Ի՞նչ է մակերեսային մոնտաժի տեխնոլոգիան (SMT):

Մակերեսային մոնտաժի տեխնոլոգիա (SMT)տպագիր միկրոսխեմաների (PCB) մակերեսին էլեկտրոնային բաղադրիչները ուղղակիորեն հավաքելու գերիշխող մեթոդն է: Երկար լարերը փորված անցքերի միջով անցկացնելու փոխարեն, ինչպես անցքերի տեխնոլոգիայում (THT), SMT-ն օգտագործում է հարթ, կոմպակտ բաղադրիչներ, որոնք կոչվում ենմակերեսային ամրացման սարքեր (SMD)որոնք զոդված են PCB մակերեսի վրա գտնվող բարձիկներին։

Այս նորարարությունը հնարավորություն է տվելավելի փոքր, թեթև և արագ էլեկտրոնիկաՍմարթֆոններից և նոութբուքերից մինչև ավտոմեքենաների կառավարման համակարգեր և բժշկական սարքավորումներ, գրեթե բոլոր ժամանակակից սարքերը իրենց արտադրության համար հենվում են SMT-ի վրա: Դրա առավելություններն են՝

• Բարձր բաղադրիչների խտություն(սխեմաների մանրացում)

• Ավելի արագ արտադրության տեմպերավտոմատացմամբ

• Արտադրության ավելի ցածր ծախսերմեկ միավորի համար

• Բարելավված հուսալիությունպարազիտային ազդեցությունների նվազեցման միջոցով

Պարզ ասած՝Առանց SMT-ի, ժամանակակից էլեկտրոնիկան, ինչպես մենք գիտենք, գոյություն չէր ունենա։

Մակերեսային ամրացման տեխնոլոգիայի պատմությունը

SMT-ն մեկ գիշերվա ընթացքում չի հայտնվել։ Դրա զարգացումը սերտորեն կապված է էլեկտրոնիկայի արագ աճի հետ։

• 1960-ականներ – Ակունքներ ավիատիեզերական և ռազմական ոլորտներումԱՄՆ-ում և Ճապոնիայում վաղ շրջանի փորձարկումները ցույց տվեցին, որ մակերեսային ամրացումը կարող է նվազեցնել քաշը և չափերը, ինչը կարևոր է արբանյակների և պաշտպանական համակարգերի համար։

• 1970-ականներ – Արդյունաբերական կիրառումIBM-ի և Philips-ի նման ընկերությունները սկսեցին կիրառել SMT-ն բարձր խտության հաշվողական ծրագրերի համար։

• 1980-ականներ – Սպառողական էլեկտրոնիկայի բումՃապոնական այնպիսի ընկերություններ, ինչպիսիք են Sony-ն և Panasonic-ը, առաջինն էին SMT-ի ոլորտում սպառողական ապրանքների ոլորտում, ինչը թույլ տվեց Walkman-ների, տեսախցիկների և վաղ շրջանի բջջային հեռախոսների կտրուկ կրճատմանը։

• 1990-ականներ – ՍտանդարտացումԲաղադրիչների փաթեթավորումը (SOIC, QFP, BGA) համաշխարհային ստանդարտացման արժանացավ, ինչը SMT-ն դարձրեց հիմնական միտումը։

• 2000-ականներ – Մանիատուրիզացման ալիքՍմարթֆոնների, պլանշետների և IoT սարքերի աճը 0201 և 01005 չափի պասիվ բաղադրիչները մղեց զանգվածային արտադրության։

• 2020-ականներ՝ արհեստական ​​բանականություն և արդյունաբերություն 4.0Այսօր SMT-ն ինտեգրվում էմեքենայական ուսուցում, ռոբոտաշինություն և խելացի արտադրությունիրական ժամանակում որակի մոնիթորինգի և կանխատեսողական սպասարկման իրականացման համար։

SMT հավաքման հիմնական սկզբունքները

Իր էությամբ, SMT-ն հիմնված է երեք հենասյուների վրա՝

1. SMT-ի համար PCB դիզայն– Հողային նախշերը և զոդման հարթակների դասավորությունը պետք է համընկնենՍՄԴփաթեթի պահանջները։

2. Բաղադրիչների ճշգրիտ տեղադրում– Ընտրման և տեղադրման մեքենաները րոպեում տեղադրում են հազարավոր SMD-ներ։

3. Վերահսկվող եռակցման գործընթաց– Վերահոսող վառարանները հալեցնում են զոդման մածուկը՝ ամուր և հուսալի միացումներ ստեղծելու համար:

Այս քայլերը ստուգման և փորձարկման հետ համատեղելով՝ արտադրողները հասնում են հետևյալին.ճշգրտություն և հետևողականությունանհրաժեշտ է էլեկտրոնիկայի զանգվածային արտադրության համար։

Մակերեսային ամրացման սարքեր (SMD)

SMT-ն գոյություն չէր ունենա առանց մակերեսային ամրացման համար նախատեսված մասնագիտացված բաղադրիչների.

Պասիվ բաղադրիչներ

• Ռեզիստորներ(օրինակ՝ 0402, 0603 փաթեթներ)

• Կոնդենսատորներ(կերամիկական բազմաշերտ կոնդենսատորները գերակշռում են SMT-ում)

• Ինդուկտորներ(օգտագործվում է RF շղթաներում, ֆիլտրերում, սնուցման աղբյուրներում)

Ակտիվ բաղադրիչներ

• Տրանզիստորներ և դիոդներ(SOT-23 փաթեթներ)

• Ինտեգրալ սխեմաներ (IC)– միկրոկառավարիչներից մինչև ASIC-ներ

SMT-ում տարածված IC փաթեթներ

• SOIC (Փոքր ուրվագծային ինտեգրալային սխեմա)– կոմպակտ, լայնորեն օգտագործվող։

• QFP (Quad Flat փաթեթ)– լարեր չորս կողմերում, հարմար է քորոցների մեծ քանակի համար։

• QFN (Quad Flat No-Lead)– անկապ, գերազանց ջերմային կատարողականություն։

• BGA (Գնդաձև ցանցային զանգված)– օգտագործում է զոդման գնդիկներ; տարածված է պրոցեսորների և FPGA-ների համար։

• CSP (Չիպի մասշտաբի փաթեթ)- գրեթե նույն չափի, ինչ մաղը։

📌 Միտում. Արդյունաբերությունը շարունակում է կրճատել փաթեթների չափսերը՝ 06:03-ից անցնելով01005 (0.4 × 0.2 մմ)բաղադրիչներ, որոնք մարտահրավեր են նետում ինչպես սարքավորումներին, այնպես էլ մարդկանց կողմից կառավարմանը։

SMT հավաքման գիծ և սարքավորումներ

Ժամանակակից SMT արտադրական գծերը բարձր ավտոմատացված են։ Հիմնական սարքավորումները ներառում են՝

1. Զոդման մածուկի տպիչ– Շաբլոնի միջոցով քսում է զոդման մածուկը բարձիկների վրա։

2. Վերցնել-տեղադրել մեքենաներ – Բարձր արագությամբ ռոբոտներ, որոնք սնուցիչներից վերցնում են բաղադրիչները և տեղադրում դրանք տպատախտակի վրա։

• Առաջատար ապրանքանիշեր՝ASM (Siemens), Fuji, Panasonic, Yamaha, JUKI, Samsung.

• Բարձրակարգ մոդելները ժամում տեղադրում են ավելի քան 100,000 բաղադրիչ։

SMT հավաքման գործընթացը քայլ առ քայլ

1. Զոդման մածուկով տպագրություն

• Շաբլոնը համընկնում է տպագիր պլատայի հետ, և մածուկը քսվում է բարձիկների վրա։

• Զոդման մածուկի որակը անմիջականորեն ազդում է արտադրողականության վրա։

2. Բաղադրիչների տեղադրում

• Վերցնել-տեղադրելու գլխիկները օգտագործում են վակուումային ծայրակալներ՝ բաղադրիչները վերցնելու համար:

• Պահանջվում է բարձր ճշգրտություն (±0.05 մմ ճշգրտություն):

3. Վերահոսող եռակցում

• ՏՀՏ-ն անցնում է հետևյալ գոտիներով.նախնական տաքացում, թրջում, վերահոսում, սառեցում.

• Ճիշտ ջերմաստիճանային պրոֆիլները կանխում են այնպիսի թերություններ, ինչպիսիք են գերեզմանաքարերի կուտակումը կամ խոռոչները։

4. Ստուգում և փորձարկում

• AOI-ն հայտնաբերում է բացակայող/սխալ դասավորված մասերը։

• Ռենտգենը հայտնաբերում է BGA-ների թաքնված թերությունները։

• ՏՀՏ-ն (շղթայի մեջ փորձարկում) ապահովում է էլեկտրական անընդհատությունը։

5. Մաքրում և կոնֆորմալ ծածկույթ

• Բարձր հուսալիության էլեկտրոնիկայի (ավտոմոբիլային, ավիատիեզերական) համար տախտակները կարող են մաքրվել և ծածկույթով պատվել պաշտպանության համար։

SMT-ի տարածված թերությունները և լուծումները

Ավտոմատացմանը չնայած, կարող են առաջանալ հետևյալ թերությունները.

• Գերեզմանաքարերի տեղադրում– Փոքր դիմադրությունները կամ կոնդենսատորները ուղղահայաց են կանգնած՝ զոդանյութի անհավասար թրջման պատճառով։

• ԼուծումԿարգավորեք զոդման մածուկի ծավալը և վերահոսման պրոֆիլը։

• Կամուրջ– Հարակից բարձիկները միանում են զոդանյութով՝ առաջացնելով կարճ միացումներ։

• ԼուծումՕպտիմալացնել շաբլոնի դիզայնը, նվազեցնել կպցնելու ծավալը։

• Դատարկություններ– Զոդման միացումների ներսում կուտակված գազ։

• ԼուծումԲարելավել մածուկի բանաձևը, կարգավորել տաքացումը։

• Սառը հոդեր– Թույլ եռակցում՝ անբավարար ջերմության պատճառով։

• ԼուծումՓոփոխեք վերահոսման կորը, ապահովեք ճիշտ համաձուլվածքը։

• Բաղադրիչների անհամապատասխանություն– Պատճառը թրթռումն է կամ անպատշաճ տեղադրումը։

• ԼուծումԲարելավել ընտրության և տեղադրման կարգաբերումը։

Որակի վերահսկողություն SMT-ում

Բարձր հուսալիություն ապահովելու համար արտադրողները կիրառում են.

• SPI (Զոդման մածուկի ստուգում)- Ապահովում է մածուկի ճիշտ խտությունը։

• ԱՕԻ– Հայտնաբերում է բացակայող, անհամապատասխան կամ քարե ամրացված մասերը։

• ՏՀՏ (շղթայի մեջ փորձարկում)- Հաստատում է շղթայի աշխատանքը։

• Թռչող զոնդի փորձարկում– Նախատիպերի ճկուն փորձարկում։

• Ֆունկցիոնալ թեստավորում– Մոդելավորում է վերջնական օգտագործման կատարողականը։

SMT-ի կիրառությունները տարբեր ոլորտներում

• Սպառողական էլեկտրոնիկա– Սմարթֆոններ, հեռուստացույցներ, կրելի սարքեր։

• Ավտոմոբիլային էլեկտրոնիկա– Շարժիչի կառավարման բլոկներ (ECU), ADAS համակարգեր։

• Արդյունաբերական ավտոմատացում– PLC-ներ, շարժիչի դրայվերներ, ռոբոտաշինություն։

• Բժշկական սարքեր– Էնդոսկոպիկ համակարգեր, շարժական ախտորոշում։

• Ավիատիեզերական և պաշտպանական– Ավիոնիկա, արբանյակային համակարգեր։

• Հեռահաղորդակցություն– 5G բազային կայաններ, ռաութերներ, օպտիկամանրաթելային համակարգեր։

Մակերեսային ամրացման տեխնոլոգիայի առավելությունները

• Բարձր բաղադրիչների խտություն → կոմպակտ կառուցվածքներ։

• Ավելի արագ արտադրություն → մինչև 100,000 տեղադրում/ժամ։

• Ավելի ցածր գին → ավելի քիչ հորատում, ավելի քիչ նյութ։

• Ավելի բարձր հուսալիություն → ավելի քիչ մակաբուծային ազդեցություններ։

• Մասշտաբայնություն → հարմար է ինչպես նախատիպերի, այնպես էլ զանգվածային արտադրության համար։

SMT-ի մարտահրավերներն ու սահմանափակումները

• Բարձր սկզբնական ներդրում– Մեքենաներն ու վառարանները միլիոններ են արժենում։

• Վերամշակման դժվարությունը– Փոքր մասերը դժվար է ձեռքով վերանորոգել։

• Ջերմային կառավարում– Բարձր հզորության ինտեգրալ սխեմաները ջերմություն են առաջացնում։

• Մանրադիտացման սահմանները– 01005-ից ցածր մարդու հետ շփումն անհնար է։

• Կեղծման ռիսկ– SMD բաղադրիչները կարող են կեղծվել մատակարարման շղթաներում։

SMT-ի ապագան

SMT-ն շարունակում է զարգանալ.

• Արհեստական ​​բանականություն և մեքենայական ուսուցում– Օպտիմալացնել տեղաբաշխումը և թերությունների կանխատեսումը։

• 3D փաթեթավորում և SiP– Մի քանի չիպերի համադրություն մեկ փաթեթում։

• ճկուն և կրելի էլեկտրոնիկա– SMT պլաստիկե կամ տեքստիլ հիմքերի վրա։

• Էկոլոգիապես մաքուր նյութեր– Առանց կապարի զոդանյութ, RoHS համապատասխանություն։

• Արդյունաբերություն 4.0 ինտեգրում- Խելացի գործարաններ՝ իրական ժամանակի տվյալներով։

Շուկայի հեռանկար 2025–2035 թվականներինՎերլուծաբանները կանխատեսում են, որ SMT սարքավորումների համաշխարհային շուկան կգերազանցի15 միլիարդ ԱՄՆ դոլարմինչև 2030 թվականը՝ ավտոմոբիլային էլեկտրոնիկայի և իրերի ինտերնետի շնորհիվ։

Մակերեսային ամրացման տեխնոլոգիան (SMT) ժամանակակից էլեկտրոնիկայի արդյունաբերության հիմքն է։ Այն հնարավորություն է տալիս մանրանկարչություն, զանգվածային արտադրություն և ծախսարդյունավետություն, հնարավոր դարձնելով այսօրվա բարձր տեխնոլոգիական կենսակերպը։

Սմարթֆոններից և 5G ցանցերից մինչև բժշկական և ավտոմոբիլային էլեկտրոնիկա, SMT-ն ամենուր է, և այն կշարունակի զարգանալ նոր տեխնոլոգիաների հետ մեկտեղ, ինչպիսիք են արհեստական ​​բանականությունը, իրերի ինտերնետը և ճկուն սարքերը։

Ինժեներների, արտադրողների և գնորդների համար SMT-ի տիրապետումը պարզապես հմտություն չէ, այլ համաշխարհային էլեկտրոնիկայի շուկայում մրցունակ մնալու բանալին։

Comment

1. Ի՞նչ է մակերեսային մոնտաժի տեխնոլոգիան (SMT):

   Մակերեսային ամրացման տեխնոլոգիան (SMT) տպատախտակի հավաքման մեթոդ է, որը մակերեսային ամրացման սարքերը (SMD) անմիջապես միացնում է տախտակի վրա գտնվող բարձիկների վրա՝ հնարավորություն տալով բարձր բաղադրիչների խտություն, փոքր ձևի գործոններ և ավտոմատացված բարձր արագությամբ արտադրություն: Անցքային տեխնոլոգիայի (THT) համեմատ, SMT-ն նվազեցնում է հորատման անհրաժեշտությունը, բարելավում է ազդանշանի ամբողջականությունը և իջեցնում զանգվածային արտադրության միավորի արժեքը:

2. Ինչպե՞ս է SMT հավաքումը քայլ առ քայլ աշխատում։

   SMT գործընթացը ներառում է զոդման մածուկով տպագրություն (շաբլոն + SPI), SMD-ների ընտրություն և տեղադրում, վերահոսող զոդում (նախապես տաքացնել/թրջել/վերահոսել/սառեցնել) և ստուգում (AOI/ռենտգեն), գումարած ֆունկցիոնալ/ՏՀՏ փորձարկում: DFM հարթակի ճիշտ նախագծումը, մածուկի ձայնի կարգավորումը և պրոֆիլի կարգավորումը ապահովում են առաջին անցման արդյունավետությունը:

3. SMT vs THT. Ո՞րն ընտրեմ:

   Օգտագործեք SMT-ն մանրացման, արագության և ծախսարդյունավետության համար. ընտրեք THT-ն այն դեպքերում, երբ մեխանիկական կայունությունը կարևոր է (միակցիչներ, բարձր լարվածության մասեր, մեծ պասիվներ): Շատ նախագծեր օգտագործում են խառը տեխնոլոգիա. SMT՝ բաղադրիչների մեծ մասի համար, և THT՝ ծանր կամ բարձր հոսանքի միակցիչների համար: