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SMT-Fertigung: Der ultimative FAQ-Leitfaden

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

Nun, dieser Leitfaden untersucht alles über die SMT-Fertigung.

Lesen Sie also weiter, um mehr zu erfahren.

Was ist SMT-Fertigung?

SMT [Oberflächenmontagetechnologie]-Fertigung ist ein Prozess, bei dem elektrische Teile direkt auf die Oberfläche von PCBs [Printed Circuit Boards] gelötet werden.

Das elektronische Bauteil, das Sie über die SMT-Fertigung montieren, ist als SMD [Surface Mount Device] bekannt.

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

SMT-Fertigung

SMT-Fertigung

Was ist der Prozess hinter der SMT-Fertigung?

Hier sind die Schritte, die Sie bei der Durchführung der SMT-Fertigung unternehmen werden:

Design der Leiterplatte

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

Es beinhaltet die Arbeit mit dem Layout der SMT-Leiterplatten unter Verwendung verschiedener CAD-Paketsoftware.

Einige der Software, die Sie verwenden können, sind EagleCAD, KiCAD, EasyEDA, TinyCAD usw.

Dateivorbereitung

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

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

Beispiele für die Herstellung von SMT-Leiterplatten sind:

1. Stücklistendatei

Bill of Materials [BoM] ist eine Liste mit allen elektronischen Bauteilen, die Sie in der SMT-Fertigung während des PCB-Layouts verwenden werden.

2. Gerber-Dateien

Diese Datei enthält wichtige Informationen über Ihre Leiterplatte.

Beispiele für die Informationen umfassen 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 exakte Platzierung elektronischer Bauteile bestimmen.

Untersuchung von PCB-Material

In dieser Phase werden oberflächenmontierte Komponenten und die Leiterplatte untersucht.

Dabei muss festgestellt werden, ob das PCB-Design Fehler oder Mängel aufweist.

Neben der Bewertung der Materialien bereiten Sie auch die Leiterplattenschablonen vor.

Schablonen bieten eine genaue Position beim Lötpastendruck.

Die Techniker fertigen die Schablonen in Bezug auf die Position der Lötpads innerhalb des Designs des SMT-PCB-Designs.

Lötpaste drucken

Lötpaste ist normalerweise eine Mischung aus Zinn und Flussmittel.

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

Außerdem unterstützen Sie Rakel und Schablonen bei diesem Vorgang.

Lötpastendruck ist eine beliebte Methode beim Lötpastendruck.

Allerdings gewinnt das Jet-Drucken in SMT-Fertigungsprozessen im großen Maßstab an Popularität.

Platzierung von SMC-Teilen

Mehrere SMT-Fertigungsprozesse erfordern die Verwendung von Bestückungsmaschinen.

Diese Maschinen verwenden Greiferdüsen oder Vakuumsysteme, um die elektronischen Komponenten lagegenau auf den Leiterplatten aufzunehmen und zu platzieren.

Außerdem arbeitet diese Maschine mit hoher Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit.

Danach durchlaufen die gedruckten Leiterplatten automatisierte optische Inspektionsmaschinen [AOI] vor dem Aufschmelzen.

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 führen Sie die SMT-Leiterplatte durch einen Reflow-Lötprozess.

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

Dieser Vorgang findet statt, wenn 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 automatisierten optischen Inspektion unterzogen.

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

Es wird auch feststellen, ob Sie Lötstellen von guter Qualität haben.

Reinigung

Dies ist die letzte Stufe, die Sie während der SMT-Fertigung durchführen.

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

Welche Branchen werden die SMT-Fertigung anwenden?

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

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

Hier sind einige Bereiche, in denen SMT-Fertigung eingesetzt wird:

Halbleiterindustrie

In der Vergangenheit waren SMT-Fertigung und Halbleiter unabhängig, 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.

Danach verwenden sie Halbleiter-Die-Bonds bei der Montage der Chips für die vollständige SIP-Fertigung.

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 ihren täglichen Gebrauch erwerben.

Außerdem werden Autos immer intelligenter.

Elektronische Systeme in Automobilen finden ihre Anwendung in Radios, Unterhaltungsgeräten, Telematik usw.

Mehrere Automobilindustrien wenden SMT-Fertigung an, um reibungslose Massenproduktionsprozesse zu produzieren.

Außerdem trägt die SMT-Fertigung dazu bei, Kosten zu sparen und gleichzeitig die Qualität von Autos zu verbessern.

Intelligente Industrien für Zuhause und Arbeit

Mehrere Branchen nutzen die SMT-Fertigung, um intelligente Haussteuerungseinheiten wie Einbruchmeldesysteme, Gasleckeinheiten, intelligente Beleuchtungssteuerung usw. herzustellen.

Produktionsindustrie für Unterhaltungselektronik

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

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

Welche Kontrollmethoden werden Sie verwenden, um Fehler in der SMT-Fertigung zu stoppen?

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

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

Prozessleitsysteme müssen vorhanden sein, um praktische Fertigungsanforderungen zu gewährleisten, die standardisierte, angemessene und regulierende Prozesse gewährleisten.

Während des gesamten Herstellungsprozesses müssen strenge Kontrollprozesse durchgeführt werden, da Qualitätsbedenken rechtzeitig aufgedeckt werden.

Dies hilft bei der Minimierung von Verlusten und der Anzahl abgelehnter Produkte aufgrund von Disqualifikation.

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

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

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

Methode zur Prozesskontrolle beim Lötpastendruck

Stellen Sie sicher, dass Sie alle PCB-Chargen vor dem Lötpastendruck überprüfen.

Einige Inspektionspunkte umfassen das Auftreten von Verformungen, Oxidation auf Pads, Glätte des Drucks und, wenn Kurzschlüsse, Kratzer und Freilegung auf der Leiterplattenoberfläche auftreten.

Überprüfen Sie den gesamten SMT-Fertigungsprozess von Anfang bis Ende.

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

Stellen Sie sicher, dass Sie die Lötpaste streng überwachen, vermeiden Sie die Verwendung überfälliger Lötpaste und bewahren Sie gute Lötpaste in Kühlschränken oder Kühlschränken auf.

Verbrauchen Sie die Lötpaste nach dem Öffnen innerhalb von 7 Tagen und stellen Sie sicher, dass Sie unter geeigneten Umgebungsbedingungen arbeiten.

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

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

Verfahren zur Steuerung des Chipmontageprozesses

Ein Chipmontierer kann Teile über Absorptions-, Positionierungs-, Bewegungs- und Platzierungsstufen genau und schnell auf Pads platzieren.

Einige der Montageanforderungen umfassen:

  1. Verwenden Sie alle oberflächenmontierten Geräte genau und ausreichend
  2. Vermeiden Sie Wiederholungsfehler durch die Kombination von Einspeisungen und Aufputzgeräten
  3. Bearbeiten Sie das Programm genau und stellen Sie sicher, dass es den Programmieranforderungen entspricht
  4. Debuggen Sie den Chipmounter vor der Chipmontage und behandeln Sie Ausfälle rechtzeitig während der SMT-Fertigung

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

  1. Analysieren Sie den Betriebsablauf des Chipmontierers und identifizieren Sie Logiken innerhalb der Übertragungskomponenten
  2. Betriebsabläufe vor Störungen klären
  3. Untersuchen Sie die Fehlerredundanz, um festzustellen, ob sie zu bestimmten Zeiten auftritt
  4. Klären Sie Fehler, um zu verstehen, ob sie auf oberflächenmontierten Geräten oder Komponentenzuführungen auftreten
  5. Stellen Sie fest, ob an festen Positionen Fehler auftreten, nachdem Sie diese abgeklärt haben

Verfahren zur Steuerung des Reflow-Lötprozesses

Das Reflow-Löten sollte diese Anforderungen erfüllen:

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

Wie funktioniert eine SMT-Maschine?

Die Maschine arbeitet automatisch beim Bestücken elektronischer Bauteile auf Leiterplatten.

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

Außerdem arbeitet die SMT-Maschine schnell und genau.

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

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

Darüber hinaus verwendet die Maschine Vakuumköpfe, die die elektronischen Teile aufnehmen, bevor sie genau auf der Leiterplatte platziert werden.

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

Außerdem greifen sie einzelne Bauteile aus Rollenmagazinen und platzieren sie auf unbestückten Leiterplatten.

Außerdem müssen Sie die Maschine genau programmieren, um sicherzustellen, dass sie angemessen funktioniert und ein hochwertiges Finish garantiert.

Was sind die Vorteile der SMT-Fertigung?

Zu den Vorteilen zählen folgende:

Genaue Komponentenplatzierung

Die Oberflächenspannung des Lötmittels zwingt elektronische Teile dazu, sich mit den Lötteilen zu verbinden, wodurch Fehler während der Platzierung minimiert werden.

Kosten

Da die oberflächenmontierbaren Bauelemente kleiner sind, werden Sie weniger ausgeben als bei der Verwendung größerer Teile in der THT-Fertigung.

Flexibilität im Design

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

EMV-Kompatibilität

Durch Kleinteile mit geringer Bleiinduktion erreichen Sie kleine Strahlungsschleifenflächen und damit eine geeignete elektromagnetische Verträglichkeit.

Fertigungsautomatisierung

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

Schnelle Produktionseinrichtung

Da Sie die Leiterplatte bei der Bestückung nicht bohren, sparen Sie mehr Zeit bei der Bestückung.

Hohe Schaltungsgeschwindigkeiten

Die SMT-Fertigung ermöglicht es Ihnen, hohe Schaltungsgeschwindigkeiten zu erreichen, die die meisten Hersteller als vorteilhaft bescheinigen.

Niedrige Induktion oder Widerstand

Die Hochfrequenzleistung minimiert die Folgen ungeeigneter HF-Signale.

Produktionsgeschwindigkeiten

Die SMT-Fertigung erhöht die Produktionsgeschwindigkeit, da Sie das Bohren eliminieren oder reduzieren und dadurch eine kurze Rüstzeit haben.

Multitasking

High-End-Elektronikteile sind sehr vielseitig.

Qualität und Quantität

Es ist möglich, elektronische Bauteile auf beiden Seiten der Leiterplatte zu platzieren, wodurch mehrere Anschlüsse für jedes Teil zur Verfügung stehen.

Das bedeutet, dass Sie einige wenige Leiterplatten in Geräten benötigen.

Selektives Löten

Es ist möglich, das Löten individuell anzupassen, da Sie Lötkleber für die Befestigung von Komponenten verwenden können.

Stabilität

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

Was sind die Nachteile der SMT-Fertigung?

Einige der Nachteile umfassen die folgenden:

  • Nicht geeignet für Sohlenbefestigungsverfahren bei regelmäßiger mechanischer Beanspruchung
  • Beschädigung der Lötverbindung durch das Verkleben von Vergusskomponenten durch thermische Wechselbeanspruchung
  • Viele SMT-Komponentenpakete können nicht in Sockets installiert werden
  • Kleinere Komponenten erfordern kryptische und kleinere Markierungen, da sie weniger Oberfläche als Durchgangslochkomponenten haben
  • Leicht zu brechen
  • Produzieren Sie kleine Leistung
  • Die hohen Anschaffungskosten der Ausrüstung
  • Einfaches Herunterfallen oder Beschädigen von Komponenten bei der Installation
  • Es ist schwierig, eine visuelle Inspektion durchzuführen, was es schwierig macht, sie zu testen
  • Kleine Abmessungen und mehrere Lötstellentypen 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 lassen sich SMT-Fertigung und SMD-Fertigung vergleichen?

Die Herstellung der Oberflächenmontagetechnologie (SMT) ist die Technik zum Platzieren elektronischer Komponenten wie z oberflächenmontierte Geräte auf einer Leiterplatte.

SMT-Fertigung

SMT-Fertigung

Die SMT-Fertigung verwendet präzise Lotpastenmengen auf der Leiterplatte.

Danach montiert eine Bestückungsmaschine die oberflächenmontierte Vorrichtung auf der gedruckten Schaltungsplatine.

Surface-Mount Device [SMD] ist eine elektronische Komponente, die Sie mithilfe der Surface-Mount-Technologie auf der Oberfläche einer Leiterplatte platzieren.

SMD-Fertigung

SMD-Fertigung

Wie lassen sich SMT-Fertigung und THT-Fertigung vergleichen?

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

SMT-Fertigung

SMT-Fertigung

Es wird eine Lötpaste verwendet, die eine Verbindung zwischen den Pads und den Komponenten bildet.

Durchgangsbohrtechnik Die [THT]-Fertigung ist der Prozess des Einfügens von Bauteilanschlüssen in vorgebohrte Löcher in einer Leiterplatte.

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

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

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

THT-Fertigung

THT-Fertigung

Was ist ein SMT-Fertigungslötprozess?

Der SMT-Fertigungslötprozess beinhaltet die Verwendung einer halbfesten Paste, die feines Lot und Flussmittel enthält.

Dies bildet eine Lötpaste, die Sie auf die Lötpads von Leiterplatten auftragen.

Außerdem können Sie die Lötpaste mithilfe von Schablonen durch ein Siebdruckverfahren mit Siebdruckern in Oberflächenmontagetechnologie dosieren.

Nachdem Sie die Lötpaste auf die Platine aufgetragen haben, leiten Sie die Platine an ein Pick-and-Place-Gerät weiter.

Die Pick-and-Place-Vorrichtung nimmt die oberflächenmontierten Vorrichtungen auf und platziert sie genau auf der gedruckten Schaltungsplatine.

Sobald die Maschine den Vorgang des Platzierens 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 Vorwärmzone, erhöht der Ofen allmählich und gleichmäßig die Temperatur der Bauteile und der Platine.

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

Anschließend bewegt sich die Leiterplatte in die Hochtemperaturzone.

Hier schmelzen die hohen Temperaturniveaus die Lötpaste, wodurch die Komponentenanschlüsse an die PCB-Pads gelötet werden.

Die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lötmittels trägt dazu bei, die Komponenten an der richtigen Stelle zu halten.

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

Danach wird die Leiterplatte einem Kühlprozess unterzogen, um Schäden an den Komponenten und der Platine zu vermeiden.

Welche Löttechniken können Sie in der SMT-Fertigung verwenden?

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

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

Was sind einige Arten der SMT-Fertigung?

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

Außerdem können sie entweder aktive oder passive oberflächenmontierte Komponenten sein.

Außerdem enthalten sie sowohl oberflächenmontierte Bauelemente [SMDs] als auch Durchgangslochkomponenten [THT].

  • Oberflächenmontierte Technologie vom Typ I

In dieser Bestückungsart finden Sie ausschließlich oberflächenmontierte Komponenten.

Außerdem kann die Baugruppe entweder als doppelseitige oder als einseitige Leiterplatte geliefert werden.

  • Oberflächenmontierte Technologie vom Typ II

Diese Montageversion umfasst sowohl die Montagemethoden des Typs I als auch des Typs III.

Außerdem fehlen aktive oberflächenmontierte Bauelemente auf der Unterseite, aber möglicherweise diskrete Mengen von SMDs auf der Unterseite.

  • Oberflächenmontierte Technologie vom Typ III

Diese Montagemethode hat diskrete Mengen an oberflächenmontierten Komponenten, die Sie auf die Unterseite kleben.

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

Die zwei Arten elektronischer Komponenten umfassen aktive und passive oberflächenmontierte Teile.

Passive elektronische Komponenten

Diese Komponenten bieten dem Gerät oder der Leiterplatte keine zusätzliche Leistungsverstärkung.

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

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

Es gibt zwei Haupttypen von oberflächenmontierten diskreten Widerständen:

  1. Oberflächenmontierte Dünnschichtwiderstände
  2. Dicke oberflächenmontierte Widerstände

Zu den anderen Typen gehören:

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

Aktive elektronische Komponenten

Die zwei Hauptkategorien aktiver oberflächenmontierter Komponenten umfassen:

1. Keramische bedrahtete Chipträger

Es gibt sie in nachverdrahteten und vorverdrahteten Variationen.

Vorverdrahtete Versionen haben Kupferlegierungsbefestigungen, während nachverdrahtete Versionen ihre Anschlüsse an Kastellationen von bleifreien keramischen Chipträgern befestigen.

Keramik-Lead-Chip-Träger

Keramischer Lead-Chip-Träger

2. Leadless-Keramik-Chipträger

Diesen Chipträgern fehlen Leitungen, sie enthalten jedoch vergoldete Anschlüsse, die es ihnen ermöglichen, bei hohen Frequenzen zu funktionieren.

Chipträger aus bleifreier Keramik

Leadless Ceramic Chip Carrier

Die anderen Variationen umfassen:

  1. Small Outline Transistoren [SOT]
  2. Gehäuse für oberflächenmontierte Geräte aus Kunststoff
  3. Integrierte Schaltung mit kleinem Umriss [SOIC]
  4. Bedrahtete Chipträger aus Kunststoff [PLCC]
  5. Ball-Grid-Array [BGA]
  6. Small Outline J-Pakete [SOJ]
  7. Fine-Pitch-Pakete

Was sind einige Größen für den Lötpastendruck in der SMT-Fertigung?

Die beliebtesten Pulvergrößen für Lötpaste in der SMT-Fertigung sind die Typen 3 [T3], 4 [T4] und 5 [T5].

Außerdem haben größere Partikelgrößen einen niedrigeren numerischen Wert innerhalb von Lotpulver.

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 immer kleiner werden.

Außerdem besteht eine erhöhte Nachfrage nach Lötpulvern vom Typ 4 und 5, da Lötpaste vom Typ 3 für präzise und reproduzierbare Teile mit feinem Abstand groß ist.

Zum Beispiel fällt Lötpaste vom Typ 3 durch ein 325er Siebgewebe, aber nicht durch ein 500er Siebgewebe, daher die Terminologie -325+500.

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

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

Lötofen

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

Vorwärmzone

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

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

Die Temperaturänderungsrate 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, bleibt sie in der Einweichphase im Reflow-Lötofen.

Dies geschieht auf einem Temperaturniveau zwischen 140℃ und 160℃ für etwa 60 und 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, wodurch alle Komponentenanschlüsse mit den PCB-Pads verbunden werden.

Darüber hinaus trägt das geschmolzene Lot dazu bei, die Oberflächenspannung aufrechtzuerhalten, wodurch die elektronischen Komponenten an Ort und Stelle gehalten werden.

Kühlzone

Diese Phase friert das Lot nach Verlassen der Heizzone ein.

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

Können Sie Nacharbeitsprozesse in der SMT-Fertigung durchführen?

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

Nachbearbeitungssysteme sind eine geeignete Option, da der SMD-Betrieb mit Lötkolben Fachwissen erfordert und selten realisierbar ist.

Die Überarbeitung korrigiert einige maschinell erzeugte oder menschliche Fehler auf der Platine.

Außerdem beinhaltet es die folgenden Schritte:

  • Aufschmelzen der Lötpaste und Entfernen des oberflächenmontierten Bauteils
  • Restlot entfernen
  • Drucken von Lotpaste auf die Leiterplatte, entweder durch Dispensen oder direkt
  • Platzierung neuer Teile und anschließendes Reflowing

Es gibt zwei berührungslose Löt- oder Entlötverfahren, nämlich das Heißgaslöten und das Infrarotlöten.

Infrarotlöten

Hier stammt die Energie, die Lötstellen erwärmt, von kurz- oder langwelliger Infrarot-EM-Strahlung.

Zu den Vorteilen dieses Typs gehören:

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

Einige Nachteile sind:

  1. Umliegende Bereiche erhalten weniger Wärme als zentrale Bereiche
  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 umliegende Bauteile vor Beschädigungen zu schützen, müssen Sie diese zeitaufwändig abschirmen

Heißgaslöten

Bei dieser Methode überträgt heißes Gas die Energie, die Sie beim Erhitzen der Lötstellen aufwenden.

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 Sie große Wärmekapazitäten übertragen können
  5. Die Komponententemperatur überschreitet niemals die eingestellte Gastemperatur
  6. Schnelle Verarbeitung und Zuverlässigkeit mit Standard- und spezifischen Teiledüsen
  7. Die Lötstellen erfahren kleine Körner, da sie nach dem Reflow-Prozess schnell abkühlen

Die Einschränkung besteht darin, dass die thermische Leistungsfähigkeit des Wärmegenerators langsamen Reaktionen entspricht, sodass Sie thermische Profile verzerren 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 genau auf Pads auf Leiterplatten.

  • Lotpastenmischer

Diese Maschine mischt Lötpaste und Pulver gleichmäßig.

Es hilft auch beim Erreichen geeigneter Reflow- und Druckeffekte, standardisierter Funktionalitäten und spart Arbeit.

  • Backofen

Diese Maschine backt Leiterplatten und entfernt Feuchtigkeit und befindet sich am Ende der SMT-Fertigungslinie.

  • SMT-Lader

Diese Maschine platziert Leiterplatten automatisch in Lötdruckmaschinengestellen.

  • Lotpastendruckgerät

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

  • Lötpasten-Inspektionsmaschine

Diese Maschine prüft die Fläche, Dicke und das Verteilungsvolumen der Lotpaste, die Sie auf Leiterplatten drucken.

  • Reflow-Maschine

Diese Maschine ist für das Schmelzen von Lot zwischen den Pads und elektronischen Teilen verantwortlich.

Es kühlt sie auch, nachdem sie den Reflow-Ofen verlassen haben, um geeignete elektrische Verbindungen zu bilden.

  • 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 übernehmen und lagern Leiterplatten nach dem Reflow-Löten.

Was sind einige Trends in der SMT-Fertigung?

Mehrere Geräte bewegen sich in Richtung kleiner, leichter und hochzuverlässiger Leiterplatten.

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

Einige Fortschritte beinhalten höhere Geschwindigkeiten, die Entwicklung der LED-Technologie und Lötpaste.

Die Hauptentwicklung in der SMT-Fertigung besteht in der Verwendung von einfach zu handhabenden, leistungsstarken und flexiblen Leiterplatten.

Trends, die die SMT-Fertigung prägen, beinhalten:

  • Der Aufstieg intelligenter Verbraucherprodukte, die dichte Leiterplatten benötigen
  • Cyber-Hacking wirkt sich auf die Leiterplattenbestückungsindustrie aus
  • Übermäßiger Einsatz von unkonventionellen Substraten mit flexiblen Leiterplatten

Was sind einige Ursachen für Fehler in der SMT-Fertigung?

Diese umfassen:

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

Wie hoch sind die Kosten der SMT-Fertigung?

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 Schienenbestückungsmaschine
  • Zwei-zu-eins-Linie mit Single-Rail-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 Gleisbestückungsmaschine
  • Kombination mehrerer Layoutzeilen

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