1. Overzicht en definitie van SMT-technologie
Technologie voor oppervlaktemontage (SMT) is de meest gangbare technologie en het meest gangbare proces in de elektronica-assemblage-industrie. Het verwijst naar de directe montage van oppervlakte-montagecomponenten (SMC/SMD, chipcomponenten) zonder aansluitdraden of met korte aansluitdraden op het oppervlak van printplaten (PCB's) of andere substraten, waarbij de circuitverbinding tot stand wordt gebracht door middel van reflow-solderen of dompelsolderen.
2. Basis SMT-processtroom
2.1 Volledige procesketen
Soldeerpasta printen → Componentplaatsing → Reflow-solderen → AOI optische inspectie → Herbewerking → Paneelscheiding
2.2 Details van kernprocessen
Soldeerpasta afdrukproces
- Functie: Breng soldeerpasta of lijm aan op PCB-pads ter voorbereiding op het solderen van componenten.
- Apparatuur: Volautomatische, uiterst nauwkeurige stencilprinter
- Functie: Front-end van SMT-productielijn
- Technische vereisten: Afdruknauwkeurigheid ±0,05 mm, dikteconsistentie >90%
Proces voor het plaatsen van componenten
- Functie: Nauwkeurige installatie van opbouwcomponenten op vaste posities op PCB's
- Apparatuur: Zeer nauwkeurige multifunctionele pick-and-place-machine
- Positie: Proces na stencilprinten
- Technische indicatoren: Plaatsingsnauwkeurigheid ±0,025 mm, snelheid >30.000 CPH
Reflow-soldeerproces
- Functie: Nauwkeurige temperatuurregeling smelt soldeerpasta om een betrouwbare verbinding tussen componenten en PCB te verkrijgen.
- Apparatuur: Multi-zone reflow-oven
- Procesparameters:
- Voorverwarmingszone: kamertemperatuur → 150 °C, verwarmingssnelheid 1-3 °C/seconde
- Weekzone: 150→180 ℃, duur 60-120 seconden
- Reflowzone: boven 183 °C, piektemperatuur 210-230 °C
- Koelzone: Koelsnelheid 2-4 ℃/seconde
AOI Optische inspectie
- Functie: Geautomatiseerde inspectie van de soldeerkwaliteit en assemblagekwaliteit
- Detectiemogelijkheden: ontbrekende onderdelen, verkeerde onderdelen, verkeerde uitlijning, omgekeerde polariteit, defecten in soldeerverbindingen, enz.
- Soorten apparatuur: 2D/3D AOI, röntgeninspectiesystemen
3. SMT-procestypen en -toepassingen
3.1 Enkelzijdig assemblageproces
Inkomende inspectie → Soldeerpasta printen → Componentplaatsing → Drogen → Reflow-solderen → Reinigen → Inspectie → Herbewerking
Toepassingsscenario's: Consumentenelektronica, eenvoudige schakelingsmodules
3.2 Dubbelzijdig assemblageproces
Oplossing A (Volledig reflow-solderen):
Zijde A: Soldeerpasta printen→Componenten plaatsen→Reflow solderen
↓
PCB omdraaien
↓
Zijde B: Soldeerpasta printen→Componenten plaatsen→Reflow solderen
↓
Reinigen→Inspecteren→Herwerken
Oplossing B (Gemengd solderen):
Zijde A: Soldeerpasta printen→Componenten plaatsen→Reflow solderen
↓
PCB omdraaien
↓
Zijde B: Lijm aanbrengen→Componenten plaatsen→Uitharden→Golfsolderen
↓
Reinigen→Inspecteren→Herwerken
3.3 Oplossingen voor gemengde assemblageprocessen
SMD eerst, DIP daarna (SMD > DIP):
Inkomende inspectie → Lijmdosering zijde B → Plaatsing componenten → Uitharding
↓
Omdraaien → Plaatsing componenten zijde A → Golfsolderen
↓
Reiniging → Inspectie → Herbewerking
DIP eerst, SMD daarna (DIP > SMD):
Inkomende inspectie → Plaatsing componenten zijde A → Omdraaien
↓
Lijmdosering zijde B → Plaatsing componenten → Uitharding
↓
Omdraaien → Golfsolderen → Reiniging → Inspectie → Herbewerking
4. Analyse van de technische voordelen van SMT
4.1 Voordelen van miniaturisatie
- De afmetingen van de componenten zijn teruggebracht tot 1/10 van die van traditionele DIP-componenten.
- Gewicht verminderd met 60-80%
- De assemblagedichtheid is 3 tot 5 keer zo groot geworden.
- Loodafstand geminimaliseerd tot 0,3 mm
4.2 Verbetering van de elektrische prestaties
- De parasitaire inductie en capaciteit werden met meer dan 50% verminderd.
- Signaaloverdrachtsvertraging met 30% verminderd
- Hoogfrequente eigenschappen verbeterd, werksnelheid verhoogd
- De elektromagnetische compatibiliteit (EMC) is aanzienlijk verbeterd.
4.3 Productie-efficiëntie en kosten
- Automatiseringsgraad >95%
- De productie-efficiëntie is met een factor 2-3 toegenomen.
- Totale kosten met 30-50% verlaagd
- Het materiaalgebruik is met 40% gestegen.
4.4 Kwaliteit en betrouwbaarheid
- Defectpercentage soldeerverbindingen <50 ppm
- Trillingsbestendigheid 5 tot 10 keer verbeterd
- Productstoringspercentage met 60% verminderd
- Gemiddelde tijd tussen storingen (MTBF) verlengd
5. Kwaliteitscontrolesysteem
5.1 Combinatie van detectiemethoden
- Online inspectie: AOI, SPI (soldeerpasta-inspectie)
- Offline inspectie: Röntgenfoto, ICT-vliegende-probe-test
- Functionele test: FCT functionele tester
- Microscopische analyse: Microscoop, elektronenmicroscoop
5.2 Belangrijke procescontrolepunten
- Controle van de dikte van het soldeerpasta-opdrukken: 0,1-0,15 mm
- Plaatsingsnauwkeurigheid: ±0,05 mm
- Realtime monitoring van het temperatuurprofiel van het reflow-solderen
- Beheer van vochtgevoelige apparaten (MSD)
6. Trends in technologische ontwikkeling
6.1 Vooruitgang op het gebied van miniaturisatie
- Massaproductie van componenten van het formaat 01005
- 0,3 mm pitch micro-spacing technologie
- 3D gestapelde verpakking (SiP) integratie
6.2 Intelligente productie
- Productie-uitvoeringssysteem (MES)
- Machine vision AI-kwaliteitscontrole
- Digitale tweelingprocesoptimalisatie
- Systemen voor voorspellend onderhoud
6.3 Groene productie
- Loodvrij soldeerproces
- Reinigingsmiddelen met een laag VOS-gehalte
- Energieverbruik met 30% verminderd
- Afvalrecyclingpercentage >95%
7. Uitbreiding van het toepassingsgebied
- Consumentenelektronica ~4,3-4,8): Smartphones, tablets, draagbare apparaten
- Communicatieapparatuur: 5G-basisstations, optische communicatiemodules
- Automobielelektronica: ADAS-systemen, entertainment in de auto
- Industriële besturing: PLC, industriële computers
- Medische elektronica: Bewakingsapparatuur, diagnostische instrumenten
- Ruimtevaart: Satellietcommunicatie, vluchtcontrole
Als fundamenteel kernproces van de moderne elektronica-industrie blijft SMT-technologie elektronische producten stimuleren om kleiner, krachtiger en betrouwbaarder te worden door middel van voortdurende technologische innovatie en procesoptimalisatie. Hiermee levert SMT-technologie een belangrijke bijdrage aan de technologische vooruitgang van de elektronische informatie-industrie.