1. Panoramica e definizione dellatecnologia SMT
Tecnologia di montaggio in superficie (SMT) èla tecnologia eil processo più diffusonel settore dell'assemblaggio elettronico. Si riferisce al montaggio diretto di componenti a montaggio superficiale (SMC/SMD, componenti chip) senza conduttori o con conduttori corti sulla superficie di circuiti stampati (PCB) o altri substrati, ottenendo il collegamento del circuito attraverso processi di saldatura a rifusione o a immersione.
2. Flusso di processo SMT di base
2.1 Catena di processo completa
Stampa della pasta saldante → Posizionamento dei componenti →Saldatura a rifusione → Ispezione ottica AOI → Rilavorazione → Separazione dei pannelli
2.2 Dettagli dei processi fondamentali
Processo di stampa della pasta saldante
- Funzione: trasferirelapasta saldanteo l'adesivo sui pad del PCB in preparazione alla saldatura dei componenti.
- Attrezzatura: stampanteper stencil completamente automatica ad alta precisione
- Posizione: Front enddella linea di produzione SMT
- Requisiti tecnici: Precisione di stampa ±0,05 mm, uniformità dello spessore >90%
Processo di posizionamento deicomponenti
- Funzione: installazioneaccurata di componenti a montaggio superficiale in posizioni fisse su PCB
- Attrezzatura: macchina pick-and-place multifunzione ad alta precisione
- Posizione: Processo dopo la stampa constencil
- Indicatori tecnici: precisionediposizionamento ±0,025 mm, velocità >30.000 CPH
Processo di saldatura arifusione
- Funzione: il controllo precisodella temperatura fonde la pasta saldante per ottenere un collegamento affidabile tra i componenti e il PCB.
- Attrezzatura: Forno di rifusione multizona
- Parametri di processo:
- Zona dipreriscaldamento: temperatura ambiente → 150 °C, velocità di riscaldamento 1-3 °C/secondo
- Zona diimmersione: 150→180 °C, durata60-120 secondi
- Zona dirifusione: oltre 183 °C, temperatura massima 210-230 °C
- Zona diraffreddamento:velocità di raffreddamento 2-4 ℃/secondo
AOI Ispezione ottica
- Funzione: Ispezione automatizzatadella qualitàdellasaldatura e dell'assemblaggio
- Capacità di rilevamento: partimancanti, parti errate, disallineamento, polarità invertita, difetti dei giunti saldati, ecc.
- Tipi diapparecchiature: AOI 2D/3D, sistemidi ispezione a raggi X
3. Tipidi processi SMTe applicazioni
3.1 Processo di assemblaggio su un solo lato
Ispezione in entrata→ Stampa della pasta saldante → Posizionamento dei componenti → Essiccazione → Saldatura a rifusione → Pulizia → Ispezione → Rilavorazione
Scenariapplicativi: Prodotti elettronici di consumo, moduli circuitali semplici
3.2 Processo di assemblaggio su entrambi i lati
Soluzione A (Saldatura a rifusione completa):
Lato A:Stampa pastasaldante→Posizionamento componenti→Saldatura a rifusione
↓
Capovolgimento PCB
↓
Lato B: Stampa pasta saldante→Posizionamento componenti→Saldatura a rifusione
↓
Pulizia→Ispezione→Rilavorazione
Soluzione B (Saldatura mista):
Lato A:Stampa pastasaldante→Posizionamento componenti→Saldatura a rifusione
↓
Capovolgimento PCB
↓
Lato B: Erogazione adesivo→Posizionamento componenti→Polimerizzazione→Saldatura ad onda
↓
Pulizia→Ispezione→Rilavorazione
3.3 Soluzioni per processi di assemblaggio misto
Processo SMD prima, DIPsecondo (SMD > DIP):
Ispezione in entrata→ Erogazioneadesivo lato B → Posizionamento componenti → Polimerizzazione
↓
Capovolgimento → Inserimento componenti lato A → Saldatura ad onda
↓
Pulizia → Ispezione → Rilavorazione
DIP prima, SMD secondo processo (DIP > SMD):
Ispezione in entrata→ Inserimento componenti lato A → Capovolgimento
↓
Erogazione adesivo lato B → Posizionamento componenti → Polimerizzazione
↓
Capovolgimento → Saldatura ad onda → Pulizia → Ispezione → Rilavorazione
4. Analisi dei vantaggitecnici della tecnologia SMT
4.1 Vantaggi della miniaturizzazione
- Dimensioni dei componenti ridottea 1/10 rispetto ai componenti DIP tradizionali
- Peso ridotto del 60-80%
- La densità di assemblaggio è aumentatadi 3-5 volte
- Passo del piombo ridotto al minimo a 0,3 mm
4.2 Miglioramento delleprestazioni elettriche
- L'induttanza e la capacità parassite sono stateridotte di oltre il 50%.
- Ritardonella trasmissione delsegnaleridotto del 30%
- Caratteristiche ad altafrequenzamigliorate, velocità operativa aumentata
- La compatibilità elettromagnetica(EMC) è notevolmente migliorata.
4.3 Efficienza produttiva e costi
- Grado di automazione>95%
- L'efficienza produttivaè aumentata di2-3 volte
- Costo complessivo ridotto del 30-50%
- Il tasso di utilizzodei materiali è aumentato del 40%.
4.4 Qualità e affidabilità
- Tasso di difetti deigiunti saldati <50 ppm
- Resistenza alle vibrazioni migliorata di 5-10 volte
- Tasso di guasto dei prodotti ridotto del 60%
- Tempo medio tra i guasti (MTBF) esteso
5. Sistema di controlloqualità
5.1 Combinazione deimetodi dirilevamento
- Ispezione online: AOI, SPI (ispettore della pastasaldante)
- Ispezione offline: Radiografia, test consonda volante ICT
- Test funzionale: Tester funzionale FCT
- Analisimicroscopica: Microscopio, microscopio elettronico
5.2 Punti chiave di controllo delprocesso
- Controllo dello spessore dellastampa dellapasta saldante: 0,1-0,15 mm
- Controllo della precisione di posizionamento: ±0,05 mm
- Monitoraggio in tempo reale del profilo di temperatura della saldatura a rifusione
- Gestione dei dispositivi sensibili all'umidità (MSD)
6. Tendenze nello sviluppo tecnologico
6.1 Progressi nella miniaturizzazione
- Applicazione nella produzione di massadi componenti di dimensioni 01005
- Tecnologia di micro-spaziaturacon passo da0,3mm
- Integrazione di imballaggi impilati 3D(SiP)
6.2 Produzione intelligente
- Sistemadi esecuzione della produzione(MES)
- Ispezione della qualitàtramite visione artificiale basata sull'intelligenza artificiale
- Ottimizzazione dei processi in gemelli digitali
- Sistemi di manutenzione predittiva
6.3 Produzione ecologica
- Processo di saldatura senza piombo
- Detergenti a basso contenuto di COV
- Consumoenergetico ridotto del30%
- Tasso di riciclaggiodei rifiuti >95%
7. Espansione del campodi applicazione
- Elettronica di consumo: Smartphone, tablet, dispositiviindossabili
- Apparecchiature di comunicazione: Stazioni base 5G, moduli di comunicazioneottica
- Elettronica per autoveicoli: Sistemi ADAS, intrattenimento abordo delveicolo
- Controllo industriale: PLC, computer industriali
- Elettronica medica: Apparecchiature dimonitoraggio, strumenti diagnostici
- aerospaziale: Comunicazioni satellitari, controllodi volo
Come processo fondamentale nella produzioneelettronica moderna, la tecnologia SMT continua a spingere i prodotti elettronici verso dimensioni più piccole, prestazioni più elevate e maggiore affidabilità attraverso la continua innovazione tecnologica e l'ottimizzazione dei processi, fornendo un importante supporto al progresso tecnologico dell'industria dell'informazione elettronica.