1. Visão geral e definição da tecnologia SMT
Tecnologia de montagem em superfície (SMT) é a tecnologia e o processo mais comum na indústria de montagem de componentes eletrónicos. Refere-se à montagem direta de componentes de montagem em superfície (SMC/SMD, componentes de chip) sem terminais ou com terminais curtos na superfície de placas de circuito impresso (PCBs) ou outros substratos, alcançando a conexão do circuito através de processos de soldagem por refluxo ou soldagem por imersão.
2. Fluxo básico do processo SMT
2.1 Cadeia de processos completa
Impressão de pasta de solda → Colocação de componentes → Soldadura por refluxo → Inspeção ótica AOI → Retrabalho → Separação de painéis
2.2 Detalhes do processo principal
Processo de impressão de pasta de solda
- Função: Transferir pasta de solda ou adesivo para as almofadas da placa de circuito impresso, em preparação para a soldagem dos componentes.
- Equipamento: Impressora de estêncil totalmente automática e de alta precisão
- Cargo: Frente da linha de produção SMT
- Requisitos técnicos: Precisão de impressão ±0,05mm, consistência de espessura >90%
Processo de colocação de componentes
- Função: Instalação precisa de componentes montados na superfície em posições fixas na placa de circuito impresso
- Equipamento: Máquina multifuncional de alta precisão para recolha e colocação
- Posição: Processo após impressão com estêncil
- Indicadores técnicos: Precisão de colocação ±0,025mm, velocidade >30.000 CPH
Processo de soldagem por refluxo
- Função: O controlo preciso da temperatura derrete a pasta de solda para obter uma ligação fiável entre os componentes e a placa de circuito impresso.
- Equipamento: Forno de refluxo multizona
- Parâmetros do processo:
- Zona de pré-aquecimento: Temperatura ambiente→150℃, taxa de aquecimento 1-3℃/segundo
- Zona de imersão: 150→180℃, duração 60-120 segundos
- Zona de refluxo: Acima de 183℃, temperatura de pico 210-230℃
- Zona de arrefecimento: Taxa de arrefecimento 2-4℃/segundo
AOI Inspeção ótica
- Função: Inspeção automatizada da qualidade da soldagem e da montagem
- Capacidades de deteção: peças em falta, peças incorretas, desalinhamento, polaridade invertida, defeitos nas juntas de solda, etc.
- Tipos de equipamentos: AOI 2D/3D, sistemas de inspeção por raios X
3. Tipos e aplicações do processo SMT
3.1 Processo de montagem unilateral
Inspeção de entrada → Impressão de pasta de solda → Colocação de componentes → Secagem → Soldadura por refluxo → Limpeza → Inspeção → Retrabalho
Cenários de aplicação: Produtos eletrónicos de consumo, módulos de circuitos simples
3.2 Processo de montagem dupla face
Solução A (Soldagem por refluxo total):
Lado A: Impressão de pasta de solda → Colocação de componentes → Solda por refluxo
↓
Virar a placa de circuito impresso
↓
Lado B: Impressão de pasta de solda→Colocação de componentes→Solda por refluxo
↓
Limpeza→Inspeção→Trabalho
Solução B (Soldagem mista):
Lado A: Impressão de pasta de solda → Colocação de componentes → Solda por refluxo
↓
Virar a placa de circuito impresso
↓
Lado B: Dispensa de adesivo → Colocação de componentes → Cura → Soldadura por onda
↓
Limpeza→Inspeção→Trabalho
3.3 Soluções para processos de montagem mista
Primeiro SMD, depois DIP (SMD > DIP):
Inspeção de entrada → Dispensa de adesivo do lado B → Colocação de componentes → Cura
↓
Flip → Lado A → Inserção de componentes → Soldadura por onda
↓
Limpeza → Inspeção → Retrabalho
Primeiro processo DIP, segundo processo SMD (DIP > SMD):
Inspeção de entrada → Lado A Inserção de componentes → Virar
↓
Lado B Dispensa do adesivo → Colocação do componente → Cura
↓
Inverter → Soldadura por onda → Limpeza → Inspeção → Retrabalho
4. Análise das vantagens técnicas da SMT
4.1 Vantagens da miniaturização
- Tamanho do componente reduzido para 1/10 dos componentes DIP tradicionais
- Peso reduzido em 60-80%
- A densidade da montagem aumentou 3 a 5 vezes
- Passo do chumbo minimizado para 0,3 mm
4.2 Melhoria do desempenho elétrico
- A indutância e a capacitância parasíticas foram reduzidas em mais de 50%.
- Atraso na transmissão do sinal reduzido em 30%
- Características de alta frequência melhoradas, velocidade de operação aumentada
- A compatibilidade eletromagnética (EMC) melhorou significativamente
4.3 Eficiência e custo da produção
- Grau de automatização >95%
- A eficiência da produção aumentou 2 a 3 vezes
- Custo total reduzido em 30-50%
- A taxa de utilização de materiais aumentou 40%.
4.4 Qualidade e fiabilidade
- Taxa de defeitos nas juntas de solda <50 ppm
- Resistência à vibração melhorada em 5 a 10 vezes
- Taxa de falhas do produto reduzida em 60%
- Tempo médio entre falhas (MTBF) prolongado
5. Sistema de Controlo de Qualidade
5.1 Combinação de métodos de deteção
- Inspeção online: AOI, SPI (Inspetor de pasta de solda)
- Inspeção offline: Raio X, teste com sonda voadora ICT
- Teste funcional: Testador funcional FCT
- Análise microscópica: Microscópio, microscópio eletrónico
5.2 Pontos-chave de controlo do processo
- Controlo da espessura da impressão da pasta de solda: 0,1-0,15 mm
- Controlo da precisão de colocação: ±0,05mm
- Monitorização em tempo real do perfil de temperatura da soldagem por refluxo
- Gestão de dispositivos sensíveis à humidade (MSD)
6. Tendências de desenvolvimento tecnológico
6.1 Progresso da miniaturização
- Aplicação em produção em massa de componentes de tamanho 01005
- Tecnologia de microespaçamento com passo de 0,3 mm
- Integração de embalagem empilhada 3D (SiP)
6.2 Fabricação inteligente
- Sistema de execução de fabricação (MES)
- Inspeção de qualidade com IA de visão artificial
- Otimização do processo de gémeo digital
- Sistemas de manutenção preditiva
6.3 Fabricação ecológica
- Processo de soldagem sem chumbo
- Produtos de limpeza com baixo teor de COV
- Consumo de energia reduzido em 30%
- Taxa de reciclagem de resíduos >95%
7. Expansão do campo de aplicação
- Eletrónica de consumo: Smartphones, tablets, dispositivos vestíveis
- Equipamento de comunicação: Estações base 5G, módulos de comunicação ótica
- Eletrónica automóvel: Sistemas ADAS, entretenimento a bordo do veículo
- Controlo industrial: PLC, computadores industriais
- Eletrónica médica: Equipamento de monitorização, instrumentos de diagnóstico
- Aeroespacial: Comunicação por satélite, controlo de voo
Como processo fundamental da fabricação eletrônica moderna, a tecnologia SMT continua a impulsionar os produtos eletrônicos em direção a tamanhos menores, maior desempenho e maior confiabilidade por meio da inovação tecnológica contínua e da otimização de processos, fornecendo um importante suporte para o progresso tecnológico da indústria de informação eletrônica.