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SMT組裝：電子制造的精密工藝
發(fā)布時間：2024-12-10 點擊次數(shù)：199
SMT組裝概述：SMT，即表面貼裝技術(shù)，是目前電子組裝行業(yè)里極為流行的技術(shù)和工藝。在電子制造中，SMT 將具有短引線或無引線的元件（SMC 或 SMD）放置在電路板或基板上的相應(yīng)位置，然后通過回流焊或波峰焊等工藝使元件永久固定在板上。SMT 具有諸多顯著特點。首先是小型化，SMC/SMD 重量輕、體積小、安裝精度高，采用 SMT 后，電子產(chǎn)品體積可縮小 40% 至 60%，重量減輕 60% 至 80%。例如，在智能手機等電子產(chǎn)品中，SMT 技術(shù)使得設(shè)備更加輕薄便攜。其次是高性能，元件焊接廢品率低，抗振性能強。再者，SMT 組裝的電子產(chǎn)品具有高可靠性，高頻特性好，能減少電磁和射頻干擾。同時，SMT 易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)的通孔插裝技術(shù)（THT）相比，SMT 無需在印制板上鉆插裝孔，使得元件直接 “粘到” 電路板表面，滿足了當前電子產(chǎn)品小型化的需求。隨著電子科技的不斷發(fā)展，SMT 技術(shù)逐漸取代 THT 組裝，成為電子組裝的主流技術(shù)。國際上表面組裝元器件產(chǎn)量逐年上升，傳統(tǒng)元器件產(chǎn)量逐年下降，可見 SMT 技術(shù)的普及趨勢不可阻擋。
SMT組裝步驟：
一.印刷電路板生產(chǎn)：
設(shè)計印刷電路板，通過 CAD 軟件繪制并標注元器件位置和連接。專業(yè)的電子工程師利用 CAD 軟件，精心繪制印刷電路板的各個部分，準確標注元器件的位置和連接線路。這一過程需要高度的精確性和專業(yè)知識，因為任何錯誤都可能在后續(xù)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中導(dǎo)致嚴重的問題。例如，一個錯誤的連接標注可能會使電子元件無法正常工作，影響整個電子產(chǎn)品的性能。
制作電路板原型進行測試。制作電路板原型是為了驗證設(shè)計的正確性。在這個階段，工程師會對原型進行嚴格的測試，包括檢查元件連接是否正確、電路是否暢通等。據(jù)統(tǒng)計，通過制作原型進行測試，可以發(fā)現(xiàn)并解決約 70% 的設(shè)計問題，大大提高了正式生產(chǎn)的成功率。
提交文件給制造商，采用光敏印刷制版法生產(chǎn)正式電路板。當設(shè)計和測試電路板原型后，將準備好的電路板文件提交給專業(yè)的電路板制造商。光敏印刷制版法是一種常用的生產(chǎn)方法，它利用光敏材料和紫外線曝光技術(shù)，將設(shè)計好的電路圖案精確地轉(zhuǎn)移到電路板上。這種方法生產(chǎn)的電路板精度高、質(zhì)量穩(wěn)定，能夠滿足 SMT 組裝的要求。
二.貼裝元器件
進行元器件準備工作，分類并保持清潔度。在貼裝元器件之前，需要對元器件進行準備工作。首先，根據(jù)元器件的不同類型進行分類，以便在貼裝過程中能夠快速準確地找到所需的元器件。同時，要保持良好的清潔度，避免灰塵和雜質(zhì)對元器件的性能產(chǎn)生影響。據(jù)了解，保持清潔度可以降低約 30% 的貼裝錯誤率。
在自動貼裝機控制下，將元器件貼裝在劃分好的位置。自動貼裝機是 SMT 組裝的關(guān)鍵設(shè)備之一。它在計算機的控制下，利用真空移液器自動從托盤或卷盤上取下元器件，并根據(jù)精確的預(yù)編程 XY 坐標將其貼裝在電路板上的正確位置。一些先進的自動貼裝機每小時可裝配多達 25,000 個零件，大大提高了生產(chǎn)效率。
三.焊接：分為手工焊接和自動焊接，將電子元件與印刷線路板連接固定。手工焊接通常用于小批量生產(chǎn)或特殊元器件的焊接。它需要操作人員具備較高的技能和經(jīng)驗，能夠準確地控制焊接溫度和時間，以確保焊接質(zhì)量。自動焊接則適用于大批量生產(chǎn)，它可以通過回流焊或波峰焊等工藝，將電子元件與印刷線路板快速、準確地連接固定。例如，回流焊工藝是目前最常用的自動焊接方法之一，它將電路板放置在氮氣氣氛中，用加熱的空氣逐漸加熱，直到焊膏熔化并且助焊劑蒸發(fā)，從而將組件熔接到 PCB 上。
四.檢測和測試：采用目視檢測、AOI 檢測等方法，確保元器件正確焊接，剔除或修復(fù)不合格電路板。
為了確保 SMT 組裝的質(zhì)量，需要進行嚴格的檢測和測試。目視檢測是一種簡單而直觀的檢測方法，操作人員通過肉眼觀察電路板上的元器件是否正確焊接、有無缺件、錯件等問題。然而，目視檢測的主觀性較強，容易出現(xiàn)漏檢和誤檢。因此，通常還會采用 AOI 檢測等自動化檢測方法。AOI 檢測系統(tǒng)使用多臺攝像機自動檢查每塊電路板，并將其外觀與正確的預(yù)定義參考圖像進行比較，能夠快速、準確地檢測出元器件的位置、大小及焊接質(zhì)量等問題。對于不合格的電路板，需要及時進行剔除或修復(fù)，以提高生產(chǎn)線效率和減少不良品率。據(jù)統(tǒng)計，采用 AOI 檢測等自動化檢測方法可以將不良品率降低至 1% 以下。
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