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SMT-Fertigung: Der ultimative FAQ-Leitfaden

Inhaltsverzeichnis

Ich weiß, Sie fragen sich wahrscheinlich, worum es bei der SMT-Fertigung überhaupt geht.

In diesem Leitfaden erfahren Sie alles über die SMT-Fertigung.

Lesen Sie also weiter, um mehr zu erfahren.

Was ist SMT-Fertigung?

SMT [Oberflächenmontagetechnologie] Bei der Herstellung handelt es sich um einen Prozess, bei dem elektrische Teile direkt auf die Oberfläche von Leiterplatten (Leiterplatten) gelötet werden.

Das elektronische Teil, das Sie per SMT-Fertigung montieren, wird als SMD [Surface Mount Device] bezeichnet.

Die SMT-Fertigung erweist sich als einfach, kostengünstig und effizient, da keine Leitungen durch die Leiterplatten geführt werden müssen.

SMT-Fertigung

SMT-Fertigung

Was ist der Prozess hinter der SMT-Herstellung?

Hier sind die Schritte, die Sie bei der SMT-Fertigung durchführen müssen:

Design der Leiterplatte

Der erste Schritt bei der SMT-Fertigung beginnt mit dem Entwurf und der Vorbereitung des Layouts für die Leiterplatte.

Dazu gehört die Arbeit am Layout der SMT-Leiterplatten mithilfe verschiedener CAD-Paketsoftware.

Zu der Software, die Sie verwenden können, gehören EagleCAD, KiCAD, EasyEDA, TinyCAD usw.

Dateivorbereitung

In dieser Phase werden die grundlegenden PCB-Dateien vorbereitet, um sicherzustellen, dass der SMT-Herstellungsprozess reibungslos abläuft.

Außerdem richten Sie die für den SMT-Fertigungsprozess notwendigen Maschinen ein.

Zu den Beispielen für die Herstellung von SMT-Leiterplatten gehören:

1. Stücklistendatei

Die Stückliste [BoM] ist eine Liste aller elektronischen Teile, die Sie bei der SMT-Fertigung beim PCB-Layout verwenden werden.

2. Gerber-Dateien

Diese Datei enthält wichtige Informationen zu Ihrer Leiterplatte.

Beispiele für Informationen sind Abstandsinformationen, PCB-Layoutinformationen, Leiterbahnen, Schichtinformationen usw.

3. PNP- oder CPL-Dateien

Pick and Place [PNP] oder Component Placement List [CPL] sind wichtig, da Maschinen damit die genaue Platzierung elektronischer Komponenten bestimmen.

Prüfung von PCB-Material

In dieser Phase werden oberflächenmontierte Komponenten und die Leiterplatte untersucht.

Dabei geht es darum, festzustellen, ob das PCB-Design Fehler oder Mängel aufweist.

Neben der Auswertung der Materialien bereiten Sie auch die vor PCB-Schablonen.

Schablonen sorgen für eine genaue Positionierung beim Lotpastendruck.

Die Techniker erstellen die Schablonen entsprechend der Position der Lötpads im Design des SMT-Leiterplattendesigns.

Drucken von Lötpaste

Lotpaste ist normalerweise eine Mischung aus Zinn und Flussmittel.

In dieser Phase verwenden Sie Lotpaste, um oberflächenmontierte Komponenten und Lötpads auf Leiterplatten zu verbinden.

Außerdem unterstützen Sie Rakel und Schablonen bei diesem Vorgang.

Der Lotpastendruck ist eine beliebte Methode beim Lotpastendruck.

Allerdings erfreut sich der Jet-Druck bei groß angelegten SMT-Fertigungsprozessen immer größerer Beliebtheit.

Platzierung von SMC-Teilen

Mehrere SMT-Herstellungsprozesse erfordern den Einsatz von Bestückungsautomaten.

Diese Maschinen verwenden Greifdüsen oder Vakuumsysteme, um die elektronischen Komponenten an genauen Stellen auf den Leiterplatten aufzunehmen und zu platzieren.

Außerdem arbeitet diese Maschine mit hoher Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit.

Anschließend durchlaufen die Leiterplatten Pre-Reflow-Maschinen zur automatischen optischen Inspektion (AOI).

Die Inspektionsphase stellt sicher, dass alle Teile sicher und genau auf der Leiterplatte platziert sind, bevor das Reflow-Löten durchgeführt wird.

Reflow-Löten

In diesem Zustand durchlaufen Sie die SMT-Leiterplatte einen Reflow-Lötprozess.

Die Maschine stellt alle Lötverbindungen zwischen der Leiterplatte und den oberflächenmontierten Komponenten her.

Dieser Vorgang erfolgt, indem die Maschine die gesamte Baugruppe auf geeignete Temperaturniveaus erhitzt.

Automatisierte optische Inspektion nach dem Reflow-Prozess

Sobald Sie den Reflow-Lötprozess abgeschlossen haben, wird die Leiterplatte einer zweiten automatischen optischen Inspektion unterzogen.

Dadurch soll sichergestellt werden, dass nach dem Reflow-Lötprozess keine Fehler auftreten.

Es wird auch festgestellt, ob die Lötverbindungen von guter Qualität sind.

Reinigung

Dies ist der letzte Schritt, den Sie während der SMT-Fertigung durchführen.

Dabei werden Tücher mit Isopropylalkohol verwendet, um Rückstände von den Leiterplatten zu entfernen.

Welche Branchen werden SMT-Fertigung anwenden?

Der Trend bei elektronischen Produkten geht dahin, sie bequem, modisch, elegant und einfach zu tragen zu machen.

Da die elektronischen Komponenten außerdem immer kleiner werden, müssen sie intelligent und funktional sein.

Hier sind einige Bereiche, in denen SMT-Fertigung zum Einsatz kommt:

Halbleiterindustrie

In der Vergangenheit waren SMT-Fertigung und Halbleiter unabhängig voneinander, werden aber in die moderne Welt integriert.

Fortschrittliche Verpackungstechnologien integrieren die Produktion von Halbleitern und die SMT-Fertigung.

Die Halbleiterverpackungsindustrie setzt bei der Montage passiver Teile auf die SMT-Fertigung.

Anschließend nutzen sie Halbleiter-Die-Bonds zur Montage der Chips für die komplette SIP-Herstellung.

LED-Lichtindustrie

Es gibt viele LED-Produkte um uns herum und die LED-Beleuchtungsindustrie übernimmt die SMT-Fertigung.

Außerdem werden Sie die LEDs in Straßenlaternen, LED-Panels, Lichtbändern usw. verwenden.

Darüber hinaus sind sie erschwinglich und energiesparend.

Automobilelektronikindustrie

Immer mehr elektronische Produkte werden elektronisch, da die Arbeiten kontinuierlich voranschreiten.

Außerdem verbessert sich der Lebensstandard vieler Menschen, wodurch viele Familien Autos für den täglichen Gebrauch erwerben.

Außerdem werden Autos immer intelligenter.

Elektronische Systeme im Automobil finden ihre Anwendung im Radio, in Unterhaltungsgeräten, in der Telematik usw.

Mehrere Automobilindustrien nutzen die SMT-Fertigung, um reibungslose Massenproduktionsprozesse zu ermöglichen.

Darüber hinaus trägt die SMT-Fertigung dazu bei, Kosten zu sparen und gleichzeitig die Qualität der Autos zu verbessern.

Intelligente Industrien für Zuhause und Arbeit

Mehrere Branchen nutzen die SMT-Fertigung, um intelligente Haussteuergeräte wie Einbruchmeldeanlagen, Gasleckgeräte, intelligente Beleuchtungssteuerung usw. herzustellen.

Produktionsindustrie für Unterhaltungselektronik

Die SMT-Fertigung spielt eine entscheidende Rolle bei der Großserienfertigung elektronischer Konsumgüterkomponenten.

Zu diesen Produkten gehören Videospiele, Fernsehgeräte, Waschmaschinen, Computer, Remote-Systeme usw.

Mit welchen Kontrollmethoden können Sie Fehler in der SMT-Fertigung verhindern?

Das Hauptanliegen bei der zunehmenden SMT-Fertigung besteht darin, sicherzustellen, dass elektronische Produkte zuverlässig bleiben und eine angemessene Leistung erbringen.

Die SMT-Fertigung gewährleistet zudem die Langlebigkeit der Entwicklung elektronischer Produkte.

Prozesskontrollsysteme müssen vorhanden sein, um praktische Herstellungsanforderungen sicherzustellen, die standardisierte, angemessene und regulierende Prozesse gewährleisten.

Im gesamten Herstellungsprozess müssen strenge Kontrollprozesse durchgeführt werden, da dadurch Qualitätsprobleme rechtzeitig aufgedeckt werden.

Dies trägt dazu bei, Verluste und die Anzahl abgelehnter Produkte aufgrund einer Disqualifikation zu minimieren.

Aus diesem Grund ist es wichtig, Prozesskontrollmethoden während der SMT-Herstellung durchzuführen.

Die SMT-Fertigung umfasst das Drucken von Lotpaste, die Platzierung von Komponenten und Reflow-Lötschritte.

Um eine hohe Zuverlässigkeit zu erreichen, müssen Sie in allen Phasen Prozesskontrollmaßnahmen implementieren.

Methode zur Steuerung des Lotpastendruckprozesses

Stellen Sie sicher, dass Sie alle PCB-Chargen prüfen, bevor Sie die Lotpaste drucken.

Zu den Prüfpunkten gehören das Auftreten von Verformungen, Oxidation auf den Pads, die Glätte des Drucks sowie das Auftreten von Kurzschlüssen, Kratzern und Freilegung auf der Leiterplattenoberfläche.

Untersuchen Sie den gesamten SMT-Herstellungsprozess von Anfang bis Ende.

Tragen Sie beim Umgang mit den Brettern Handschuhe und stellen Sie sicher, dass die Sichtprüfung in den richtigen Abständen und Winkeln erfolgt.

Stellen Sie sicher, dass Sie die Lötpaste genau überwachen, die Verwendung überfälliger Lötpaste vermeiden und gute Lötpaste in Kühlschränken oder Kühlschränken aufbewahren.

Sobald Sie die Lotpaste geöffnet haben, verbrauchen Sie sie innerhalb von 7 Tagen und stellen Sie sicher, dass Sie unter geeigneten Umgebungsbedingungen arbeiten.

Stellen Sie außerdem sicher, dass ein geeigneter Lotpastendruck unter den folgenden Anforderungen erfolgt:

  1. Vollständiger Druck
  2. Vermeiden Sie Brückenbildung
  3. Keine Abweichungen beim Drucken
  4. Glatte und gleichmäßige Druckdicke

Methode zur Steuerung des Chipmontageprozesses

Ein Chip-Bestücker kann Teile durch Aufnahme-, Positionierungs-, Bewegungs- und Platzierungsstufen präzise und schnell auf Pads platzieren.

Zu den Montageanforderungen gehören unter anderem:

  1. Benutzen Sie alle oberflächenmontierten Geräte sorgfältig und ausreichend
  2. Vermeiden Sie die Wiederholung von Fehlern durch die Kombination von Einspeisern und Aufputzgeräten
  3. Bearbeiten Sie das Programm genau und stellen Sie sicher, dass es den Programmieranforderungen entspricht
  4. Debuggen Sie den Chipmontierer vor der Chipmontage und beheben Sie Ausfälle während der SMT-Herstellung rechtzeitig

Hier sind einige Maßnahmen, die Sie ergreifen können, um Chip-Montagefehler zu beheben:

  1. Analysieren Sie den Betriebsablauf des Chipmontagegeräts und identifizieren Sie die Logik innerhalb der Übertragungskomponenten
  2. Klären Sie Betriebsabläufe vor Mängeln
  3. Untersuchen Sie die Fehlerredundanz, um festzustellen, ob sie zu bestimmten Zeiten auftritt
  4. Klären Sie Fehler, um zu verstehen, ob sie bei oberflächenmontierten Geräten oder Komponentenzuführungen auftreten
  5. Stellen Sie nach deren Klärung fest, ob Mängel an festen Stellen auftreten

Methode zur Steuerung des Reflow-Lötprozesses

Das Reflow-Löten sollte diese Anforderungen erfüllen:

  1. Vermeiden Sie Vibrationen an Transportbändern während des Reflow-Lötprozesses
  2. Passen Sie die Reflow-Richtung an das PCB-Design an
  3. Stellen Sie geeignete Temperaturniveaus für das Reflow-Löten ein und führen Sie in bestimmten Abständen Tests durch

Wie funktioniert eine SMT-Maschine?

Beim Platzieren elektronischer Bauteile auf Leiterplatten arbeitet die Maschine automatisch.

Im Vergleich zur Thru-Hole-Technologie werden SMT-Bauteile ohne Löten direkt auf der Oberfläche der Leiterplatte platziert.

Außerdem arbeitet die SMT-Maschine schnell und präzise.

Die SMT-Fertigung umfasst einen Kopf und einen Arm, die alle Rohre, Spulen, Teile usw. erreichen.

Die Maschine nimmt das oberflächenmontierte Bauteil auf und platziert es präzise auf der Leiterplatte.

Darüber hinaus verfügt die Maschine über Vakuumköpfe, die die elektronischen Teile aufnehmen, bevor sie präzise auf der Leiterplatte platziert werden.

Sie sind allgemein als Pick-and-Place-Maschinen bekannt.

Außerdem entnehmen sie einzelne Bauteile aus Rollenmagazinen und platzieren sie auf blanken Leiterplatten.

Darüber hinaus müssen Sie die Maschine genau programmieren, um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß funktioniert und ein qualitativ hochwertiges Finish gewährleistet.

Was sind die Vorteile der SMT-Fertigung?

Zu den Vorteilen zählen folgende:

Präzise Komponentenplatzierung

Die Oberflächenspannung des Lots zwingt elektronische Teile dazu, sich mit den Lotteilen zu verbinden, wodurch Fehler bei der Platzierung minimiert werden.

Kosten

Da die oberflächenmontierbaren Geräte kleiner sind, müssen Sie bei der THT-Fertigung weniger ausgeben als bei der Verwendung größerer Teile.

Flexibilität im Design

Um die Funktionalität der Leiterplatte zu erweitern, können Sie SMT- und THT-Fertigung kombinieren.

EMV-Kompatibilität

Kleine Teile mit geringer Bleiinduktion ermöglichen es Ihnen, kleine Strahlungsschleifenbereiche zu erreichen und so eine geeignete elektromagnetische Verträglichkeit zu erreichen.

Fertigungsautomatisierung

Da das Design und die elektronischen Komponenten standardisiert sind, können Sie den Herstellungsprozess automatisieren.

Schnelle Produktionseinrichtung

Da Sie bei der Montage kein Bohren in die Leiterplatte vornehmen müssen, sparen Sie beim Montagevorgang mehr Zeit.

Hohe Streckengeschwindigkeiten

Durch die SMT-Fertigung können Sie hohe Schaltungsgeschwindigkeiten erreichen, die von den meisten Herstellern als vorteilhaft bescheinigt werden.

Geringe Induktion oder Widerstand

Die Hochfrequenzleistung minimiert die Folgen ungeeigneter HF-Signale.

Produktionsgeschwindigkeiten

Die SMT-Fertigung erhöht die Produktionsgeschwindigkeit, da das Bohren entfällt oder reduziert wird und die Rüstzeit verkürzt wird.

Multitasking

Hochwertige Elektronikteile sind äußerst vielseitig.

Qualität und Quantität

Es besteht die Möglichkeit, elektronische Bauteile auf beiden Seiten der Leiterplatte zu platzieren und so für jedes Teil mehrere Anschlüsse anzubieten.

Das bedeutet, dass Sie in Geräten einige Leiterplatten benötigen.

Selektives Löten

Es ist möglich, das Löten individuell anzupassen, da Sie zum Befestigen von Bauteilen Lötkleber verwenden können.

Stabilität

Die SMT-Fertigung bietet mehr Stabilität und gewährleistet eine bessere Leistung in Vibrations- oder Erschütterungsumgebungen.

Was sind die Nachteile der SMT-Fertigung?

Zu den Nachteilen gehören die folgenden:

  • Für alleinige Bauteilbefestigungen bei regelmäßiger mechanischer Beanspruchung ungeeignet
  • Beschädigung der Lötverbindung durch Verkleben von Vergusskomponenten durch Temperaturwechsel
  • Viele SMT-Komponentenpakete können nicht in Sockets installiert werden
  • Kleinere Komponenten erfordern kryptische und kleinere Markierungen, da sie eine geringere Oberfläche haben als Komponenten mit Durchgangsloch
  • Leicht zu brechen
  • Erzeugen Sie kleine Leistung
  • Die hohen Anschaffungskosten der Ausrüstung
  • Bei der Installation können Komponenten leicht herunterfallen oder beschädigt werden
  • Es ist schwierig, eine visuelle Inspektion durchzuführen, was die Prüfung erschwert
  • Die geringe Größe und die verschiedenen Arten von Lötverbindungen erschweren den Inspektionsprozess
  • Hohe Lernkosten aufgrund der technischen Komplexität
  • Es ist nicht möglich, Teile zu montieren, die mehr Wärme oder hohe elektrische Lasten erzeugen, da das Lot bei diesen Temperaturen schmilzt

Wie sind SMT-Fertigung und SMD-Fertigung im Vergleich?

Unter der SMT-Fertigung (Surface Mount Technology) versteht man die Technik zur Platzierung elektronischer Komponenten wie z oberflächenmontierte Geräte auf einer Leiterplatte.

SMT-Fertigung
SMT-Fertigung

Bei der SMT-Herstellung werden präzise Lotpastenmengen auf der Leiterplatte verwendet.

Anschließend montiert ein Bestückungsautomat das oberflächenmontierte Gerät auf der Leiterplatte.

Ein oberflächenmontiertes Gerät (SMD) ist eine elektronische Komponente, die Sie mithilfe der Oberflächenmontagetechnologie auf der Oberfläche einer Leiterplatte platzieren.

SMD-Fertigung
SMD-Fertigung

Wie sind SMT-Fertigung und THT-Fertigung im Vergleich?

Bei der SMT-Fertigung werden verschiedene Arten von oberflächenmontierten Bauteilen auf der Oberfläche einer Leiterplatte platziert.

SMD-Fertigung
SMD-Fertigung

Dabei wird eine Lötpaste verwendet, die eine Verbindung zwischen den Pads und den Bauteilen herstellt.

Durchgangsbohrtechnik Bei der [THT]-Herstellung handelt es sich um den Prozess des Einsetzens von Komponentenleitungen in vorgebohrte Löcher in einer Leiterplatte.

Anschließend löten Sie die Anschlüsse auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte mit Geräten wie Lötkolben oder Wellenlötverfahren.

Die Geräte, die Sie bei der SMT-Fertigung verwenden, sind kleiner als die bei der THT-Fertigung.

Außerdem können Sie bei der SMT-Fertigung Komponenten auf beiden Seiten einer Leiterplatte platzieren, was bei der THT-Fertigung nicht möglich ist.

THT-Herstellung

THT-Herstellung

Was ist der SMT-Herstellungslötprozess?

Beim SMT-Herstellungslötprozess wird eine halbfeste Paste verwendet, die feines Lot und Flussmittel enthält.

Dadurch entsteht eine Lotpaste, die Sie auf die Lötpads von Leiterplatten auftragen.

Darüber hinaus können Sie die Lotpaste mithilfe von Schablonen im Siebdruckverfahren mit Siebdruckern mit oberflächenmontierter Technologie auftragen.

Nachdem Sie die Lotpaste auf die Leiterplatte aufgetragen haben, übergeben Sie die Platine an ein Bestückungsgerät.

Das Pick-and-Place-Gerät nimmt die oberflächenmontierten Geräte auf und platziert sie präzise auf der Leiterplatte.

Sobald die Maschine den Prozess der Platzierung der Komponenten auf der Platine abgeschlossen hat, bewegt sich die Leiterplatte in den Reflow-Lötofen.

Der Reflow-Lötofen enthält verschiedene Kammern, durch die die Platine geführt wird.

In der ersten Kammer, der Vorheizzone, erhöht der Ofen die Temperatur der Komponenten und der Platine schrittweise und gleichmäßig.

Dieser Vorgang erfolgt in kleinen Schritten, um zu verhindern, dass sich aufgrund eines Temperaturschocks Risse auf der Leiterplatte bilden.

Anschließend gelangt die Leiterplatte in die Hochtemperaturzone.

Hier schmilzt die hohe Temperatur die Lotpaste und verlötet so die Anschlüsse der Komponenten mit den Leiterplatten-Pads.

Die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lots hilft dabei, die Komponenten an der richtigen Stelle zu halten.

Außerdem richtet die Oberflächenspannung die Teile automatisch auf ihren jeweiligen Pads aus.

Anschließend wird die Leiterplatte einem Kühlprozess unterzogen, um Schäden an den Bauteilen und der Platine zu verhindern.

Welche Löttechniken können Sie bei der SMT-Fertigung verwenden?

Die verschiedenen Löttechniken, die Sie verwenden können, umfassen Folgendes:

  • Dampfphasen-Reflow-Löten
  • Infrarot-Reflow-Löten
  • Heißgas-Konvektionslöten

Welche Arten der SMT-Fertigung gibt es?

Es gibt drei Arten der SMT-Fertigung, nämlich Typ I, Typ II und Typ III.

Außerdem kann es sich entweder um aktive oder passive oberflächenmontierte Komponenten handeln.

Darüber hinaus umfassen sie sowohl oberflächenmontierte Bauteile (SMDs) als auch durchkontaktierte Bauteile (THT).

  • Typ-I-Oberflächenmontagetechnologie

Bei diesem Montagetyp finden Sie ausschließlich oberflächenmontierbare Komponenten.

Außerdem kann die Baugruppe entweder als doppelseitige oder einseitige Leiterplatte vorliegen.

  • Typ-II-Oberflächenmontagetechnologie

Diese Montageversion umfasst sowohl Montagemethoden vom Typ I als auch vom Typ III.

Außerdem fehlen aktive oberflächenmontierte Geräte auf der Unterseite, es können aber diskrete Mengen an SMDs auf der Unterseite vorhanden sein.

  • Typ-III-Oberflächenmontagetechnologie

Diese Montagemethode umfasst diskrete Mengen an oberflächenmontierbaren Komponenten, die Sie auf die Unterseite kleben.

Welche elektronischen Komponenten werden Sie in der SMT-Fertigung verwenden?

Zu den beiden Arten elektronischer Komponenten gehören aktive und passive oberflächenmontierte Teile.

Passive elektronische Komponenten

Diese Komponenten bieten keine zusätzliche Leistungsverstärkung für das Gerät oder die Leiterplatte.

Sie nutzen eine einfachere Oberflächenmontagetechnologie und sind in zylindrischer oder rechteckiger Form erhältlich.

Darüber hinaus gibt es passive oberflächenmontierte Kondensatoren und Widerstände in unterschiedlichen Größen für unterschiedliche Anwendungen.

Es gibt zwei Haupttypen von oberflächenmontierbaren diskreten Widerständen:

  1. Dünnschichtwiderstände zur Oberflächenmontage
  2. Dicke Widerstände zur Oberflächenmontage

Zu den anderen Typen gehören:

  1. Widerstandsnetzwerke
  2. Keramik-Kondensatoren
  3. Tantalkondensatoren
  4. Rohrförmige Komponenten

Aktive elektronische Komponenten

Zu den zwei Hauptkategorien aktiver oberflächenmontierter Komponenten gehören:

1. Keramische bleihaltige Chipträger

Es gibt sie in nachgeleiteten und vorgeleiteten Varianten.

Vorbedrahtete Versionen verfügen über Befestigungen aus einer Kupferlegierung, während bei nachbedrahteten Versionen die Anschlüsse an Zinnen aus bleifreien Keramikchipträgern befestigt sind.

Keramischer Bleichipträger
Keramischer Bleichipträger

2. Bleifreie Keramikchipträger

Diese Chipträger haben keine Anschlüsse, verfügen aber über vergoldete Anschlüsse, die ihnen den Betrieb bei hohen Frequenzen ermöglichen.

Bleifreier Keramikchipträger
Bleifreier Keramikchipträger

Die anderen Variationen umfassen:

  1. Kleine Transistoren [SOT]
  2. Oberflächenmontierte Gerätegehäuse aus Kunststoff
  3. Integrierter Schaltkreis mit kleinem Umriss [SOIC]
  4. Kunststoffbedrahtete Chipträger [PLCC]
  5. Ball Grid Array [BGA]
  6. Kleine Outline-J-Pakete [SOJ]
  7. Fine-Pitch-Pakete

Welche Größen gibt es für den Lotpastendruck in der SMT-Herstellung?

Die gängigsten Pulvergrößen für Lotpasten in der SMT-Herstellung sind die Typen 3 [T3], 4 [T4] und 5 [T5].

Außerdem haben größere Partikelgrößen im Lotpulver einen geringeren Zahlenwert.

Was sollten Sie bei der Dimensionierung von Lötgittern für die SMT-Fertigung beachten?

Es ist schwierig, Öffnungen mit geeigneten Lotpastenmengen zu füllen, da Gehäuse, Teile und Lötverbindungen mit der Zeit kleiner werden.

Außerdem besteht eine erhöhte Nachfrage nach Lotpulvern vom Typ 4 und 5, da Lotpaste vom Typ 3 für präzise und reproduzierbare Fine-Pitch-Teile geeignet ist.

Beispielsweise fällt Lotpaste vom Typ 3 durch eine 325er-Siebmasche, aber nicht durch eine 500er-Siebmasche, daher die Terminologie -325+500.

Was sind die Phasen des Reflow-Lötens in der SMT-Herstellung?

Die Schritte innerhalb einer Reflow-Lötmaschine in der SMT-Fertigung umfassen Folgendes:

Lötofen

Nachdem Sie die elektronischen Komponenten auf den Leiterplatten platziert haben, legen Sie sie in einen Reflow-Lötofen.

Vorheizzone

Dies ist die erste Zone, die die Leiterplatte im Reflow-Lötofen passiert.

Die Vorwärmzone sorgt dafür, dass die Temperatur der Leiterplatte und der elektronischen Komponenten gleichzeitig ansteigt.

Die Temperaturschwankungsrate in dieser Zone beträgt 1℃ bis 2℃ pro Sekunde.

Dieser Anstieg setzt sich allmählich fort, bis die Temperatur zwischen 140℃ und 160℃ erreicht.

Einweichphase

Sobald Sie die Leiterplatte vorgeheizt haben, befindet sie sich in der Einweichphase im Reflow-Lötofen.

Dies geschieht bei einem Temperaturniveau zwischen 140℃ und 160℃ für etwa 60 bis 90 Sekunden.

Reflow-Zone

Die Leiterplatte bewegt sich dann in eine Zone, in der die Temperatur stetig mit einer Geschwindigkeit von 1℃ und 2℃ pro Sekunde ansteigt.

Außerdem steigt die Temperatur auf 210℃ bis 230℃.

Dadurch wird sichergestellt, dass das Zinn in der Lötpaste schmilzt und alle Komponentenleitungen mit den Leiterplattenpads verbunden werden.

Darüber hinaus trägt das geschmolzene Lot dazu bei, die Oberflächenspannung aufrechtzuerhalten und so die elektronischen Komponenten an Ort und Stelle zu halten.

Kühlzone

In dieser Phase gefriert das Lot nach dem Verlassen der Heizzone.

Der Zweck der Kühlzone besteht darin, sicherzustellen, dass keine Verbindungsfehler entstehen.

Können Nachbearbeitungsprozesse in der SMT-Fertigung durchgeführt werden?

Ja, Sie können defekte oberflächenmontierte Geräte mit Lötkolben oder berührungslosen Nachbearbeitungsgeräten reparieren.

Nacharbeitssysteme sind eine geeignete Option, da SMD-Operationen mit Lötkolben Fachkenntnisse erfordern und selten realisierbar sind.

Durch die Überarbeitung werden einige maschinell oder von Menschen verursachte Fehler auf der Platine korrigiert.

Darüber hinaus umfasst es die folgenden Schritte:

  • Schmelzen der Lotpaste und Entfernen des oberflächenmontierten Bauteils
  • Restlot entfernen
  • Drucken von Lotpaste auf die Leiterplatte, entweder durch Dispensieren oder direkt
  • Platzierung neuer Teile und anschließendes Umschmelzen

Es gibt zwei berührungslose Löt- bzw. Entlötverfahren: Heißgaslöten und Infrarotlöten.

Infrarotlöten

Dabei stammt die Energie, die die Lötstellen erwärmt, aus kurz- oder langwelliger Infrarot-EM-Strahlung.

Zu den Vorteilen dieser Art gehören:

  1. Benötigt keine Druckluft
  2. Einfach einzurichten
  3. Schnelle Reaktion der Infrarotquelle
  4. Geringe Kosten, da keine spezielle Düse für unterschiedliche Bauteilgrößen und -formen erforderlich ist

Einige Nachteile sind:

  1. Umliegende Gebiete erhalten weniger Wärme als zentrale Gebiete
  2. Reflow-Atmosphäre ist nicht möglich
  3. Die Albedo elektronischer Komponenten bestimmt die Oberflächentemperatur, da dunkle Oberflächen schneller erhitzt werden als helle Oberflächen
  4. Es ist schwierig, die Temperaturen zu kontrollieren und es kann zu Spitzen kommen
  5. Die Form der Oberfläche bestimmt die Temperatur
  6. Um zu verhindern, dass umliegende Komponenten beschädigt werden, müssen Sie diese abschirmen, was zeitaufwändig ist

Heißgaslöten

Bei dieser Methode überträgt heißes Gas die Energie, die Sie zum Erhitzen der Lötstellen benötigen.

Zu den Vorteilen des Heißgaslötens gehören:

  1. Es simuliert die Atmosphäre von Reflow-Öfen
  2. Andere Systeme ermöglichen den Wechsel zwischen Stickstoff und Heißluft
  3. Es ermöglicht Ihnen, den Zielbereich gleichmäßig zu erwärmen
  4. Effizientes Heizen, da große Wärmeleistungen übertragen werden können
  5. Die Komponententemperatur überschreitet niemals die eingestellte Gastemperatur
  6. Schnelle Verarbeitung und Zuverlässigkeit mit Standard- und Sonderteildüsen
  7. An den Lötstellen bilden sich kleine Körner, da sie nach dem Reflow-Prozess schnell abkühlen

Die Einschränkung besteht darin, dass die thermische Leistungsfähigkeit des Wärmeerzeugers mit langsamen Reaktionen einhergeht, wodurch thermische Profile verzerrt werden können.

Welche Ausrüstung werden Sie in der SMT-Fertigungslinie verwenden?

Diese umfassen:

  • Maschine auswählen und platzieren

Diese Maschine nimmt die Komponenten auf und platziert sie präzise auf den Pads der Leiterplatten.

  • Lotpastenmischer

Diese Maschine mischt Lotpaste und Pulver gleichmäßig.

Es trägt außerdem dazu bei, geeignete Reflow- und Druckeffekte sowie standardisierte Funktionalitäten zu erzielen und Arbeitsaufwand zu sparen.

  • Backofen

Diese Maschine backt Leiterplatten, entfernt Feuchtigkeit und steht am Ende der SMT-Fertigungslinie.

  • SMT-Lader

Diese Maschine platziert Leiterplatten automatisch in Lotdruckmaschinengestellen.

  • Gerät zum Drucken von Lötpaste

Diese Maschine druckt Lotpaste auf unbestückte Leiterplatten und befindet sich vor der Bestückungsmaschine in der SMT-Fertigungslinie.

  • Lotpasten-Inspektionsmaschine

Dieses Gerät prüft die Fläche, Dicke und das Verteilungsvolumen der Lotpaste, die Sie auf Leiterplatten drucken.

  • Reflow-Maschine

Diese Maschine ist für das Schmelzen des Lots zwischen den Pads und den elektronischen Teilen verantwortlich.

Es kühlt sie auch nach dem Verlassen des Reflow-Ofens ab, um geeignete elektrische Verbindungen herzustellen.

  • Automatisierte optische Inspektion

Dieses Gerät erkennt Fehler an Teilen vor und nach dem Reflow-Lötprozess.

  • Docking-Einheit

Dieses Gerät verbindet verschiedene Geräte in der SMT-Fertigungslinie.

  • SMT-Entlader

Sie empfangen und lagern Leiterplatten nach dem Reflow-Löten.

Was sind einige Trends in der SMT-Fertigung?

Bei mehreren Geräten geht der Trend hin zu kleinen, leichten und hochzuverlässigen Leiterplatten.

Die SMT-Fertigung unterstützt diesen Prozess, da kleine Teile verwendet werden können.

Einige Fortschritte umfassen höhere Geschwindigkeiten, die Entwicklung der LED-Technologie und die Verwendung von Lötpaste.

Die wichtigste Entwicklung in der SMT-Fertigung besteht in der Verwendung einfach zu verwendender, leistungsstarker und flexibler Leiterplatten.

Zu den Trends, die die SMT-Fertigung prägen, gehören:

  • Der Aufstieg intelligenter Verbraucherprodukte, die dichte Leiterplatten benötigen
  • Cyber-Hacking wirkt sich auf die PCB-Montageindustrie aus
  • Übermäßiger Einsatz unkonventioneller Substrate, die flexible Leiterplatten erfordern

Was sind einige Ursachen für Fehler bei der SMT-Herstellung?

Diese umfassen:

  • Schlechte Platzierung der Komponenten
  • Schlechte Lötprozesse
  • Schlechte Lotpasten-Drucktechniken

Wie hoch sind die Kosten für die SMT-Herstellung?

Die Kosten hängen von Folgendem ab:

  • Genauigkeit der Ausrüstung
  • Qualität und Stabilität
  • Produktionskapazität
  • Spezifikationsparameter

Welche Arten von Linienlayouts gibt es in der SMT-Fertigung?

Dazu gehören folgende:

  • Einzellinie mit einer Schienen-Pick-and-Place-Layoutmaschine
  • Zwei-zu-eins-Linie mit Einzelschienen-Pick-and-Place-Layoutmaschine
  • Zwei-zu-eins-Linie mit Doppelschienen-Pick-and-Place-Layoutmaschine
  • Zwei-zu-eins-Doppelschienen-Pick-and-Place-Layout Eine Hochgeschwindigkeitsmaschine
  • Zwei-zu-eins-Doppelschienen-Pick-and-Place-Layout B-Hochgeschwindigkeitsmaschine
  • Drei-zu-eins-Linie mit einer Schienenbestückungsmaschine
  • Kombination mehrerer Layoutlinien

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