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SMT組裝：電子制造的精密工藝
發(fā)布時(shí)間：2024-12-10 點(diǎn)擊次數(shù)：227
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(wú)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(guò)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(diǎn)。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(jī)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(qiáng)。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(shí)，SMT 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(wú)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(dāng)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(guó)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(jiàn) SMT 技術(shù)的普及趨勢(shì)不可阻擋。
SMT組裝步驟：
一.印刷電路板生產(chǎn)：
設(shè)計(jì)印刷電路板，通過(guò) CAD 軟件繪制并標(biāo)注元器件位置和連接。專(zhuān)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(gè)部分，準(zhǔn)確標(biāo)注元器件的位置和連接線路。這一過(guò)程需要高度的精確性和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，因?yàn)槿魏五e(cuò)誤都可能在后續(xù)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中導(dǎo)致嚴(yán)重的問(wèn)題。例如，一個(gè)錯(cuò)誤的連接標(biāo)注可能會(huì)使電子元件無(wú)法正常工作，影響整個(gè)電子產(chǎn)品的性能。
制作電路板原型進(jìn)行測(cè)試。制作電路板原型是為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。在這個(gè)階段，工程師會(huì)對(duì)原型進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)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(jì)，通過(guò)制作原型進(jìn)行測(cè)試，可以發(fā)現(xiàn)并解決約 70% 的設(shè)計(jì)問(wèn)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(dāng)設(shè)計(jì)和測(cè)試電路板原型后，將準(zhǔn)備好的電路板文件提交給專(zhuān)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(jì)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(jìn)行元器件準(zhǔn)備工作，分類(lèi)并保持清潔度。在貼裝元器件之前，需要對(duì)元器件進(jìn)行準(zhǔn)備工作。首先，根據(jù)元器件的不同類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，以便在貼裝過(guò)程中能夠快速準(zhǔn)確地找到所需的元器件。同時(shí)，要保持良好的清潔度，避免灰塵和雜質(zhì)對(duì)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(cuò)誤率。
在自動(dòng)貼裝機(jī)控制下，將元器件貼裝在劃分好的位置。自動(dòng)貼裝機(jī)是 SMT 組裝的關(guān)鍵設(shè)備之一。它在計(jì)算機(jī)的控制下，利用真空移液器自動(dòng)從托盤(pán)或卷盤(pán)上取下元器件，并根據(jù)精確的預(yù)編程 XY 坐標(biāo)將其貼裝在電路板上的正確位置。一些先進(jìn)的自動(dòng)貼裝機(jī)每小時(shí)可裝配多達(dá) 25,000 個(gè)零件，大大提高了生產(chǎn)效率。
三.焊接：分為手工焊接和自動(dòng)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(yàn)，能夠準(zhǔn)確地控制焊接溫度和時(shí)間，以確保焊接質(zhì)量。自動(dòng)焊接則適用于大批量生產(chǎn)，它可以通過(guò)回流焊或波峰焊等工藝，將電子元件與印刷線路板快速、準(zhǔn)確地連接固定。例如，回流焊工藝是目前最常用的自動(dòng)焊接方法之一，它將電路板放置在氮?dú)鈿夥罩?，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(cè)和測(cè)試：采用目視檢測(cè)、AOI 檢測(cè)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(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)和測(cè)試。目視檢測(cè)是一種簡(jiǎn)單而直觀的檢測(cè)方法，操作人員通過(guò)肉眼觀察電路板上的元器件是否正確焊接、有無(wú)缺件、錯(cuò)件等問(wèn)題。然而，目視檢測(cè)的主觀性較強(qiáng)，容易出現(xiàn)漏檢和誤檢。因此，通常還會(huì)采用 AOI 檢測(cè)等自動(dòng)化檢測(cè)方法。AOI 檢測(cè)系統(tǒng)使用多臺(tái)攝像機(jī)自動(dòng)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(jìn)行比較，能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出元器件的位置、大小及焊接質(zhì)量等問(wèn)題。對(duì)于不合格的電路板，需要及時(shí)進(jìn)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(jì)，采用 AOI 檢測(cè)等自動(dòng)化檢測(cè)方法可以將不良品率降低至 1% 以下。
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