Applicazione e tendenze future della tecnologia di montaggio superficiale (SMT) nella produzione di PCB

La tecnologia di montaggio superficiale (SMT), in quanto processo centrale della moderna produzione elettronica, ha completamente cambiato i limiti della tradizionale tecnologia di montaggio attraverso buchi (THT).Montaggio diretto di componenti elettronici senza condotti o con condotti corti sulla superficie di schede di circuiti stampati (PCBS), SMT raggiunge elevata densità, elevate prestazioni e miniaturizzazione dei prodotti elettronici.Questo articolo analizzerà in modo completo l'applicazione della SMT nella produzione di PCB da aspetti quali il flusso di processo, vantaggi tecnici, sfide e tendenze future.

Il processo di base della SMT comprende fasi quali la preparazione del materiale, la stampa con pasta di saldatura, il montaggio dei componenti, la saldatura a riversamento e l'ispezione e la riparazione,che possono essere specificamente suddivisi nei seguenti collegamenti chiave::

1. Paste di saldatura stampate a vetro

   Utilizzare una rete di acciaio e una macchina per la stampa a schermo per stampare con precisione la pasta di saldatura sui pad del PCB.È necessario assicurare l'assenza di mancata stampa o di adesione mediante ispezione ottica (SPI) 136.

2. Montaggio dei componenti

   La macchina di posizionamento con tecnologia di montaggio superficiale (SMT) colloca i componenti di montaggio superficiale (SMD) nella posizione della pasta di saldatura attraverso un sistema di visione ad alta precisione e un braccio meccanico.per le tavole a doppio lato, è necessario distinguere i lati A e B e per il fissaggio possono essere utilizzate paste di saldatura a punto di fusione diverso o adesivi rossi 35.

3. Saldatura a reflusso

   Nel forno di saldatura a riversamento, la pasta di saldatura forma giunture di saldatura dopo precaldo, fusione e raffreddamento.Il controllo preciso della curva di temperatura è la chiave per evitare false saldature o danni termici ai componenti. 68

4. Ispezione e riparazione

   La qualità della saldatura viene controllata mediante ispezione ottica automatica (AOI), ispezione a raggi X, ecc., e i punti di saldatura difettosi vengono riparati.I circuiti complessi richiedono ancora prove funzionali per garantire l'affidabilità 68.

Per il processo di assemblaggio misto (SMT combinato con componenti a foratura), si deve combinare la saldatura a onde o la saldatura manuale, ad esempio il montaggio superficiale prima e poi la saldatura a foratura,o una combinazione di saldatura a riflusso a doppio lato e saldatura a onde. 69

La popolarità della SMT beneficia dei suoi vantaggi completi sotto molti aspetti:

• Miniaturizzazione e elevata densità

  Il volume dei componenti SMD è inferiore del 60% a quello dei componenti a foratura e il loro peso è ridotto del 75%, aumentando significativamente la densità di routing dei PCB.Supportano il montaggio a doppio lato e riducono la necessità di trivellazione 2410.

• Caratteristiche e affidabilità dell'alta frequenza

  La progettazione del piombo corto riduce l'induttanza e la capacità parassitaria e migliora l'efficienza della trasmissione del segnale.le prestazioni anti-vibrazione sono forti, e il tempo medio tra i guasti (MTBF) è notevolmente prolungato di 27.

• Costo/beneficio

  Ridurre il numero di strati e la superficie di PCB per ridurre i costi di materiale e di trasporto; la produzione automatizzata riduce il contributo umano e il costo complessivo può essere ridotto dal 30% al 50%410.

• Efficienza della produzione

  Il processo completamente automatizzato (come la macchina di posizionamento che si adatta a più componenti) accorcia il tempo di preparazione della produzione e supporta una produzione ad alta efficienza in grandi quantità.

Nonostante i suoi importanti vantaggi, la SMT presenta ancora i seguenti limiti tecnici:

• Tolleranza alla tensione meccanica

  La dimensione dell'articolazione della saldatura è relativamente piccola ed è soggetta a guasti in ambienti di frequente inserimento e disinserimento o di forti vibrazioni.È necessario rinforzare il collegamento 710 in combinazione con la tecnologia di foratura.

• Limitazioni di potenza elevata e di dissipazione del calore

  I componenti ad alta potenza (come i trasformatori) hanno elevati requisiti di dissipazione del calore e di solito hanno bisogno di utilizzare progetti a foratura in combinazione, aumentando la complessità del processo di 79.

• Complessità del trattamento

  I requisiti di precisione di allineamento interstrato per PCBS multi-strato sono elevati.

• Maggiore integrazione e miniaturizzazione

  Con la popolarità dei pacchetti 01005 e dei componenti ancora più piccoli, SMT guiderà l'ulteriore miniaturizzazione dei prodotti elettronici,mentre si affrontano le sfide della stampa con pasta di saldatura e della precisione di montaggio 810.

• Tecnologia di rilevamento intelligente

  L'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico miglioreranno la capacità di riconoscimento dei difetti dei sistemi AOI, ridurranno l'intervento manuale e miglioreranno l'efficienza del rilevamento.

• Tecnologia di produzione ibrida

  La combinazione di SMT, tecnologia per fori e stampa 3D può soddisfare i requisiti di strutture complesse e di alta potenza,come la progettazione di schede ibride nell'elettronica automobilistica 79.

• Produzione verde

  La promozione di processi di saldatura senza piombo e di saldatura a bassa temperatura risponde alle esigenze di protezione dell'ambiente riducendo al contempo il consumo energetico dell'8%.

La tecnologia SMT, con la sua elevata efficienza, la sua elevata affidabilità e i suoi vantaggi in termini di costi, è diventata la pietra angolare dell'industria manifatturiera dell'elettronica.Nonostante sfide quali la resistenza meccanica e la dissipazione del calore, SMT continuerà a guidare i prodotti elettronici verso prestazioni più elevate e dimensioni più piccole attraverso l'innovazione tecnologica e l'ottimizzazione del processo.L'intelligenza e la verde saranno le sue principali direzioni di evoluzione., fornendo un supporto tecnico chiave per settori emergenti come il 5G e l'Internet delle cose.