Elementi essenziali dell’assemblaggio SMT

SMT, la forma abbreviata di Surface Mount Technology, un tipo diAssemblaggio PCB (Printed Circuit Board)La tecnologia si riferisce alla tecnologia che consente di saldare direttamente i componenti sulla superficie del PCB per sostituire la THT (Through-Hole Technology), che deve invece ricorrere alla foratura dei fori. Questo articolo discuterà gli elementi essenziali dell’assemblaggio SMT in modo che i lettori possano farsi un’idea generale dell’SMT.

Introduzione alla SMT

Quando nell’assemblaggio SMT viene utilizzata la produzione elettronica, i componenti con terminali corti o privi di terminali (SMC o SMD) vengono posizionati nelle corrispondenti posizioni sulla scheda a circuito stampato o sulla scheda di base. Successivamente, si applica la saldatura a rifusione o a onda per fissare in modo permanente i componenti sulla scheda.

Attributi dell’SMT

a. Miniaturizzazione

I componenti SMC/SMD sono caratterizzati da peso ridotto, volume contenuto e alta precisione di montaggio, così che il peso e il volume dei PCB assemblati tramite SMT siano circa un decimo di quelli assemblati tramite THT. Di conseguenza, il volume del prodotto finale con l’applicazione della tecnologia SMT può essere ridotto dal 40% al 60%, mentre il peso può essere diminuito dal 60% all’80%.

b. Alte prestazioni

La saldatura dei componenti nell’assemblaggio SMT presenta un basso tasso di scarto e una maggiore capacità di resistere alle vibrazioni.

c. Elevata affidabilità

I prodotti elettronici che utilizzano l’assemblaggio SMT presentano alta frequenza con EMI (Interferenza Elettromagnetica) e interferenze RF ridotte.

d. Alta efficienza

L'assemblaggio SMT rende la produzione automatizzata così accessibile da migliorare l'efficienza produttiva.

Confronto tra SMT e THT

Il motivo per cui l’assemblaggio THT viene gradualmente sostituito dall’assemblaggio SMT risiede nel fatto che il THT non riesce a soddisfare l’attuale domanda elettronica in termini di miniaturizzazione. Pertanto, è necessario applicare l’assemblaggio SMT per fare in modo che i componenti siano “attaccati” alla superficie della scheda invece di attraversarla.

La procedura dettagliata dell'assemblaggio SMT è indicata di seguito:

La procedura di assemblaggio SMT può essere semplificata nei seguenti quattro passaggi: stampa della pasta saldante, montaggio dei componenti, saldatura a rifusione e ispezione.

Materiale utilizzato nell'assemblaggio SMT

I materiali utilizzati nell'assemblaggio SMT includono pasta saldante, adesivo, flussante, agente di pulizia, mezzo di trasferimento del calore, ecc.

Pasta saldante

La pasta saldante nella procedura di assemblaggio SMT svolge sia il ruolo di materiale di saldatura sia quello di adesivo per fissare SMC/SMD sulla superficie del PCB. Il principale componente della pasta saldante, Sn63/Pb37 e Sn62/Pb36/Ag2, presenta prestazioni complessive eccellenti, mentre Sn43/Pb43/Bi14 offre buone prestazioni nelle paste saldanti a bassa temperatura di fusione. L’IMC Sn-Pb presenta buone caratteristiche di resistenza e bagnabilità, per cui è considerato il materiale di saldatura più adatto.

Flusso

Nel processo di assemblaggio SMT, il flussante svolge un ruolo nell’assistere l’operazione di saldatura affinché si svolga in modo fluido. Il flussante è classificato in flussante acido e flussante a base di resina, e ha la funzione di eliminare ossidi e impurità dalla superficie metallica e di rendere bagnabile la superficie del metallo.

Adesivo

L’adesivo svolge un ruolo nel fissaggio degli SMD nell’assemblaggio SMT per impedire che gli SMD vengano spostati e cadano.

Agente pulente

L’agente detergente viene utilizzato per rimuovere i residui sulla scheda lasciati dalla pasta saldante ecc. L’agente detergente deve avere buone prestazioni chimiche e presentare stabilità termica. Inoltre, non deve decomporsi durante lo stoccaggio e l’applicazione, né reagire chimicamente con altre sostanze chimiche. Inoltre, non deve corrodere il materiale di contatto, deve essere non infiammabile e a bassa tossicità. La pulizia deve essere eseguita in condizioni di sicurezza e con basse perdite durante la procedura e deve essere effettuata in modo efficace entro il tempo e la temperatura prestabiliti.

Tecnologia di montaggio SMC/SMD

SMC, abbreviazione di Surface Mount Component, include principalmente componenti chip rettangolari, componenti chip cilindrici, componenti chip compositi e componenti chip speciali. SMD, abbreviazione di Surface Mount Device, è un tipo di componente utilizzato per l’assemblaggio SMT.

Montatore di chip

Struttura

Il chip mounter è un’apparecchiatura automatizzata ad alta precisione utilizzata per l’assemblaggio SMT, controllata da computer e che integra luce, elettricità e meccanica.

Efficienza di montaggio

La precisione e la velocità di montaggio devono essere attentamente considerate nella selezione di una macchina pick-and-place. Pertanto, migliorare e garantire l’efficienza di montaggio della macchina pick-and-place è la responsabilità principale per aumentare efficacemente la qualità del prodotto e l’efficienza produttiva e ridurre i costi.

Elementi che influenzano la macchina posizionatrice di chip

Gli elementi che influenzano il movimento del montatore di chip includono la struttura dell’asse x-y, l’errore di movimento dell’asse x-y, l’ispezione dell’asse x-y, l’effetto del movimento dell’asse z dell’ugello a vuoto sull’errore di montaggio, ecc.

Sistema visivo

Per fissare con precisione i componenti a passo fine sulla scheda, gli elementi dei pixel e i fattori di ingrandimento ottico devono essere impostati scientificamente sulla fotocamera.

Sistema software

Il sistema software del posizionatore di chip ad alta precisione dipende da un sistema di controllo con computer secondario, che di solito utilizza un’interfaccia DOS ma talvolta un’interfaccia Windows o un sistema operativo UNIX. Il sistema è composto dal software di controllo centrale, dal sistema di programmazione automatica, dal sistema di controllo del posizionatore e dal software di elaborazione visiva.

Scarica elettrostatica (ESD)

Elettricità statica generata nei prodotti elettronici

Il flusso immobile di elettricità è chiamato elettricità statica, generata dall’aggregazione di cariche positive e cariche negative. In quanto forma di energia elettrica, l’elettricità statica esiste sulla superficie degli oggetti ed è un fenomeno che si genera quando si verifica uno squilibrio parziale tra cariche positive e negative. L’elettricità statica provoca danni ai prodotti elettronici con caratteristiche di occultamento, potenzialità, casualità e complessità.

Particolarità dell'ESD

L’elettricità statica presenta una certa casualità, quindi non tutti i prodotti elettronici subiscono necessariamente danni a causa sua. L’energia caricata dall’elettricità statica è per lo più bassa e, di conseguenza, il prodotto elettronico danneggiato dall’elettricità statica non mostrerà immediatamente prestazioni scadenti. I danni possono persino non essere chiaramente visibili quando i prodotti lasciano il magazzino.

Misure di protezione ESD

a. Devono essere adottate misure di protezione ESD nel reparto di produzione;

b. Devono essere indossati un braccialetto antistatico e dei guanti;

c. Il collegamento con la realtà deve essere raggiunto;

d. Le ispezioni statiche dovrebbero essere effettuate ogni trimestre.

La tecnologia a montaggio superficiale (SMT) ha trasformato l’assemblaggio dei PCB consentendo di saldare i componenti direttamente sulla scheda, con i chiari vantaggi della tecnologia a foro passante (THT). Aiuta i prodotti elettronici a diventare più piccoli, più efficienti e a ottenere una migliore funzionalità e prestazione complessiva.

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