تکنولوژی نصب سطحی (SMT)

تکنولوژی نصب سطح (SMT): "مهندس نامرئی" تولیدات الکترونیکی مدرن

مقدمه
فناوری نصب سطح (SMT) یکی از فناوری های اصلی در زمینه تولید الکترونیک است.با نصب مستقیم اجزای میکروالکترونیک بر روی سطح صفحه های مدار چاپی (PCBS)، آن را جایگزین فناوری نصب سوراخ سنتی شده است و تبدیل به یک محرک کلیدی برای کوچک سازی و عملکرد بالا از محصولات الکترونیکی مدرن شده است.از تلفن های هوشمند تا تجهیزات هوافضا، SMT در همه جا است و می توان آن را "مهندس نامرئی" صنعت الکترونیک نامید.

I. تکامل تاریخی SMT
SMT در دهه 1960 بوجود آمد و برای اولین بار توسط IBM ایالات متحده توسعه یافت.در ابتدا در کامپیوترهای کوچک و تجهیزات هوافضا (مانند کامپیوتر ناوبری پرتاب کننده زحل) استفاده می شد..

در دهه 1980: تکنولوژی به تدریج بالغ شد و سهم بازار به سرعت از 10٪ افزایش یافت.

در اواخر دهه ۱۹۹۰: این فرآیند به جریان اصلی تبدیل شد، با بیش از ۹۰٪ از محصولات الکترونیکی که SMT را اتخاذ می کنند.

در قرن بیست و یکم، با تقاضا برای کوچک سازی (مانند قطعات 01005، بسته بندی BGA) و الزامات حفاظت از محیط زیست (سوخته های بدون سرب) ،SMT به تکرار و ارتقاء 47 ادامه می دهد.

اصول اصلی و جریان فرآیند SMT
هسته اصلی SMT در "تسلسله" و "طلای گیری" است. فرآیند آن به شدت خودکار است و عمدتاً شامل مراحل زیر است:

چاپ خمیر خمیر

با استفاده از یک قالب فولاد ضد زنگ که با لیزر برش داده شده است (با ضخامت 0.1-0.15 میلی متر) ، خمیر جوش با دقت از طریق یک کنده بر روی پد های PCB چاپ می شود.پسته ی پُر شده با مخلوط کردن پودر پُر شده و فلوکس ساخته می شود.ضخامت چاپ باید کنترل شود (معمولا 0.3-0.6mm) 69.

تجهیزات کلیدی: چاپگر کاملا اتوماتیک پُل، در ارتباط با SPI (دتاکتور پُل پُل) برای اسکن 3D برای اطمینان از کیفیت چاپ 69.

نصب قطعات

دستگاه نصب سطح اجزای (مانند مقاومت ها، خازن ها و تراشه ها) را از طریق نوزل های خلاء می گیرد و با یک سیستم موقعیت گیری بصری به دقت ± 0.025 میلی متر می رسد.مي تونه بيشتر از 200 تا سوار بشه،000 امتیاز در ساعت

مشکلات: نوزل های ویژه برای اجزای شکل نامنظم (مانند کانکتورهای انعطاف پذیر) مورد نیاز است و بسته بندی BGA برای بررسی یکپارچگی توپ های جوشنده به تشخیص اشعه ایکس متکی است.

جوشاندن مجدد

با کنترل دقیق منحنی دما (پیش گرم کردن، خیس کردن، جریان مجدد، خنک کردن) ، خمیر جوش ذوب می شود و مفاصل جوش قابل اعتماد تشکیل می شود.دمای اوج فرآیندهای بدون سرب معمولا 235-245°C است، و منطقه ی دمای بالا برای ۴۰ تا ۶۰ ثانیه طول می کشد.

کنترل خطر: سرعت خنک شدن باید ≤4°C/s باشد تا از نقص های شبکه در مفاصل جوش اجتناب شود.

بازرسی و تعمیر

AOI (بررسی نوری خودکار): می تواند نقص هایی مانند قطعات گمشده، آفست ها و سنگ قبر را با دقت 0.01 میلی متر شناسایی کند.

بازرسی اشعه ایکس: برای بررسی کیفیت جوانهای پایش پنهان مانند BGA استفاده می شود.

محل کار تعمیر: گرم کردن محلی تا نقطه ذوب جوش و تعویض قطعات معیوب 89.

مزایای فنی SMT
در مقایسه با فناوری سوراخ سنتی، SMT پیشرفت های متعددی را در ابعاد متعدد به دست آورده است:

حجم و وزن: حجم قطعات 40 تا 60 درصد کاهش یافته و وزن 60 تا 80 درصد کاهش یافته است و از سیم کشی با چگالی بالا (مانند قطعات 0.5 میلی متر) پشتیبانی می کند.

قابلیت اطمینان: نرخ نقص جوانهای جوش کمتر از ده قسمت در میلیون است.با توانایی قوی ضد ارتعاش و عملکرد عالی مدار فرکانس بالا (کم شدن induktansi و ظرفیت انگل).37

بهره وری تولید: درجه بالایی از اتوماسیون، با کاهش هزینه های نیروی کار بیش از 50٪، پشتیبانی از نصب دو طرفه و تولید انعطاف پذیر.

حفاظت از محیط زیست و اقتصاد: کاهش حفاری و اتلاف مواد، فرآیند بدون سرب مطابق با استاندارد RoHS 35 است.

IV. زمینه های کاربرد SMT
الکترونیک مصرفی: کوچک سازی تلفن های هوشمند و لپ تاپ ها

الکترونیک خودرو: الزامات قابل اطمینان بالا برای ماژول های کنترل ECU و سنسورها

تجهیزات پزشکی: مانیتورهای قابل حمل، مونتاژ دقیق دستگاه های قابل کاشت

صنعت هوافضا و نظامی: طراحی ضد ارتعاش برای تجهیزات ارتباطات ماهواره ای و سیستم های ناوبری 4710.

V. روند و چالش های آینده
هوش و انعطاف پذیری: ماشین آلات و خطوط تولید قابل تنظیم مجدد با فناوری نصب سطح سازگاری (SMT) مبتنی بر هوش مصنوعی با نیازهای سفارشی سازی دسته های کوچک سازگار می شوند. 56

ادغام سه بعدی: افزایش استفاده از فضا از طریق تکنولوژی بسته بندی 3D

تولید سبز: ترویج مواد تمیز کننده مبتنی بر آب و جوش های زیست تجزیه پذیر برای کاهش انتشار VOC تا 59٪؛

محدودیت دقت: برای رسیدگی به چالش های فزاینده قطعات زیر 01005 (مانند 008004) ، توسعه فناوری موقعیت گذاری زیر میکروونی 9.

نتیجه گیری
تکنولوژی نصب سطح نه تنها سنگ بنای فنی تولید الکترونیک است بلکه یک نیروی نامرئی است که بشریت را به سمت عصر هوشمند هدایت می کند.از میکرومتر تا نانومتردر آینده، با ادغام مواد جدید و فن آوری های هوشمند،SMT همچنان افسانه تکنولوژیکی "کوچکی اما قدرتمند" خواهد بود.