Taal wijzigen
Introductie
SMT (Surface Mount Technology) is een toonaangevende technologie die nu wordt gebruikt in de elektronicaproductie. Het zorgt voor hoge prestaties en efficiëntie van producten. Deze technologie stelt OEM's (Original Equipment Manufacturers) in staat om zeer betrouwbare producten te produceren en tegelijkertijd de kosten te verlagen. Lees verder en ontdek hoe het PCB SMT-assemblageproces u kan helpen kosten te besparen met behoud van productkwaliteit.
Hoe beïnvloeden de stappen in het PCB SMT-assemblageproces de kosten?
De grootste kracht van SMT-assemblage is de betrouwbaarheid. Als OEM kunt u echter ook het kostenaspect niet negeren. In de elektronica-industrie kan een kleine wijziging in een product direct van invloed zijn op de productiekosten. Dat is waar SMT-technologie zeer voordelig is.
Om te begrijpen hoe deze oppervlaktegemonteerde technologie bijdraagt aan kostenbesparing zonder dat dit ten koste gaat van de productkwaliteit en -prestaties, moet u het volledige SMT-assemblageproces begrijpen.
Het SMT-assemblageproces bestaat hoofdzakelijk uit de volgende stappen:
- Soldeer plakken printen
- Soldeerpasta-inspectie (SPI)
- Chip montage
- Visuele inspectie en handmatige plaatsing
- Reflow solderen
- AOI (geautomatiseerde optische inspectie)
- Röntgeninspectie (AXI)
- In-Circuit Test (ICT) & Functionele Test
Wanneer u deze stappen begrijpt, kunt u de kwaliteit controleren, afval verminderen en productiekosten besparen, terwijl u tegelijkertijd de algehele efficiëntie verbetert.
Stap 1: Soldeerpasta printen
Het SMT-assemblageproces begint met het printen van soldeerpasta. Tijdens deze stap moet u soldeerpasta aanbrengen op de soldeerpunten waar de PCB-componenten worden gesoldeerd. Vergeet echter niet dat u de pasta in de juiste hoeveelheid moet aanbrengen.
Wat de kwaliteit van soldeerpasta betreft, zijn er drie elementen die de kwaliteit bepalen:
- Soldeerpasta conditie
- Schraaphoek
- Schraapsnelheid
Je krijgt geen hoogwaardige printplaten zonder het juiste gebruik van soldeerpasta. Soldeerpasta wordt meestal in de koelkast bewaard bij een lage temperatuur. Breng de soldeerpasta vóór gebruik weer op kamertemperatuur. Bovendien moet je onbedekte soldeerpasta binnen twee uur gebruiken.
Bovendien moet u ook de parameters van de soldeerpastaprinter instellen, zoals de snelheid en de schraaphoek. Beide parameters spelen een cruciale rol bij het bepalen van de hoeveelheid pasta die op de soldeerpad moet worden aangebracht.
Stap 2: Soldeerpasta-inspectie (SPI)
In het PCB SMT-proces wordt soldeerpasta-inspectie (SPI) uitgevoerd om mogelijke defecten eerder op te sporen. Wanneer defecten tijdig worden ontdekt vóór de massaproductie of -assemblage, bespaart u automatisch kosten.
SPI is geen verplichte stap in SMT-assemblage, maar biedt u duidelijke voordelen. Het helpt u de productkwaliteit te verbeteren en de productiekosten te verlagen.
SMT-defecten ontstaan meestal door het printen van soldeerpasta. Daarom wordt er nadien een SPI uitgevoerd. Door een fout vroegtijdig te ontdekken, voorkom je grotere problemen. Uiteindelijk verlaagt dit het risico op defecten in de volgende fasen van de assemblage.
Machines waarmee SPI wordt uitgevoerd, hebben doorgaans twee soorten ingebouwde functies:
- 2D
- 3D
Over het algemeen levert 3D nauwkeurigere en betrouwbaardere resultaten dan 2D SPI-machines.
Stap 3: Chipmontage
Chipmontage is een andere belangrijke stap in het SMT-assemblageproces. Deze wordt meestal uitgevoerd met chipmontagemachines. Deze machines kunnen van verschillende typen zijn, elk met een eigen snelheid en montagecapaciteit.
Chipmontagemachines met hoge snelheden worden meestal gebruikt voor de montage van kleine componenten. Tijdens de montage zorgen ze ervoor dat elk afzonderlijk component stevig hecht aan de soldeerpasta op het soldeerpadoppervlak.
Voor grote componenten (bijvoorbeeld IC's, BGA's, connectoren, enz.) worden echter multifunctionele chipmontagemachines gebruikt. Deze montagemachines werken meestal langzamer dan eenvoudige machines die voor kleine componenten worden gebruikt.
Wanneer u een snelle montagebeugel bevestigt, zal de machine sneller werken. Wanneer u echter een groot onderdeel bevestigt, zal de machine langzamer werken.
Dit komt omdat uitlijning cruciaal is voor een groot onderdeel. Je moet tijd besteden aan het uitlijnen van grote componenten vóór de montage. Daarom zijn multifunctionele montagemachines langzamer dan snelle machines.
Stap 4: Visuele inspectie en handmatige plaatsing
Na het monteren van de chip is de volgende stap de visuele inspectie. Beschouw deze stap als een noodzakelijke stap. Het helpt u ervoor te zorgen dat het reflow-soldeerwerk op uw printplaten vrij is van defecten zoals:
- Verkeerd geplaatste componenten
- Missende onderdelen
Een andere reden waarom deze inspectie nodig is, is dat defecten in componenten na reflow solderen moeilijker te detecteren zijn, omdat de componenten stevig aan de printplaat vastzitten. Bovendien blijft het defect na het reflow solderen hetzelfde, waardoor het niet eenvoudig te repareren is.
Defecten die in het soldeer vastzitten, verminderen de betrouwbaarheid van het product en verhogen bovendien uw productiekosten. Door visuele inspectie uit te voeren, kunt u voorkomen dat de productiekosten stijgen.
Bovendien moet u in deze stap handmatig een aantal componenten op de printplaat plaatsen die niet met chipmontagemachines geplaatst kunnen worden, zoals DIP-componenten.
Stap 5: Reflow-solderen
Bij reflow solderen smelt je soldeerpasta om IMC-verbindingen te maken. IMC staat voor intermetallische verbindingen en is bedoeld om componentpinnen met de printplaat te verbinden. Bij reflow solderen moet je een bepaald temperatuurprofiel aanhouden, dat er als volgt uitziet:
- voorverwarmen
- Temperatuurstijging
- reflow
- Koelen
Als voorbeeld:
Loodvrije soldeerpasta SAC305 smelt bij ongeveer 217 °C. Stel de overtemperatuur in op boven 217 °C om de soldeerpasta goed te laten smelten. Veel componenten kunnen niet overleven bij hogere temperaturen.
Zorg er dus voor dat de oventemperatuur lager is dan 250 °C, anders kunnen componenten beschadigd raken. Het temperatuurprofiel dat u instelt bij reflow-solderen heeft een directe invloed op de soldeerkwaliteit en de totale kosten.
Stap 6: Geautomatiseerde optische inspectie (AOI)
Als je de stappen voor het reflow-solderen hebt voltooid, betekent dit dat de componenten nu op de printplaat zijn bevestigd. Ter informatie: je hebt in dit stadium alle essentiële stappen van het SMT-assemblageproces voltooid.
Hoe alle onderdelen ook in elkaar gezet worden, ze mogen pas na een AOI-inspectie in het eindproduct worden verwerkt . Deze inspectie helpt bij het opsporen van defecten zoals:
- Tombstone
- Op de rand
- Missende onderdelen
- misplaatsing
- Verkeerde oriëntatie
- Bridging
- Lege soldeerpads
Dit proces zorgt ervoor dat uw gemonteerde bord veilig en betrouwbaar werkt.
Stap 7: Geautomatiseerde röntgeninspectie (AXI)
Röntgeninspectie is een aanvulling op geautomatiseerde optische inspectie. Het helpt u om defecten die u tot nu toe gemist heeft, duidelijker te detecteren. AXI is echter niet altijd vereist na reflow-solderen, maar het uitvoeren van deze test levert u printplaten van hogere kwaliteit op en bespaart u kosten die in de toekomst mogelijk stijgen door het missen van defecten.
Daarnaast eisen veel OEM's ook röntgeninspectie voor een hogere efficiëntie en betrouwbaarheid. Door AXI toe te passen, kunt u dus voldoen aan de strenge eisen van OEM's en de algehele productprestaties verbeteren.
Stap 8: In-Circuit Test (ICT) & Functionele Test
De laatste stap is het uitvoeren van een in-circuit test (ICT) of functionele test. Het hoofddoel hiervan is het controleren op onderbrekingen en kortsluitingen in het circuit. Hierbij worden weerstand, capaciteit en inductantie gemeten om defecten in componenten op te sporen. Een ICT-test garandeert dat componenten goed functioneren na het reflow-solderen.
Aan de andere kant dient de functietest als aanvulling op de in-circuittest. Met ICT kunt u printplaten testen, ongeacht of ze geassembleerd of onbewerkt zijn. U moet een functietest uitvoeren om de functionaliteit en kwaliteit van geassembleerde printplaten te garanderen. En dat is waar functionele testen u helpen de hoge betrouwbaarheid van uw eindproducten te waarborgen.
SMT-ontwerpstrategieën om de kostenefficiëntie in PCBA te verbeteren
Bij het ontwerpen van SMT-componenten voor printplaatassemblage zijn er specifieke strategieën die u moet volgen . Door deze ontwerpstrategieën te volgen, kunt u een goede balans vinden tussen kwaliteit en kosten.
- De allereerste strategie om kosten te besparen is het kiezen van een betaalbaar onderdeel. Zorg er echter voor dat ze betrouwbaar zijn, van goede kwaliteit en beschikbaar in de gewenste maten. Zo wordt uw assemblageproces eenvoudiger en verloopt uw productie soepeler.
- Gebruik bij het ontwerpen van SMT-systemen oppervlaktemontagevoetafdrukken in plaats van doorlopende voetafdrukken. Deze keuze voorkomt extra aanpassingen en bespaart u tijd tijdens de productie.
- Een andere goede strategie is om geen bevestigingsmaterialen te gebruiken, omdat deze de montagekosten verhogen. Gebruik in plaats daarvan SMD's met koellichamen voor vermogens-IC's.
- Plan de plaatsing van SMD Componenten zorgvuldig groeperen op basis van hun doel en signaalstroom. Deze stap verkort de verplaatsingsafstand van assemblagemachines en zorgt voor een snellere productie.
- Beperk het aantal SMD-typen in uw ontwerp. Deze stap vereenvoudigt de inkoop en vermindert de behoefte aan een gemeenschappelijk voorraadbeheersysteem.
Conclusie
Het PCB SMT-proces maakt kostenbesparing mogelijk zonder in te leveren op kwaliteit. Door het hierboven beschreven SMT-assemblageproces te volgen, kunt u de productiekosten verlagen. De genoemde stappen helpen u afval te minimaliseren en foutloze producten te produceren, wat op zijn beurt weer helpt de kosten te verlagen.
