrouwbaarheid: het gebrek aan soldeerslijmen is minder dan 10 parts per million,met een sterke anti-vibratie-capaciteit en een superieure prestatie in hoogfrequente circuits (verminderde parasitaire inductance en capaciteit). 37

Productie-efficiëntie: hoge mate van automatisering, waarbij de arbeidskosten met meer dan 50% worden verlaagd, waardoor dubbelzijdige montage en flexibele productie mogelijk zijn.

Milieubescherming en zuinigheid: vermindering van boor- en materiaalverspilling, loodvrij proces voldoet aan RoHS-norm 35.

IV. Toepassingsgebieden van SMT
Consumentenelektronica: miniaturisatie van smartphones en laptops;

Automobiele elektronica: hoge betrouwbaarheidseisen voor ECU-besturingsmodules en -sensoren;

Medische apparatuur: draagbare monitors, precisieassemblage van implanteerbare apparaten;

Aerospace en militaire industrie: antivibratieontwerp voor satellietcommunicatieapparatuur en navigatiesystemen 4710.

V. Toekomstige trends en uitdagingen
Intelligentie en flexibiliteit: AI-gestuurde adaptieve oppervlakte-montage-technologie (SMT) -machines en herconfigureerbare productielijnen passen zich aan aan de eisen van kleine partijmaatregelen. 56

Driedimensionale integratie: verbetering van het gebruik van de ruimte door middel van 3D-opstapelde verpakkingstechnologie;

Groene productie: bevorderen van op water gebaseerde reinigingsmiddelen en biologisch afbreekbare soldeermiddelen om de VOC-emissies met 59% te verminderen;

Precisielimiet: om de toenemende uitdagingen van onder 01005 (zoals 008004) staande componenten aan te pakken, moet een submicron-positioneringstechnologie worden ontwikkeld 9.

Conclusies
De technologie van de oppervlakte bevestiging is niet alleen de technische hoeksteen van de elektronische productie, maar ook een onzichtbare kracht die de mensheid naar het intelligente tijdperk stuurt.van micrometer tot nanometerIn de toekomst, met de integratie van nieuwe materialen en slimme technologieën, zal het gebruik van SMT de grenzen van elektronische producten veranderen.SMT blijft een technologische legende schrijven van "klein maar krachtig".