Gönderildi: 2024-08-23 Kaynak: Bu site
Yüzeye Montaj Teknolojisi (SMT) bileşenlerin doğrudan baskılı devre kartlarının (PCBs) yüzeyine monte edildiği elektronik üretiminde kullanılan bir yöntemdir. SMT verimliliği, maliyet etkinliği ve kompakt, yüksek performanslı elektronik cihazlar üretme yeteneği nedeniyle elektronik endüstrisinde standart üretim süreci haline geldi. Bu makalede, SMT üretim sürecini her adım ve ilgili terimler dahil olmak üzere ayrıntılı olarak inceleyeceğiz.
SMT üretim sürecine dalmadan önce bazı temel terimleri anlamak önemlidir:
PCB (Baskılı Devre Kartı): Elektronikte elektronik bileşenleri mekanik olarak desteklemek ve elektriksel olarak bağlamak için kullanılan bir kart.
SMD (Yüzeye Montajlı Cihaz): Doğrudan PCBs yüzeyine monte edilmek üzere tasarlanmış bileşenler.
Lehim Pastası: SMD'leri PCB'lere bağlamak için kullanılan toz lehim ve akı karışımı.
Yeniden Akış Lehimleme: Bileşenler ve PCB arasında kalıcı elektriksel ve mekanik bağlantılar oluşturmak için lehim pastasının erime noktasına kadar ısıtıldığı bir işlem.
AOI (Otomatik Optik İnceleme): PCB saniyelerdeki kusurları tespit etmek için kameraları kullanan makine tabanlı bir görsel inceleme süreci.
AXI (Otomatik Röntgen Denetimi): Lehim bağlantılarını ve bileşenlerin altına gizlenmiş bağlantıları kontrol etmek için X ışınlarını kullanan bir inceleme yöntemi.
SPI (Lehim Pastası Denetimi): PCB üzerindeki lehim pastası uygulamasının kalitesinin kontrol edilmesi işlemi.
SMT üretim süreci, her biri elektronik bileşenlerin PCB üzerine güvenilir şekilde yerleştirilmesini ve lehimlenmesini sağlamak için kritik olan birkaç adımdan oluşur. Aşağıda SMT sürecindeki her adıma ilişkin ayrıntılı bir genel bakış bulunmaktadır.
İlk adım SMT üretim süreci PCB'ye lehim macunu uyguluyor. Lehim pastası, akı ile karıştırılmış küçük lehim toplarından yapılan yapışkan bir maddedir. Bileşenlerin monte edileceği PCB alanlarına, genellikle metal pedlere uygulanır.
stensil Hizalama: PCB üzerindeki lehim pedi konumlarına karşılık gelen kesikli metal bir şablon kartın üzerine yerleştirilir. Şablon, lehim pastasının yalnızca istenen alanlara uygulanmasını sağlamak için maske görevi görür.
Uygulamayı Yapıştır: Bir silecek veya benzeri bir alet, lehim pastasını şablonun üzerine yayar ve onu açıklıklardan alttaki PCB üzerine doğru zorlar. Macun tabakasının kalınlığı ve düzgünlüğü, uygun bileşen bağlantısı ve lehimlemenin sağlanması açısından kritik öneme sahiptir.
stensil Kaldırma: Şablon dikkatlice kaldırılır ve PCB pedlerin üzerinde tam olarak birikmiş lehim pastası kalır.
Lehim bağlantılarının kalitesini ve genel montaj güvenilirliğini belirlediği için doğru lehim pastası uygulaması çok önemlidir.
Lehim pastasını uyguladıktan sonra bir sonraki adım Lehim Pastası Denetimi (SPI). Bu adım, lehim pastasının PCB üzerine doğru şekilde yerleştirildiğinden emin olmak için hayati öneme sahiptir.
Otomatik Denetim: SPI makineleri, PCB'yi taramak ve lehim pastası birikintilerinin hacmini, yüksekliğini, alanını ve konumunu ölçmek için kameralar ve sensörler kullanır.
Kalite Kontrol: Denetim verileri, yetersiz macun, fazla macun veya yanlış hizalanmış birikintiler gibi kusurları tespit etmek için analiz edilir. Bu kusurlar zayıf lehim bağlantılarına, bileşenlerin yanlış yerleştirilmesine veya kısa devrelere yol açabilir.
Geri Bildirim Döngüsü: Kusurlar tespit edilirse, sorunu düzeltmek için lehim pastası yazıcı kurulumunda veya işlem parametrelerinde ayarlamalar yapılabilir. Bu geri bildirim döngüsü, yüksek kaliteli lehim pastası uygulamasını sağlar.
Lehim pastası incelenip doğrulandıktan sonra bir sonraki adım Çip Montajıbileşen yerleştirme olarak da bilinir.
Bileşen Hazırlığı: SMT bileşen veya SMD'ler makaralar, tepsiler veya tüpler halinde sağlanır ve al ve yerleştir makinesine beslenir.
Seç ve Yerleştir: Al ve yerleştir makinesi, besleyicilerden bileşenleri almak ve bunları PCB üzerindeki lehimle yapıştırılmış pedlerin üzerine yerleştirmek için vakum nozullarıyla donatılmış robotik kollar kullanır. Makinenin yüksek hassasiyeti, bileşenlerin PCB tasarımına göre doğru şekilde konumlandırılmasını sağlar.
Hizalama ve Yerleştirme: Makine, her bir bileşenin doğru yerleştirildiğinden emin olmak için görüş sistemleri ve hizalama algoritmaları kullanır. Modern al ve yerleştir makinelerinin hızı ve doğruluğu, yüksek verimli üretime olanak tanır.
Herhangi bir yanlış hizalama veya yanlış yerleştirme, maliyetli yeniden işleme veya hurdaya çıkarma gerektiren kusurlu kartlarla sonuçlanabileceğinden, talaş montajı kritik bir adımdır.
Bileşenlerin otomatik olarak yerleştirilmesinden sonra genellikle bir Görsel Muayene ve bazı bileşenlerin elle yerleştirilmesi.
Görsel Muayene: Yetenekli operatörler yanlış hizalanmış bileşenleri, eksik parçaları veya makinelerin gözden kaçırmış olabileceği herhangi bir belirgin kusuru kontrol etmek için panoları görsel olarak inceler. Bu adım genellikle büyütme araçları veya mikroskoplar kullanılarak yapılır.
Manuel Bileşen Yerleştirme: Bazı bileşenlerin, özellikle standart dışı, büyük veya hassas olanların manuel olarak yerleştirilmesi gerekebilir. Bu, otomatik makinelerin etkili bir şekilde işleyemeyeceği konektörleri, transformatörleri veya tuhaf şekilli bileşenleri içerebilir.
Ayarlamalar: Bileşenlerin yerinde olmadığı veya eksik olduğu tespit edilirse, operatörler lehimlemeden önce tüm parçaların doğru şekilde konumlandırıldığından emin olmak için bu bileşenleri manuel olarak ayarlayabilir veya ekleyebilir.
Bu adım, otomatik süreçten kaynaklanan hataların erken tespit edilmesine yardımcı olarak nihai üründeki olası kusurları azaltır.
Tüm bileşenler yerine yerleştirildikten sonra, PCB düzeneği şu aşamaya geçer: Yeniden Akış LehimlemeKalıcı elektrik ve mekanik bağlantılar oluşturmak için lehim pastasının eritildiği yer.
Ön Isıtma Bölgesi: PCB düzeneği, nemi uzaklaştırmak ve levha ile bileşenleri lehimin erime noktasının hemen altındaki bir sıcaklığa getirmek için yeniden akış fırınında kademeli olarak ısıtılır.
Islatma Bölgesi: Metal yüzeyleri temizleyen ve lehimlemeye hazırlayan lehim pastasındaki fluksu aktive etmek için sıcaklık korunur.
Yeniden Akış Bölgesi: Sıcaklık hızla lehim pastasının erime noktasının üzerine çıkar, lehim toplarının erimesine ve bileşenler ile PCB pedler arasında lehim bağlantıları oluşmasına neden olur.
Soğutma Bölgesi: Lehim bağlantılarını katılaştırmak için düzenek yavaş yavaş soğutularak güçlü bir mekanik ve elektriksel bağlantı sağlanır.
Yeniden akışlı lehimleme, son elektronik cihazın performansını ve güvenilirliğini etkileyen lehim bağlantılarının kalitesini belirlediği için kritik öneme sahiptir.
Yeniden akış lehimlemesinden sonra montaj yapılır Otomatik Optik İnceleme (AOI) Bileşenlerin yerleştirilmesinde veya lehimlenmesinde herhangi bir kusurun tespit edilmesi.
Yüksek Çözünürlüklü Görüntüleme: AOI makineleri, PCB düzeneğinin çeşitli açılardan ayrıntılı görüntülerini yakalamak için yüksek çözünürlüklü kameralar kullanır.
Görüntü Analizi: Makine, yakalanan görüntüleri bilinen iyi bir referansla karşılaştırır; eksik bileşenler, yanlış polarite, lehim köprüleri veya mezar taşları (bileşenlerin bir uçta durduğu yer) gibi sapmaları arar.
Kusur Tespiti: AOI sistemi tüm kusurları incelenmek üzere işaretler. Kusurları tespit edilen levhalar ya yeniden işleme için gönderilir ya da daha ileri inceleme için işaretlenir.
AOI yalnızca hatasız levhaların üretimin bir sonraki aşamasına geçmesini sağlayarak yüksek kalitenin korunmasına yardımcı olur.
Gizli lehim bağlantılarına sahip bileşenler için, örneğin Bilyalı Izgara Dizileri (BGAs), BİR Otomatik Röntgen Denetimi (AXI) Lehim kalitesini kontrol etmek gerekir.
X-ışını Görüntüleme: AXI makineleri, PCB'ye nüfuz etmek ve bileşenlerin altına gizlenmiş lehim bağlantılarının görüntülerini oluşturmak için X ışınlarını kullanır.
Kusur Analizi: X-ışını görüntüleri, optik incelemeyle görülemeyen boşluklar, lehim köprüleri veya yetersiz lehim kapsamı gibi kusurları kontrol etmek için analiz edilir.
Kalite Güvencesi: Kusurlu levhalar, ciddiyetine ve yeniden işleme yapılabilirliğine bağlı olarak yeniden işlemek veya hurdaya çıkarmak üzere işaretlenir.
AXI, tespit edilemeyen kusurlar cihazın arızalanmasına yol açabileceğinden, gizli lehim bağlantılarına sahip bileşenlerin güvenilirliğini sağlamak için gereklidir.
SMT üretim sürecinin son adımı: Devre İçi Test (BİT) veya bir Fonksiyonel Test PCB grubunun tüm elektriksel ve işlevsel özellikleri karşıladığından emin olmak için.
Devre İçi Test (BİT): Bu test, doğru yerleştirildiklerinden ve çalıştıklarından emin olmak için PCB üzerindeki dirençler, kapasitörler ve IC'ler gibi bireysel bileşenleri kontrol eder. ICT ayrıca kısa devreleri, açık devreleri ve doğru lehim bağlantılarını kontrol eder.
Fonksiyonel Test: Bu testte, PCB çalıştırılır ve kartın beklendiği gibi performans gösterdiğinden emin olmak için belirli işlevler test edilir. Fonksiyonel test, PCB'nin son uygulamasında karşılaşacağı gerçek çalışma koşullarını simüle eder.
Kusur Tespiti ve Yeniden Çalışma: ICT veya işlevsel testler sırasında herhangi bir kusur tespit edilirse kart yeniden işlenmek üzere geri gönderilir. Bu, bileşenlerin değiştirilmesini, yeniden lehimlemeyi veya montaj ayarlarının yapılmasını içerebilir.
BİT ve işlevsel testler, nihai ürünün kalitesini ve işlevselliğini güvence altına almak ve kusurlu ürünlerin müşteriye ulaşma riskini en aza indirmek için son adımlardır.
SMT üretim süreci, lehim pastası baskısından son işlevsel teste kadar birkaç hassas adımı içerir. Nihai elektronik ürünün kalitesini, güvenilirliğini ve performansını sağlamak için her adım çok önemlidir. Üreticiler, SMT sürecindeki her adımın ayrıntılarını anlayarak günümüzün zorlu standartlarını karşılayan yüksek kaliteli elektronikler üretebilirler.