PROCESUL MOUNTULUI SUPRAFEȚEI

Introducere în tehnologia de montare pe suprafață

Tehnologia de montare pe suprafață este o zonă de montare electronică utilizată pentru a monta componente electronice pe suprafața plăcii de circuite imprimate (PCB), în opoziție cu introducerea componentelor prin găuri, ca și în cazul montajului convențional. SMT a fost conceput pentru a reduce costurile de producție și, de asemenea, pentru a utiliza mai eficient spațiul PCB. Ca urmare a introducerii tehnologiei de montare pe suprafață, acum este posibil să se construiască circuite electronice foarte complexe în ansambluri mai mici și mai mici, cu o repetabilitate bună datorită nivelului ridicat de automatizare.

Ce sunt SMD-urile?

Dispozitivul de montare pe suprafață sau SMD este termenul utilizat pentru componentele electronice utilizate în cadrul procesului de montaj pe suprafață. Există o gamă largă de pachete de componente SMD disponibile pe piață și vin în mai multe forme și dimensiuni - o selecție poate fi văzută mai jos:

Supravegherea montajului pe suprafețe

Procesul de asamblare a suprafeței de montare începe în timpul fazei de proiectare când sunt selectate multe componente diferite și PCB-ul este proiectat folosind un pachet software cum ar fi Orcad sau Cadstar ( altele sunt disponibile ).

Este important să ne dăm seama că procesul începe în acest stadiu, deoarece acesta este cel mai bun moment pentru a încorpora cât mai multe caracteristici de proiectare posibil, ceea ce va face producția directă și fără dureri de cap. Destul de des, circuitele sunt luate de la faza de proiectare schematică la aspectul PCB, cu principalele considerente fiind funcționalitatea, care desigur este foarte importantă, dar în mod ideal ar trebui să fie încorporat un design pentru fabricare (DFM).

Odată ce proiectul PCB a fost finalizat și componentele selectate, faza următoare este de a trimite datele PCB departe către o companie de fabricare a PCB-urilor și componente achiziționate în modul cel mai potrivit pentru a facilita automatizarea. Proiectarea panoului PCB ar trebui să fie luată în considerare și specificațiile create pentru a se asigura că formatul pe care PCB-urile îl primesc este cel așteptat și adecvat pentru utilizarea mașinilor.

Componentele sunt disponibile ambalate în mai multe moduri, cum ar fi pe bobine, în tuburi sau în tăvi așa cum se poate vedea mai jos. Cele mai multe sunt disponibile pe role care sunt preferate, dar uneori datorate componentelor "cantităților minime de comandă (MOQ)" sunt adesea furnizate în tuburi sau în benzile scurte de bandă. Ambele tipuri de ambalaje pot fi utilizate dar nu au nevoie de tipuri adecvate de alimentatoare. Componentele furnizate în vrac în pungi trebuie evitate, dacă este posibil, deoarece pot duce la plasarea mâinilor sau la necesitatea unor plăci speciale de alimentare.

Toate componentele cu un nivel de sensibilitate la umiditate (MSL) trebuie manipulate în conformitate cu J-STD-033.

Programarea mașinilor - Gerber / CAD pentru fișierul Centroid / Placement / XY

După ce ați primit panourile și componentele PCB, următorul pas este să configurați diferitele mașini utilizate în procesul de fabricație. Mașinile, cum ar fi mașina de plasare și AOI (Optical Inspection Automated), vor necesita crearea unui program care să fie cel mai bine generat din datele CAD, dar de multe ori acest lucru nu este disponibil. Datele Gerber sunt aproape întotdeauna disponibile deoarece acestea sunt datele necesare pentru fabricarea PCB-urilor goale. Dacă datele Gerber sunt singurele date disponibile, crearea fișierului centroid / placement / XY poate fi foarte consumatoare de timp și, prin urmare, Procesul de montare pe suprafață oferă serviciul pentru a genera acest fișier .

Lipire prin lipire

Prima mașină care se instalează în procesul de fabricație este imprimanta de pastă de lipit care este proiectată să aplice pasta de lipit folosind un șablon și raclete pe plăcuțele corespunzătoare de pe PCB. Aceasta este metoda cea mai utilizată pentru aplicarea pastei de lipit, dar imprimarea cu jeturi devine din ce în ce mai populară, în special în sectorul subcontracturilor, deoarece nu este nevoie de șabloane și modificările sunt mai ușor de realizat.

Menținerea controlului asupra acestui proces este critică, deoarece orice defecte de tipărire, dacă nu sunt detectate, vor duce la defecțiuni în continuare pe linie. În cazul în care ansamblurile devin din ce în ce mai complexe, designul șablonului este cheia și trebuie acordată atenție asigurării unui proces repetabil și stabil.

Inspectia pastei de lipit (SPI)

Majoritatea mașinilor de imprimare a pastei de lipit au opțiunea de a include inspecția automată, dar, în funcție de dimensiunea plăcii de calcul, acest proces poate fi consumator de timp și, astfel, poate fi de preferat o mașină separată. Sistemele de inspecție din cadrul imprimantelor de pastă de lipit utilizează tehnologia 2D, în timp ce mașinile dedicate SPI utilizează tehnologia 3D pentru a permite o inspecție mai aprofundată, inclusiv volumul de pastă de lipit pe tampon și nu doar suprafața de imprimare.

Plasarea componentelor

După ce PCB-ul tipărit a fost confirmat că are o cantitate corectă de pastă de lipire aplicată, aceasta se deplasează în următoarea parte a procesului de fabricație, care este plasarea componentelor. Fiecare componentă este preluată din ambalajele sale fie cu ajutorul unei duze de aspirație sau a unui dispozitiv de prindere, verificată de sistemul de vizibilitate și plasată în poziția programată la viteză mare.

Există o mare varietate de mașini disponibile pentru acest proces și depinde foarte mult de afacere la tipul de mașină selectat. De exemplu, în cazul în care afacerea se concentrează pe cantități mari de construcție, atunci rata de plasare va fi importantă, totuși, dacă se concentrează atenția asupra amestecului mic, atunci flexibilitatea va fi mai importantă.

Inspecție optică automată pre-reflow (AOI)

În urma procesului de plasare a componentelor, este important să se verifice că nu s-au făcut greșeli și că toate piesele au fost plasate corect înainte de lipirea reflow. Cel mai bun mod de a face acest lucru este utilizarea unei mașini AOI pentru a face verificări, cum ar fi prezența componentelor, tipul / valoarea și polaritatea.

Prima inspecție a articolului (FAI)

Una dintre multele provocări pentru producătorii de subcontractare este verificarea primei asamblări a informațiilor clienților sau a inspecției pentru primul articol (FAI), care poate fi foarte consumatoare de timp. Acesta este un pas foarte important în acest proces, deoarece orice eroare, dacă nu este detectată, poate duce la volum mare de reparații.

Reflow de lipit

După ce au fost verificate toate destinațiile de amplasare a componentelor, ansamblul PCB se deplasează în mașina de lipit reflow, unde toate conexiunile electrice de lipire sunt formate între componente și PCB prin încălzirea ansamblului la o temperatură suficientă. Aceasta pare să fie una dintre părțile mai puțin complicate ale proceselor de asamblare, dar profilul corect de refulare este cheia pentru a asigura îmbinări de lipit acceptabile fără a deteriora piesele sau ansamblul datorită căldurii excesive.

Când se folosește un lipit fără plumb, un ansamblu cu profil atent este chiar mai important, deoarece temperatura necesară de refolosire poate fi adesea foarte apropiată de temperatura maximă a mai multor componente.

Post-reflow de inspecție automată optică (AOI)

Ultima parte a procesului de asamblare a suprafețelor de montaj trebuie să verifice din nou că nu s-au făcut greșeli prin utilizarea unei mașini AOI pentru a verifica calitatea îmbinărilor de lipit.

Odată cu introducerea tehnologiei 3D, acest proces a devenit mai fiabil, deoarece în cazul inspecției 2D au existat tendințe ridicate de apeluri false datorate interpretării unei imagini 2D. Inspecția 3D a permis măsurători mai precise și să asigure un proces de inspecție mai stabil.

Una dintre cele mai noi caracteristici ale mașinilor de inspecție este aceea că pot fi conectate în rețea pentru a permite reacția instantanee la mașina precedentă pentru a permite efectuarea ajustărilor automate. De exemplu, mașina AOI poate fi conectată la mașina de plasare astfel încât pozițiile de poziționare a componentelor să poată fi reglate, iar mașina SPI poate fi conectată la imprimantă pentru a permite ajustarea alinierii PCB-ului la șablon.

Creșterea eficienței și a productivității

Este o statistică șocantă de citit că, în cadrul industriei electronice, multe operațiuni de montare pe suprafață, în special în cadrul sectorului de producție subcontractual, au o eficiență scăzută de 20%.

Există numeroase motive care contribuie la această cifră, dar în mod fundamental înseamnă că doar 20% din investiția de capital este utilizată. Din punct de vedere financiar, acest lucru va duce la un cost mai ridicat al proprietății și la o revenire mai lentă a investițiilor. Pentru client, acesta poate provoca timpi de execuție mai mari pentru produsul lor și, prin urmare, afacerea nu va fi la fel de competitivă pe piață.

Cu eficiențe de producție la acest nivel vor exista multe efecte de impact care vor avea un impact asupra afacerii, cum ar fi dimensiuni mai mari ale lotului, mai multe părți în stoc, mai multe ansambluri în WIP (lucrări în curs) și timpi de reacție mai lenți pentru cerințele de schimbare ale clienților .

Având în vedere toate acestea, există un stimulent puternic pentru a îmbunătăți eficiența, menținând în același timp calitatea.