Az SMT-szerelés az a folyamat, amelynek során elektronikus alkatrészeket szerelnek közvetlenül egy PCB felületére, és egy reflow kemence forrasztja a helyükre. A lap öt állomáson halad át: forrasztópaszta-nyomtatás, pick-and-place, reflow forrasztás, automatizált optikai vizsgálat (AOI) és opcionális utómunka — ez a modern áramköri lapok szabványos építési módja.
Mi az SMT-szerelési folyamat
A felületszerelési technológiával (SMT) végzett szerelés a modern PCB-k építésének meghatározó módszere. A lap öt állomáson halad át egy szállítószalagon: forrasztópaszta-nyomtató, pick-and-place gép, reflow kemence, automatizált optikai vizsgálat (AOI), és — ha szükséges — kézi utómunka. Egy 250 mm-es, 800 elhelyezést tartalmazó lap jellemzően 8-12 perc alatt halad végig a teljes soron.
Az Energetika-VDS az északmacedóniai Strumicában DDM Novastar SMT-sort üzemeltet: SPR-45 stencilnyomtató, LS60 pick-and-place fej, GF-120HT reflow kemence. Az 1992-ben Vasko Stamboliev által alapított műhely megrendelésenként 50-től 50 000 darabig szerel, alapértelmezetten IPC-A-610 Class 2 minőségben, kérésre Class 3 szinten.
1. lépés — Forrasztópaszta-nyomtatás
A stencilnyomtató (DDM Novastar SPR-45) 4-es típusú SAC305 forrasztópasztát visz fel egy lézervágott rozsdamentes acél stencilen — jellemzően 100-150 µm vastagon — keresztül a PCB minden forrasztófelületére. Kenőkés sebessége 20-80 mm/s, leválasztási sebesség 0,5-3 mm/s. Nyomtatási tűrés: ±25 µm.
Kulcsfontosságú bemenetek:
| Paraméter | Tipikus tartomány | Megjegyzések |
|---|---|---|
| Stencilvastagság | 100-150 µm | 100 µm 0402/0201-hez, 150 µm QFN/BGA-hoz |
| Pasztatípus | T4 / T5 | T5 (15-25 µm) 0201-hez és µBGA-hoz |
| Nyílásarány | ≥0,66 | Ez alatt = rossz leválás |
| Nyomtatási sebesség | 20-80 mm/s | Lassabban = vastagabb réteg |
A forrasztópaszta-vizsgálat (SPI) — ha van ilyen felszereltség — minden felvitt paszta térfogatát, területét és magasságát méri. A 2D AOI alternatíva a durva nyomtatási hibákat fogja meg.
2. lépés — Pick-and-place
Az LS60 szalagról, csőből vagy tálcáról helyezi az alkatrészeket a nedves pasztára. A látásvezérelt fúvókák 0201-től (0,6 × 0,3 mm) egészen 45 × 45 mm-es QFP-ig és BGA-ig kezelnek alkatrészeket. Ciklus: ~0,15 s chip-elhelyezésenként, ~0,5 s finom raszterű IC-nként.
Elhelyezési pontosság: ±50 µm @ 3σ chipeknél, ±30 µm finom raszternél. Az alkatrész-adagolókat a kezelő előre betölti; az oldalankénti beállítási idő a szűk keresztmetszet az átbocsátásban kis volumenű sorozatoknál.
A táláló-darabszámokért és a fejkonfigurációkért lásd a teljes SMT-sor specifikációnkat.
3. lépés — Reflow forrasztás
A GF-120HT 8 zónás konvekciós kemence a paszta adatlapjához illesztett profilt futtat. SAC305-höz:
| Zóna | Hőmérséklet | Időtartam | Cél |
|---|---|---|---|
| Előmelegítés | 25-től 150°C-ig | 60-90 s | Felfutás 1-3°C/s |
| Beáztatás | 150-200°C | 60-120 s | Folyasztószer aktiválása |
| Reflow | 217-245°C csúcs | 30-90 s 217°C felett | A forrasz megolvad és nedvesít |
| Lehűlés | 245-től 50°C-ig | 60-120 s | Felfutás ≤4°C/s |
Teljes tartózkodás: 4-7 perc. A likvidusz feletti idő (TAL) 45-90 s közötti értéke az optimum — túl rövid = hideg kötések, túl hosszú = túlzott intermetallikus növekedés.
4. lépés — Automatizált optikai vizsgálat (AOI)
A házon belüli AOI reflow után minden lapot 10-20 µm felbontásban szkennel. A rendszer jelzi a következőket:
- Hiányzó alkatrészek
- Sírkőhatású chipek (0402/0201 függőlegesen)
- Forrasztóhidak (≥80 µm)
- Elégtelen forrasz / megemelkedett kivezetések
- Fordított polaritás (a felső jelölés OCR-jén keresztül)
- Elcsúszás a forrasztófelület szélességének >25%-ával
Hamis riasztási arány egy behangolt programon: 1-3%. Valós hibafelismerési arány: 95%+ a látható kötéseknél. A BGA és QFN alsó felületi kötéseihez röntgen kell — ehhez a munkafolyamathoz lásd a BGA-szerelési útmutatónkat. A teljes vizsgálati lehetőségek a vizsgálati és tesztelési oldalon találhatók.
5. lépés — Utómunka (opcionális)
A kézi utómunka-állomás kezeli az AOI által átengedett hibákat és a mérnöki módosításokat. Forrólevegős fúvóka QFP/QFN-hez, infravörös BGA utómunka-állomás ≥10 mm-es tokokhoz. Tipikus utómunka-ciklus: 5-15 perc kötésenként, a kezelőhöz és a sorozatszámhoz visszavezethetően.
Az utómunka költsége a haszonkulcs csendes gyilkosa. Egy jól behangolt DFM-átvizsgálás — lásd a DFM-ellenőrzőlistánkat — 2-3%-ról 0,3% alá csökkenti az utómunka arányát.
SMT a THT-vel szemben — mikor melyik nyer
| Tényező | SMT | THT |
|---|---|---|
| Alkatrészméret | 0201-től BGA-ig | Csak furatszerelt |
| Sűrűség | 2-4× nagyobb | Kisebb |
| Mechanikai szilárdság | Kisebb | Nagyobb (jó csatlakozókhoz, transzformátorokhoz) |
| Kötésenkénti költség | €0,001-0,005 | €0,02-0,08 |
| Automatizálás | Teljes | Hullám- vagy szelektív forrasztás |
A legtöbb modern lap vegyes technológiájú: SMT mindkét oldalon, THT a tápcsatlakozókhoz és a nagy tömegű alkatrészekhez.
Költség és átfutási idő
Egy 100 lapos, oldalanként 250 elhelyezést tartalmazó, IPC Class 2 sorozat laponként €8-18-ba kerül az Energetika-VDS-nél az alkatrészszámtól és az oldalszámtól függően. Átfutási idő: 5-10 munkanap a készlet üzembe érkezése után. Kérjen kötelező érvényű árajánlatot az árajánlat-kalkulátoron vagy az RFQ-űrlapon keresztül.
A JLCPCB-hez vagy PCBWay-hez (Ázsia, 2-4 hét háztól házig a fuvart is beleértve), illetve az Eurocircuits-hoz és AISLER-hez (EU, de az Eurocircuits 50 db / 5000 elhelyezésnél megáll) képest mi az EU-közeli, közepes volumenű optimumban helyezkedünk el — ugyanaz a kontinens, vámok nélkül, IPC Class 3-ra képesen.
Gyakran ismételt kérdések
Mi az SMT-folyamat? Felületszerelés: a forrasztópasztát a PCB forrasztófelületeire nyomtatják, az alkatrészeket egy pick-and-place gép helyezi el, a lapot egy reflow kemencében felmelegítik a forrasz megolvasztásához, majd AOI-val megvizsgálják.
Mennyi ideig tart az SMT-szerelés? Laponként 8-12 perc egy 5 zónás soron 500-1000 elhelyezésnél. Egy megrendelésnél a kész készlettől a szállításig 5-10 munkanapra számítson a volumentől és az oldalszámtól függően.
Mi az SAC305? Ólommentes forraszötvözet: 96,5% ón, 3% ezüst, 0,5% réz. ~217°C-on olvad, a reflowban 235-245°C-on tetőzik. Iparági szabvány, mióta a RoHS 2006-ban kiszorította az ólmot.
Mi a reflow forrasztás? Egy előzetesen felvitt forrasztópasztát tartalmazó PCB felmelegítése egy szabályozott hőprofilon keresztül, hogy a paszta megolvadjon, nedvesítse a forrasztófelületeket és kivezetéseket, majd megszilárduljon — egyszerre alakítva ki az összes kötést.
SMT a THT-vel szemben — melyik a jobb? Egyik sem — különböző problémákat oldanak meg. Az SMT a sűrűségért és a költségért; a THT a mechanikai szilárdságért a csatlakozókon, nagy kondenzátorokon, transzformátorokon. A legtöbb lap mindkettőt használja, az SMT a kötések 90%+-át adja.
Mit jelent az SMT? Surface-Mount Technology (felületszerelési technológia) — az alkatrészek közvetlenül a PCB felületére történő szerelésének módszere fúrt furatok helyett.
Mi a különbség az SMD és az SMT között? Az SMD (Surface-Mount Device) az alkatrész; az SMT (Surface-Mount Technology) az a folyamat, amely elhelyezi és forrasztja azt. Ön SMD-ket szerel SMT segítségével. Lásd: SMD a SMT a THT-vel szemben elmagyarázva.
Hol vehetek igénybe SMT-szerelési szolgáltatást Európában? Az Energetika-VDS az északmacedóniai Strumicában házon belüli SMT-sort üzemeltet, 1-2 hét alatt szállítva háztól házig az EU-ban. Lásd az SMT-szerelési szolgáltatásunkat.