I tre processi principali nella produzione SMT

Introduzione

Per coloro che non hanno lavorato in un SMT (Tecnologia a montaggio superficiale) fabbrica, i processi di base e le fasi chiave coinvolte nella produzione SMT potrebbero rimanere un mistero. Oggi, Presenterò i tre principali processi di produzione SMT per fornire una comprensione più chiara di questa tecnologia.

Panoramica della produzione SMT

La produzione SMT è attualmente la tecnologia e il processo più diffusi nel settore dell'assemblaggio elettronico. Il flusso del processo di produzione SMT è complesso, con variazioni a seconda del prodotto. Tuttavia, il flusso base generalmente comprende: ispezione del materiale in entrata, programmazione, stampa, ispezione, montaggio, ispezione pre-forno, saldatura a riflusso, AOI (Ispezione ottica automatizzata) rilevamento, riparazione, test, e assemblaggio.

Tra i vari processi nella produzione SMT, tre si distinguono come i più cruciali: incolla la stampa, Montaggio SMT, e saldatura a riflusso.

Incolla la stampa

La stampa con pasta prevede l'applicazione della pasta saldante sul PCB (Circuito stampato). Le attrezzature e gli strumenti utilizzati in questo processo includono:

• Macchine da stampa: Macchine da stampa completamente automatiche e semiautomatiche.
• Pasta saldante: Un materiale speciale utilizzato per fissare i componenti sul PCB.
• Stencil: Essenzialmente uno stampo con posizioni scavate corrispondenti ai pad di saldatura sul PCB, permettendo alla pasta saldante di penetrare e rivestire le pastiglie. Si tratta di una sottile lamiera d'acciaio fissata da un telaio, comunemente usato in spessori di 0,10 mm, variano in base ai componenti e al processo di fabbricazione dei diversi prodotti. Lo stencil viene realizzato in base al file della maschera di incollaggio nei file Gerber forniti da R&Squadra D o cliente. Questa preparazione è fondamentale prima della produzione poiché la qualità dello stencil determina la qualità dei prodotti montati. L'importanza dello stencil è particolarmente evidente nei componenti di precisione, e diverse macchine da stampa presentano lievi variazioni nei requisiti di apertura dello stampino. Basato sull'esperienza personale, per prodotti con componenti di precisione come BGA a passo 0,4, si consiglia di far realizzare lo stencil dai professionisti della fabbrica di produzione, poiché non esistono standard rigorosi per il processo. I dettagli vengono compresi meglio dagli ingegneri di processo nello stabilimento SMT.

L'operazione di base prevede l'installazione dello stencil nella macchina da stampa, aggiungendo pasta saldante allo stencil, posizionare il PCB sul binario della macchina, scansionando il PCB e i punti segnati sullo stencil con la fotocamera della macchina, allineandoli, sollevare la piattaforma di stampa per adattarla allo stencil, quindi utilizzare una spatola inclinata a 45° per raschiare la pasta saldante sullo stencil, trasferendolo ai pad di saldatura sul PCB. Questo completa il processo di stampa. Se non ci sono difetti, è perfetto; se ci sono, il tecnico dell'apparecchiatura deve apportare piccole modifiche. Basato su anni di analisi dei processi sul campo, la stampa di pasta è il più critico dei tre processi principali nella produzione SMT, COME 70% dei difetti SMT sono legati a questo passaggio.

Montaggio SMT

Il montaggio SMT prevede l'utilizzo di una macchina di posizionamento per montare i componenti sul PCB stampato. Il termine “montaggio” viene utilizzato perché la pasta saldante contiene flusso, che ha una certa viscosità, permettendogli di trattenere i componenti prima di sciogliersi.

Il principio del montaggio SMT è semplice e complesso. È semplice perché si è evoluto dalla saldatura manuale, dove i componenti venivano posizionati sul circuito con una pinzetta, mentre le macchine di posizionamento utilizzano teste di aspirazione a vuoto per fissare i componenti al PCB. È complesso perché il processo di montaggio vero e proprio è complicato, che coinvolgono attrezzature precise. I progressi tecnologici hanno trasformato i tradizionali componenti a foro passante in componenti a montaggio superficiale, aumentando significativamente l’efficienza produttiva e modificando l’intera catena di fornitura del settore.

Il principio di funzionamento di SMT prevede la creazione di un programma di posizionamento utilizzando i file Gerber, coordinare i file, Distinta base (Distinta materiali), e diagramma di posizione fornito dal cliente. Le teste di posizionamento (ugelli di aspirazione), alimentatori, e i binari della macchina di posizionamento lavorano insieme per completare l'intero processo di montaggio.

• Ugelli di aspirazione: Il capo del posizionamento ha 12 ugelli di aspirazione, ciascuno con un centro cavo che utilizza l'aspirazione del vuoto per raccogliere i componenti.
• Alimentatori: Questi sono dispositivi di alimentazione che, in base al programma di piazzamento creato dal programmatore della macchina piazzatrice, vengono stampati in un elenco di stazioni. Gli operatori installano i componenti sugli alimentatori in base all'ordine dell'elenco delle stazioni. Gli alimentatori sono disposti sulla macchina di posizionamento, acceso, e guidato da ingranaggi per far avanzare il nastro componente. Il programma ordina all'ugello di aspirazione specificato di spostarsi nella posizione designata per prelevare il componente e posizionarlo nelle coordinate specificate.

Precauzioni:

• Componenti di dimensioni diverse richiedono ugelli di aspirazione e alimentatori di dimensioni diverse.
• Poiché gli ugelli di aspirazione utilizzano la presa a vuoto, è essenziale garantire che la superficie del componente sia piana e non perda vuoto durante la progettazione e la produzione del campione. Per componenti speciali come antenne a contatto o dispositivi scavati, i fornitori potrebbero dover aggiungere “berretti” oppure applicare nastro adesivo ad alta temperatura sulla superficie.
• Evitare l'uso di materiali sfusi.

Saldatura di riflusso

Dopo aver incollato la stampa e il montaggio, il passo successivo è la saldatura a riflusso. Una volta montati tutti i componenti, il PCB viene trasportato sul trasportatore dalla macchina di posizionamento per l'ispezione manuale o l'ispezione AOI pre-forno per verificare eventuali difetti di montaggio. Se non ci sono problemi, il PCB può entrare nel forno di rifusione.

Molti potrebbero non sapere cosa “Reflaow” significa nella saldatura a rifusione. Non si riferisce alla pasta saldante che scorre da un luogo all'altro. La saldatura a riflusso viene da “Saldatura di riflusso,” Dove “Reflaow” significa trasformare la pasta saldante granulare allo stato liquido e poi solidificarla in una lega. Il forno a rifusione è come a “forno” con un nastro trasportatore simile a una catena di bicicletta. È un forno rettangolare che trasporta PCB, riscalda e scioglie la pasta saldante, e solidifica i componenti sulle piazzole di saldatura del PCB. Il forno a rifusione è dotato di dispositivi ad aria calda suddivisi in più zone di temperatura, riscaldandosi gradualmente. Il processo può essere descritto utilizzando una curva con quattro zone chiave.

• Zona di preriscaldamento: Preriscalda il PCB e i componenti, si riferisce principalmente all'effetto riscaldante delle prime tre zone riscaldanti del forno di rifusione. Un preriscaldamento più elevato raggiunge l'equilibrio termico dei materiali da saldare, permettendo alla pasta saldante di diventare attiva, e componenti come il flusso per evaporare in modo appropriato, aprendo la strada per una buona saldatura in seguito.
• Zona di immersione: Rimuove gli ossidi superficiali e rende attiva la pasta saldante, con la pasta saldante allo stato semifuso, corrispondente al quinto, sesto, e la settima zona di riscaldamento del forno di rifusione.
• Zona di riflusso: Conosciuta anche come zona di saldatura, è la zona più calda del forno di rifusione, raggiungere il punto di fusione della pasta saldante, tipicamente intorno ai 220°C per la pasta saldante senza piombo, della durata di circa 40 secondi.
• Zona di raffreddamento: Raffredda lentamente dal punto di fusione fino a circa 50°C, formare giunti di saldatura in lega.

Questo completa il processo di ridisposizione, che di solito dura circa sei minuti.

Conclusione

Questo articolo fornisce una spiegazione e una descrizione dei tre processi principali della produzione SMT: stampa, montaggio, e saldatura a riflusso. Con queste informazioni, il personale interessato dovrebbe avere una comprensione più approfondita di questi passaggi cruciali nella produzione SMT.