PCB SMT procesas siekiant sumažinti sąnaudas: ką turėtumėte žinoti

Įvadas

SMT (paviršinio montavimo technologija) yra pirmaujanti technologija, šiuo metu naudojama elektronikos gamyboje. Ji padeda užtikrinti aukštą gaminių našumą ir efektyvumą. Ši technologija leidžia originalios įrangos gamintojams (OEM) gaminti labai patikimus gaminius, tuo pačiu sumažinant sąnaudas. Skaitykite toliau ir sužinokite, kaip PCB SMT surinkimo procesas gali padėti sumažinti sąnaudas, išlaikant gaminio kokybę. 

Kaip PCB SMT surinkimo proceso etapai veikia kainą?

Pagrindinis stiprumas SMT surinkimas yra patikimumas. Tačiau, būdamas originalios įrangos gamintoju (OEM), negalite ignoruoti ir kainos elemento. Elektronikos gamyboje nedidelis gaminio pakeitimas gali tiesiogiai paveikti gamybos sąnaudas. Būtent čia SMT technologija yra labai naudinga. 

Norint suprasti, kaip ši paviršinio montavimo technologija padeda sumažinti sąnaudas nepaveikiant produkto kokybės ir našumo, reikia suprasti visą SMT surinkimo procesą. 

SMT surinkimo procesas daugiausia susideda iš šių žingsnių:

1. Litavimo klijavimo spausdinimas
2. Litavimo pastos patikra (SPI)
3. Lusto montavimas
4. Vizualinė apžiūra ir rankinis uždėjimas
5. Reflow litavimas
6. AOI (automatinis optinis patikrinimas)
7. Rentgeno spindulių patikra (AXI)
8. Grandinės bandymas (IRT) ir funkcinis bandymas

Suprasdami šiuos veiksmus, galėsite kontroliuoti kokybę, sumažinti atliekas ir sutaupyti gamybos sąnaudas, tuo pačiu pagerindami bendrą efektyvumą. 

1 veiksmas: litavimo pastos spausdinimas

SMT surinkimo procesas prasideda litavimo pastos spausdinimu. Šio žingsnio metu reikia užtepti litavimo pastos ant kontaktų, prie kurių bus lituojami PCB komponentai. Tačiau nepamirškite, kad pastos reikia užtepti tinkamu kiekiu. 

Kalbant apie litavimo pastos kokybę, ją lemia trys elementai:

1. Litavimo pastos būklė
2. Grandymo kampas 
3. Grandymo greitis

Negausite aukštos kokybės spausdintinių plokščių be tinkamo litavimo pastos naudojimo. Litavimo pasta paprastai laikoma šaldytuve žemoje temperatūroje. Prieš naudodami litavimo pastą, leiskite jai sušilti iki kambario temperatūros. Be to, neuždengtą litavimo pastą turite sunaudoti per dvi valandas. 

Be to, turėtumėte nustatyti ir litavimo pastos spausdintuvo parametrus, tokius kaip greitis ir grandymo kampas. Abu šie parametrai vaidina lemiamą vaidmenį nustatant, kiek pastos reikia tepti ant pado.

2 veiksmas: litavimo pastos patikrinimas (SPI)

PCB SMT procese atliekama litavimo pastos patikra (SPI), siekiant anksčiau aptikti galimus defektus. Kai defektai pastebimi laiku prieš masinę gamybą ar surinkimą, tai automatiškai sutaupo jums išlaidas.  

SPI nėra privalomas SMT surinkimo žingsnis, tačiau jis suteikia aiškios naudos. Jis padeda pagerinti gaminio kokybę ir sumažinti gamybos sąnaudas.

Dažniausiai SMT defektai atsiranda dėl litavimo pastos spausdinimo. Štai kodėl SPI atliekamas po to. Anksti aptikus klaidą, anksčiau išvengiama didesnių problemų. Galiausiai tai sumažina defektų riziką vėlesniuose surinkimo etapuose.

Mašinos, kuriose atliekamas SPI, paprastai turi dviejų tipų integruotas funkcijas:

1. 2D
2. 3D

Apskritai 3D pateikia tikslesnius ir patikimesnius rezultatus nei 2D SPI įrenginiai.

3 veiksmas: Lustų montavimas

Lustų montavimas yra dar vienas svarbus SMT surinkimo proceso žingsnis. Paprastai jis atliekamas naudojant lustų montavimo stakles. Šios staklės gali būti įvairių tipų ir kiekviena skiriasi greičiu bei montavimo galimybėmis. 

Didelio greičio lustų tvirtinimo staklės dažniausiai naudojamos mažiems komponentams tvirtinti. Montavimo metu jos užtikrina, kad kiekvienas komponentas tvirtai priliptų prie litavimo pastos ant kontaktinės plokštelės paviršiaus. 

Tačiau dideliems komponentams (pvz., integrinėms grandinėms, BGA, jungtims ir kt.) naudojamos daugiafunkcinės lustų tvirtinimo mašinos. Šios tvirtinimo mašinos paprastai veikia lėtai, palyginti su paprastomis mašinomis, kurios naudojamos mažiems komponentams. 

Pritvirtinus greitaeigį tvirtinimo įrenginį, aparatas veiks greitai. Tačiau pritvirtinus didelę detalę, aparatas veiks lėčiau. 

Taip yra todėl, kad didelių komponentų lygiavimas yra labai svarbus. Prieš montuojant didelius komponentus, reikia skirti laiko jų lygiavimui. Štai kodėl daugiafunkciniai tvirtinimo įrenginiai yra lėtesni nei greitaeigiai įrenginiai.

4 veiksmas: vizualinė apžiūra ir rankinis išdėstymas

Po lusto montavimo kitas žingsnis yra vizualinė apžiūra. Šį žingsnį laikykite būtinu. Tai padės užtikrinti, kad jūsų plokščių reflydinio litavimo metu nebūtų defektų, tokių kaip:

• Ne vietoje esantys komponentai
• Trūksta dalių

Kita priežastis, kodėl reikalingas šis patikrinimas, yra ta, kad po reliatyvaus litavimo komponentų defektus sunkiau aptikti, nes komponentai yra tvirtai pritvirtinti prie spausdintinės plokštės. O po reliatyvaus litavimo defektas išlieka tas pats, todėl jo negalima lengvai ištaisyti. 

Lituoklyje užsifiksavę defektai sumažina gaminio patikimumą ir padidina gamybos sąnaudas. Taigi, atlikdami vizualinę apžiūrą, galite apsaugoti gamybos sąnaudas nuo jų padidėjimo. 

Be to, šio žingsnio metu kai kuriuos komponentus, kurių negalima įdėti naudojant lustų tvirtinimo mašinas, pvz., DIP komponentus, taip pat reikia rankiniu būdu uždėti ant plokštės.  

5 veiksmas: pakartotinis litavimas

In pakartotinis litavimas, IMC jungtims sukurti reikia lydyti litavimo pastą. IMC reiškia tarpmetalinius junginius ir yra skirti komponentų kaiščiams sujungti su PCB plokšte. Lituojant reflying metodu, reikia laikytis tam tikro temperatūros profilio, kuris yra toks:

1. Įkaitinimas
2. Temperatūros kilimas
3. Reflow
4. Aušinimas

Pavyzdžiui:

Bešvinė litavimo pasta SAC305 lydosi maždaug 217 ℃ temperatūroje. Kad litavimo pasta tinkamai išsilydytų, reikia nustatyti aukštesnę nei 217 ℃ temperatūrą. Daugelis komponentų neatlaiko aukštesnės temperatūros. 

Taigi, įsitikinkite, kad krosnies temperatūra yra žemesnė nei 250 ℃, kitaip komponentai gali būti pažeisti. Temperatūros profilis, kurį nustatote litavimo procese, tiesiogiai veikia litavimo kokybę ir bendras išlaidas.   

6 veiksmas: automatizuota optinė apžiūra (AOI)

Jei atlikote litavimo su perlydymu veiksmus, tai reiškia, kad komponentai pritvirtinti prie plokštės. Jūsų žiniai, šiame etape atlikote visus esminius SMT surinkimo proceso veiksmus. 

Tačiau, kad ir kaip būtų surinkti visi komponentai, jie negali patekti į galutinį gaminį anksčiau AOI patikrinimasŠi apžiūra padeda rasti tokius defektus kaip:

• Paminklas
• Briaunotas
• Trūksta dalių
• Netinkamas išdėstymas
• Neteisinga orientacija
• Tiltas
• Tuščios litavimo pagalvėlės

Šis procesas užtikrina, kad jūsų surinkta lenta veiktų saugiai ir patikimai.

7 veiksmas: automatinė rentgeno patikra (AXI)

Rentgeno spindulių patikra veikia kaip automatinės optinės patikros papildymas. Ji padės aiškiau pastebėti defektus, kurių iki šiol galėjote nepastebėti. Vis dėlto AXI ne visada reikalingas po reflow litavimo, tačiau atlikus šį bandymą, gausite kokybiškesnes plokštes ir sutaupysite išlaidų, kurios ateityje gali padidėti dėl nepastebėtų defektų. 

Be to, daugelis OEM taip pat reikalaujama rentgeno patikros, siekiant didesnio efektyvumo ir patikimumo. Taigi, naudodami AXI, galite atitikti griežtus standartus, kurių iš jūsų tikisi originalios įrangos gamintojai (OEM), ir pagerinti bendrą produkto našumą.

8 veiksmas: grandinės bandymas (IRT) ir funkcinis bandymas

Paskutinis žingsnis yra atlikti grandinės testavimas (IRT) arba funkcinis testas, kurio pagrindinis tikslas – patikrinti, ar grandinėje nėra nutrūkimų ir trumpųjų jungimų. Jis matuoja varžą, talpą ir induktyvumą, kad padėtų rasti komponentų defektus. IRT užtikrina, kad komponentai gerai veiktų po refliavimo litavimo.  

Kita vertus, funkcinis testas veikia kaip grandinės vidinio testo papildymas. Naudodami IRT galite išbandyti grandinių plokštes, nesvarbu, ar jos surinktos, ar plikos. Norint užtikrinti surinktų spausdintinių plokščių funkcionalumą ir kokybę, turite atlikti funkcinį testą. Būtent funkcinis testavimas padeda užtikrinti aukštą galutinių gaminių patikimumą.   

SMT projektavimo strategijos, skirtos pagerinti PCBA sąnaudų efektyvumą

Projektuojant SMT, reikia laikytis konkrečių strategijų. PCB surinkimasVadovaujantis šiomis projektavimo strategijomis, galėsite subalansuoti kokybę ir kainą. 

• Pati pirmoji strategija, kaip sumažinti išlaidas, yra pasirinkti įperkamą komponentą. Tačiau įsitikinkite, kad jis yra patikimas, geros kokybės ir prieinamas reikiamų dydžių. Tokiu būdu jūsų surinkimo procesas tampa lengvesnis, o gamyba vyksta sklandžiau.
  
• Projektuojant SMT, naudokite paviršinio montavimo, o ne kiauryminius tvirtinimo elementus. Šis pasirinkimas pašalina papildomus koregavimus ir leidžia sutaupyti laiko gamybos metu.
• Kita gera strategija – vengti tvirtinimo detalių, nes jos padidina surinkimo išlaidas. Vietoj jų maitinimo mikroschemose naudokite SMD plokštes su radiatoriais.
• Suplanuokite išdėstymą SMD Atidžiai sugrupuokite komponentus pagal jų paskirtį ir signalo srautą. Šis žingsnis sumažina surinkimo mašinų judėjimo atstumą ir padės pagreitinti gamybą.
• Apribokite SMD tipų skaičių savo projekte. Šis žingsnis palengvina pirkimą ir sumažina bendros atsargų valdymo sistemos poreikį.

Išvada

PCB SMT procesas leidžia sumažinti sąnaudas nepakenkiant kokybei. Laikydamiesi aukščiau aprašyto SMT surinkimo proceso, galite sumažinti gamybos sąnaudas. Minėti veiksmai padės sumažinti atliekas ir pagaminti gaminius be klaidų, o tai savo ruožtu padės sumažinti sąnaudas.