Omfattende guide til SMT -monteringsprosess i PCB -produksjon
Surfa
Forberedelse av forhåndsmontering: Stencil-utskrift og avsetning av loddepasta
SMT-prosessen begynner med påføring av loddepasta-en blanding av pulverisert lodde og fluks-Oonto PCB-pads ved bruk av en stencil i rustfritt stål. Stencil, designet med åpninger som samsvarer med puteoppsettet, sikrer presis avsetning av loddepasta i volum som er kritiske for pålitelige loddefuger. For fine-pitch-komponenter som 0201 motstander eller QFN-pakker, foretrekkes laserskårne sjablonger med elektropolerte overflater å minimere pasta-smøring og forbedre konsistensen.
Loddepasta -utskriftsmaskiner Bruk et squegee -blad for å spre pasta over sjablongen, og tvinger det gjennom åpninger på PCB. Nøkkelparametere inkluderer utskriftshastighet (typisk 25–150 mm/s), trykketrykk (0,2–0,5 n/mm), og separasjonshastighet (0,5–3 mm/s), som må optimaliseres basert på pasta viskositet og padgeometri. Automatiserte optiske inspeksjonssystemer (AOI) systemer er ofte integrert etter utskrift for å bekrefte limvolum, justering og form, oppdage defekter som utilstrekkelig pasta, broer eller feilregistrering før komponentplassering.
Fluks i loddepastaen spiller en dobbel rolle: den fjerner oksider fra metalloverflater under reflow og forhindrer reoksidasjon ved å danne et beskyttende lag. Vannløselige flukser velges for applikasjoner med høy pålitelighet som krever rengjøring etter opptrengning, mens det ikke brukes noen rene flukser der rest er inert og ikke påvirker elektrisk ytelse. Pastaens refow-profil-en tidstemperaturkurve under oppvarming-må samkjøre med fluks aktiveringstemperatur for å sikre riktig fukting uten å skade komponenter.
Etter avsetning av loddepasta fortsetter PCB-er til pick-and-place-maskiner, som nøyaktig plasserer SMD-er på putene ved hjelp av vakuumdyser. Disse maskinene er avhengige av datastyrte produksjonsdata (CAM) for å justere komponenter med PAD-koordinater, oppnå plasseringsnøyaktigheter på ± 0,05 mm for standardkomponenter og ± 0,03 mm for mikro-BGA-pakker. Avanserte systemer bruker synssystemer med 3D -kameraer for å inspisere komponentorientering, blyplanaritet og polaritet, og korrigere feiljusterte deler i sanntid.
Pick-and-place-maskiner håndterer et bredt spekter av komponenttyper, fra passive enheter (motstander, kondensatorer) til komplekse IC-er med hundrevis av potensielle kunder. Dysevalg er kritisk: Små dyser (f.eks. 0,8 mm diameter) brukes til 0402 komponenter for å unngå sugetap, mens større dyser (f.eks. 3,0 mm) har plass til QFPer eller kontakter. For komponenter med delikate ledninger, for eksempel LGA-pakker, reduserer ikke-kontaktplasseringsmetoder mekanisk stress under håndtering.
Fiduciale merker - små, metalliske mål på PCB - betjene som referansepunkter for maskinvisjonssystemer for å kompensere for PCB -varping eller krymping under behandlingen. Disse merkene er vanligvis plassert i nærheten av PCB-kantene eller rundt komponentområder med høy tetthet. Under plassering justerer maskinen komponentposisjoner basert på fiducial innretting, og sikrer nøyaktighet for underpiksel selv på fleksible eller uregelmessig formede PCB-er.
Refow lodding: Termisk profilering for pålitelige skjøter
Refow lodding smelter loddepastaen for å danne permanente elektriske og mekaniske tilkoblinger mellom komponenter og PCB -pads. Prosessen skjer i en ovn kontrollert atmosfære med flere oppvarmingssoner (forvarm, suge, reflow, avkjøling), hver optimalisert for å aktivere fluks, fordampe løsningsmidler og oppnå en topptemperatur litt over loddetettingens smeltepunkt (f.eks. 240–250 ° C for SN-AG-CU Alloys).
Forvarmesonen hever gradvis PCB -temperaturen (1-3 ° C/s) for å forhindre termisk sjokk, mens soaksonen (120–180 ° C) aktiverer fluks og fjerner flyktige stoffer. Under Refow topper temperaturen i 20–60 sekunder for å sikre fullstendig fukting av pads og komponentledninger. For blyfrie selgere må denne toppen holde seg under 260 ° C for å unngå å skade temperaturfølsomme komponenter som elektrolytiske kondensatorer eller MEMS-sensorer.
Kjølehastighet etter opptreden påvirker leddmikrostruktur og pålitelighet. Rask avkjøling (3–10 ° C/s) danner finkornede loddefuger med høyere skjærstyrke, mens langsom avkjøling kan skape grove korn utsatt for tretthet. Nitrogen inerte i reflowovnen reduserer oksidasjon under oppvarming, forbedrer fuktingen for ikke-rene prosesser og minimerer drossdannelse på loddepotter.
Inspeksjon etter reflekter er avgjørende for å identifisere feil som hulrom, gravstoning eller head-in-pillow (hofte) ledd. Røntgeninspeksjon brukes til BGA-er for å oppdage skjulte hulrom eller feiljusterte baller, mens AOI-systemer sjekker for loddebroer, utilstrekkelig fyll eller komponentskift. For applikasjoner med høy pålitelighet verifiserer elektrisk testing (f.eks.
Ved å mestre sjablongutskrift, komponentplassering og refow lodding, sikrer produsenter SMT -enheter oppfyller strenge kvalitetsstandarder for applikasjoner som spenner fra forbrukerelektronikk til luftfartssystemer. Kontinuerlige fremskritt innen utstyrspresisjon og prosesskontroll forbedrer ytterligere gjennomstrømning og defektreduksjon i PCB-produksjon med høyt volum.
