SMT 制造流程:PCB 设计师指南

介绍

对于 PCB 设计师来说,了解 SMT 制造工艺至关重要;电子行业在不断发展。在这里,您将了解 PCB 制造中涉及的四个关键工艺(例如印刷焊膏、检查、放置元件和回流焊接)对生产力和设计可靠性的影响。了解如何清理您的工作以及如何检查它。掌握 SMT 并丰富您的设计的专业知识。

什么是 SMT?

SMT
SMT

SMT 代表表面贴装技术。它是将元件直接部署在 PCB 表面上的方法。SMT 的使用提供了各种高精度和紧凑 布局 这将使先进和高效的电子设计成为可能。目前,SMT 在 PCB生产 因为它提高了板材的功能和耐用性。

SMT制造流程

SMT 组装过程非常谨慎且数学系统化,因此最终产品必须满足质量标准。这就是为什么每个步骤都会导致创建具有卓越性能和可靠性的高可靠性 PCB 组件。如果您了解所有这些步骤,那么它有助于做出正确的决策以实现更好的制造。

1. SMC 和 PCB 准备

SMT 制造的基本流程包括准备 SMC 和 PCB。检查所有部件和每块电路板是否合适和兼容,以满足对齐目标。将零件分组以形成组件组织,并保持准备区域的表面清洁,以防止污染 PCB。只要完成这些准备工作,组装时出错的概率就会很低。这些阶段准备工作的准确性很可能会在后续阶段取得成功。

2. 锡膏印刷

(SMT 制造工艺)焊膏印刷
(SMT 制造工艺)焊膏印刷

焊锡膏 印刷使用焊膏将元件连接到 PCB 焊盘上。焊膏仅通过设计更精确的模板应用于特定区域。由于每个阶段都需要精确度才能避免出现错误,因此适当的应用会直接影响连接的质量和可靠性。因此,需要焊膏印刷来制造优质的电路板和 PCB。

3. 焊膏检测(SPI)

(SPI)焊膏检测
(SPI)焊膏检测

焊膏检测可确保所载板上所涂焊膏正确且厚度正确。自动化设备通过焊膏高度过低、焊膏位置未正确对齐以及焊膏体积错误来量化缺陷数量。这些问题在初始规划期间已定义,以避免在某个时候发现自己存在连接问题。SPI 还提高了质量保证,并确保所有电路板都达到标准要求的性能水平。它提高了 PCB 在可靠性方面发挥最大性能的总体能力。

4. 元件放置

元件贴装是指将每个元件定位在印刷电路板上其唯一指定的焊盘上。高速贴装机可确保这些元件的贴装正确且紧密。这种自动化可以缩短生产过程,但准确性才是关键。元件的定位非常敏感,因为它决定了电触点和电路板的类型。元件的正确贴装可确保系统内相关电子电路的正常工作。

5. 回流焊

(SMT 制造工艺)回流焊接
(SMT 制造工艺)回流焊接

回流焊 通过连接或附着焊膏将元件的一部分永久固定在 PCB 上。电路板通过回流炉,该炉具有不同的温区, 温度。如果加热得当,连接会变得牢固,部件和电路板之间会形成良好的连接。因此,有必要进行回流焊接,以提高器件的可靠性和耐用性。 印刷电路板组件。良好的焊接可使电路板按预期的方式工作。

6. 清洁和检查

他们还在组装后清洁 PCB 以去除残留物并检查其是否有缺陷。清洁是为了洗掉剩余的助焊剂,同时检查显示组件连接是否有问题。目视和动手检查确保每块电路板质量良好且可以进行测试。它还有助于组装耐用性和功能补偿。在电路板进入组装前进行的预防性检查 测试 非常重要。

SMT制造工艺及在不同行业的应用

表面贴装技术(SMT) 为需要采用小型化设计、高可靠性和高性能印刷电路的行业提供重要价值。作为一种概念,SMT 将汽车行业与消费电子产品联系起来。它使制造商能够利用提高效率和小型化的趋势。责任和准确性构成了将 SMT 扩展为创新贡献者的动力。

汽车 产业应用

为了实现高性能的紧凑设计,汽车电子大量采用了 SMT。它还支持所有类型的复杂功能,包括传感和调节机制。

  • 汽车性能控制系统
  • 安全功能 ADAS 可协助驾驶员控制汽车的安全功能。
  • 安全气囊和制动系统传感器
  • 汽车信息系统和仪表板
  • 电动汽车电池管理系统

医疗设备制造

医疗设备制造
医疗设备制造

SMT 用于 医生 由于尺寸、形状、复杂性和微加工,它已成为设备领域的主流。它使诊断和监测设备的方法显著缩小,效率也更高。

  • 手持式数据采集设备(例如,血糖监测仪等便携式诊断仪器)。
  • 可穿戴设备中的健康监测
  • 这意味着技术;诸如心脏起搏器之类的植入式设备
  • 超声波机器和成像设备,包括计算机辅助诊断系统。
  • 智能温度计和智能脉搏血氧仪

电信

电信系统使用 SMT 建立高密度电路。它为支持更快、更可靠的通信网络和设备提供了保障。

  • 5G网络基础设施设备
  • 光纤收发器
  • 无线通信设备
  • 联络号码 通讯系统

消费类电子产品

消费类电子产品
消费类电子产品

SMT在电子元件小型化、高效化发展中发挥支撑作用 消费电子 产品,鼓励智能手机及相关可穿戴设备、智能家电市场创新。

  • 智能手机和平板电脑
  • 智能手表和可穿戴设备
  • 语音控制消费电子产品,包括智能家居恒温器、扬声器等。
  • 游戏、游戏机、控制器、笔记本电脑和台式电脑

SMT 制造工艺:优点和缺点

利与弊
利与弊

SMT 有很多优点,同时也有很多缺点。两者都可以帮助您做出基于决策者理性的明智决策。

SMT的优势

SMT 不仅有助于嵌入更多小型 PCB,还能节省空间和重量。这种特殊格式可以实现更高的封装密度,同时实现更高的生产率。它对人工输入的依赖性更小,因此比传统方法更准确、更快捷。它还有助于支持其他规格,这使得 SMT 对当代电子产品非常有用。它适用于大规模生产或设计高度复杂的地方。

SMT 的缺点

SMT 部件的坚固性较差,有时维修起来也比普通通孔部件更困难。该过程需要特殊工具,因此设置成本略高。SMT 不能用于高功率应用,因为高功率应用需要接头具有很大的机械强度。当我们亲自焊接 SMT 部件时,我们发现执行这一操作非常痛苦。但检查和测试也需要非常先进的仪器。

SMT 与 SMD

分类 SMT(表面贴装技术) SMD (表面贴装器件)
定义 在制造实体中将组件与 PCB 连接起来时所使用的技术。 这些由使用表面贴装技术 SMT 插入 PCB 上的物理部件组成。
目的 用于将电子电路安装在印刷电路板(即 PCB)上。 这些组件是为与 SMT 配合使用而开发的。
功能 通过使制造过程自动化来减少制造过程。 它为电子产品设计的紧凑形式和有效性提供了发展。
应用程序 这是一个直接连接 SMD 组件的过程,无需先将其焊接到另一个更宽的平台上。 SMD 包括 电阻, 电容器、集成电路等等;这些都是作为SMT的一部分使用的。
可修复性 这可能很有挑战性,因为它们很紧凑。 如果没有机器的帮助,描述和制造小型零件是很困难的。
尺码 采用集成电路使得PCB尺寸更小,从而实现PCB最小化。 这些比标准部件要小,例如通孔。

SMT制造过程中的常见问题及解决方案

影响 SMT 制造过程的常见问题包括焊接问题、定位和元件损坏。通过定期检查和仪器的无误操作,最终错误可以减少数倍。自动化流程还加强了标准化和一致性,同时减少了手动、监督松散的流程中容易发生的错误。

  1. 焊接 架桥:这是由于两个焊盘通过从另一个焊盘溢出的熔融焊料接触而引起的。通过实施定期检查并控制焊膏涂抹,可以解决此问题。
  2. 墓碑:在回流焊接工艺中,引线的一端会竖起来。在 SMT 中,尽管元件密度很高,但通过测量温度和实际放置方向的控制,可以减少这种常见缺陷。
  3. 组件错位:组件在放置时会走动;组件在放置时会走动。由于机器对准和控制的增强,这种故障会减少。

SMT 制造过程对环境的影响

SMT 制造是一种无污染工艺,不需要使用消耗性材料和能源。然而,制造过程中产生的电子废物和有害产品对环境有害。通过采取环保做法和考虑回收利用,可以将风险降至最低。

  1. 电子垃圾:当人们决定将 PCB 作为废物丢弃时就产生了电子垃圾。 可回收 以绿色方式购买的产品和使用的材料将有助于减少电子产品对环境的影响。
  2. 化学使用:焊接过程中使用的助焊剂等物质确实会对环境产生不利影响。为了最大程度地减少该领域的化学污染,我们已使用无铅和环保导电材料。
  3. 能源消费:SMT 装配线消耗大量能源。SMT 装配线的工作方式消耗大量能源。优化您的生产线并使用耗电量较少的设备以减少对环境的影响。

常见问题及解答

常见问题
常见问题

SMT 和通孔制造之间有什么区别?

SMT 代表表面贴装技术,通孔意味着已钻孔。

SMT 制造中可以使用哪些组件?

SMT 最具特征的元件是电阻器、电容器、集成电路和其他采用表面贴装的器件。

SMT制造过程中面临哪些挑战?

SMT 制造问题之一是放错位置、焊接问题以及 SMT 作为易碎部件的敏感性。

如何决定使用 SMT 还是 SMD?

它包括设计的技术规格、可用的组装空间、组装方式等方面的因素。

使用 SMT 生产的产品有多可靠?

使用 SMT 时,装配线的可靠性有时可能有点模糊。有质量保证和控制的产品将是可靠的,换句话说,产品将遵循既定的标准。

结语

如果 PCB 设计师希望项目结果高效、质量高,那么 SMT 制造的一般程序对于他来说至关重要。焊膏印刷、检查、元件放置、回流焊接和最终清洁方面的知识可增强您的设计选择。继续学习参与相关项目的最佳实践,以便在所有项目中取得最佳成果。

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