Công nghệ PCBA - Lắp ráp bề mặt hàn

Thành phần gắn trên bề mặt là công nghệ chính của việc gắn trực tiếp các thành phần điện tử với một nền, đó là, đóng gói các thành phần chip và đặt chúng trên bảng mạch in. Nó sử dụng một lò chảy trở lại để làm nóng chảy các hệ thống điện tử kết nối hợp kim hàn, do đó đạt được kết nối giữa các thành phần chip và chất nền.

Đặc điểm của các thiết bị gắn trên bề mặt:

Kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ. Kích thước và trọng lượng của SMD giảm đáng kể so với các thành phần truyền thống, giúp tiết kiệm đáng kể việc chiếm không gian.

Lắp ráp mật độ cao: Do kích thước nhỏ của nó, SMD có thể đạt được lắp ráp mật độ cao trên PCB, cải thiện hiệu quả sử dụng của bảng.

Hiệu suất độ tin cậy cao: SMD có số lượng hạn chế các điểm hàn, làm giảm hiệu quả xác suất thất bại, do đó cải thiện độ tin cậy tổng thể của thiết bị.

Năng suất cao: SMT (Công nghệ gắn trên bề mặt) có mức độ tự động hóa cao và năng suất của nó vượt xa các phương pháp hàn thủ công truyền thống.

Các thành phần gắn trên bề mặt có một loạt các ứng dụng bao gồm điện thoại thông minh, máy tính, thiết bị gia dụng, điện tử ô tô và nhiều thiết bị điện tử khác. Lấy điện thoại thông minh làm ví dụ, một số lượng lớn các thành phần nhỏ được đóng gói dày đặc bên trong hầu hết đều sử dụng SMD, và công nghệ lắp ráp mật độ cao của các thiết bị này làm cho điện thoại thông minh mạnh mẽ trong khi vẫn giữ kích thước nhỏ.

Các loại cụ thể của thành phần gắn trên bề mặt bao gồm:

Điện trở: phục vụ để giới hạn dòng điện và phân phối điện áp trong một mạch.

Tụ điện: được sử dụng để lưu trữ điện tích, cũng như thực hiện các hoạt động như lọc.

Transistor: Được sử dụng để khuếch đại tín hiệu và hoạt động như một công tắc trong mạch.

mạch tích hợp (IC): một thành phần điện tử thu nhỏ tích hợp nhiều chức năng.

Lắp đặt và hàn các thành phần lắp ráp bề mặt chủ yếu áp dụng các phương pháp lắp đặt và hàn tự động (chẳng hạn như hàn sóng, hàn dòng chảy trở lại, v.v.) để lắp đặt và hàn. Lắp đặt và hàn các thành phần lắp ráp bề mặt chủ yếu được chia thành hai phương pháp quá trình cơ bản, cụ thể là quá trình hàn dán / dòng chảy trở lại và quá trình hàn dán / sóng vá.

1. Hàn dán / quá trình hàn dòng chảy

Dây chuyền hàn dán/Reflow chủ yếu tập trung vào việc lắp đặt và hàn các bộ phận hàn. Nó bao gồm ba thiết bị chính: in dán hàn, máy SMT và lò hàn reflow. Nó liên quan đến việc áp dụng dán hàn đầu tiên trên một pad của bảng mạch in, sau đó gắn các thành phần vào pad được phủ bằng dán thông qua một máy đặt thiết bị tự động có độ chính xác cao tích hợp ánh sáng, điện, khí đốt và máy móc. Cuối cùng, dán tan chảy một lần nữa sau khi được làm nóng trong lò phản ứng và được hàn chắc chắn vào đĩa.

2. Quá trình hàn chip/sóng

Khi cần phải kết hợp lắp ráp bề mặt và lắp ráp ổ cắm truyền thống trên bảng mạch in, quá trình hàn bề mặt/sóng được sử dụng. Quá trình này bao gồm khoảng cách giữa các pad đầu tiên được áp dụng chất kết dính vào mặt A của bảng, sau đó các yếu tố gắn trên bề mặt được lật sang mặt A của bảng. Ở phía B, cụm lỗ thông qua được kết nối sao cho chân của cụm lỗ thông qua và cụm gắn trên bề mặt nằm ở phía A. Sau khi hàn đỉnh, lắp ráp loại chèn và lắp ráp bề mặt có thể được hàn lại với nhau.

Quy trình chính của hàn và lắp đặt

1) Lắp đặt chất nền: cố định chất nền trên mặt bàn

2) Dán hoặc dán: Theo kích thước của các thành phần, dán miếng dán vào vị trí được xác định trước. Nếu quá trình lắp ráp sử dụng hàn reflow, nó là cần thiết để áp dụng một chất kết dính trên bề mặt pad. Hiện nay, bột hàn Sn Ag nhiệt độ trung bình và cao thường được sử dụng.

3) Lắp đặt bề mặt gắn kết: Thường sử dụng máy gắn bề mặt chuyên nghiệp tự động, chủ yếu bao gồm đầu hút để chọn và đặt các yếu tố gắn kết bề mặt, bàn XY, hệ thống điều khiển chương trình và các bộ phận cho ăn.

4) Chữa nhiệt: Sau khi pha chế và dán, chất kết dính được chữa khỏi bằng lò chữa dưới sự kiểm soát nhiệt độ và thời gian nhất định. Do đó, độ bền liên kết của bề mặt gắn kết được cải thiện và tránh sự dịch chuyển của các thành phần do rung và sốc trong quá trình lưu trữ và vận chuyển.

5) Hàn gắn trên bề mặt: Có hai phương pháp: hàn sóng với liên kết dính và hàn dòng chảy với liên kết dán hàn.

6) Làm sạch: Loại bỏ chất dính dư để ngăn chặn ăn mòn của chất nền.

7) Kiểm tra và thử nghiệm: Kiểm tra khả năng hàn theo tiêu chuẩn và yêu cầu kiểm tra.

Với việc áp dụng ngày càng tăng các thành phần gắn bề mặt, công nghệ gắn bề mặt đã dần trở thành công nghệ chính trong lắp ráp điện tử. Chúng khác với các thành phần gắn thông lỗ, và yêu cầu công nghệ hàn của chúng cao hơn nhiều so với các thành phần gắn thông lỗ.