Tecnologia de montagem de superfície (SMT)

Tecnologia de montagem de superfície (SMT): o "engenheiro invisível" da fabricação electrónica moderna

Introdução
A tecnologia de montagem superficial (SMT) é uma das tecnologias essenciais no domínio da fabricação electrónica.Montando diretamente componentes microeletrônicos na superfície de placas de circuito impresso (PCBS), substituiu a tradicional tecnologia de montagem através de buracos e tornou-se um motor fundamental para a miniaturização e o alto desempenho dos produtos eletrónicos modernos.De smartphones a equipamentos aeroespaciais, a SMT está em todo o lado e pode ser chamada de "engenheira invisível" da indústria eletrônica.

I. Evolução histórica da SMT
O SMT se originou na década de 1960 e foi desenvolvido pela primeira vez pela IBM dos Estados Unidos.Foi inicialmente usado em pequenos computadores e equipamentos aeroespaciais (como o computador de navegação do veículo de lançamento Saturno).

Nos anos 80: A tecnologia amadureceu gradualmente e a parte de mercado aumentou rapidamente de 10%.

No final da década de 1990: tornou-se o processo convencional, com mais de 90% dos produtos eletrônicos adotando SMT.

No século XXI, com a demanda de miniaturização (como componentes 01005, embalagens BGA) e os requisitos de protecção do ambiente (soldagem livre de chumbo),A SMT continua a iterar e a melhorar 47.

II. Princípios fundamentais e fluxo de processos da SMT
O núcleo da SMT consiste na "montagem" e na "soldagem".

Impressão de pasta de solda

Usando um modelo de aço inoxidável cortado por laser (com uma espessura de 0,1-0,15 mm), a pasta de solda é impressa com precisão nas almofadas de PCB através de um raspador.A pasta de solda é feita misturando pó de solda e fluxoA espessura da impressão deve ser controlada (normalmente 0,3-0,6 mm) 69.

Equipamento essencial: impressora de pasta de solda totalmente automática, em conjunto com o SPI (detetor de pasta de solda) para a digitalização 3D para garantir a qualidade da impressão 69.

Instalação de componentes

A máquina de montagem de superfície agarra componentes (como resistores, capacitores e chips) através de bocas de vácuo e atinge uma precisão de ± 0,025 mm com um sistema de posicionamento visual.Pode montar mais de 2001000 pontos por hora.

Dificuldades: são necessários bicos especiais para componentes de forma irregular (como conectores flexíveis), e a embalagem BGA depende da detecção por raios-X para verificar a integridade das bolas de solda.

Soldadura por refluxo

Ao controlar com precisão a curva de temperatura (pré-aquecimento, imersão, refluxo, arrefecimento), a pasta de solda é derretida e formam-se juntas de solda fiáveis.A temperatura máxima dos processos sem chumbo é geralmente de 235-245°C, e a zona de alta temperatura dura 40 a 60 segundos.

Controle do risco: a taxa de arrefecimento deve ser ≤ 4 °C/s para evitar defeitos de rede nas juntas de solda.

Inspecção e reparação

AOI (Automatic Optical Inspection): pode identificar defeitos como partes faltantes, deslocamentos e lápides, com uma precisão de 0,01 mm.

Inspecção por raios-X: Utilizada para a verificação da qualidade de juntas de solda ocultas, tais como BGA;

Estação de trabalho de reparação: aquecer localmente até ao ponto de fusão da solda e substituir o componente defeituoso 89.

III. Vantagens técnicas da SMT
Em comparação com a tecnologia tradicional de perfuração, a SMT alcançou avanços em múltiplas dimensões:

Volume e peso: o volume dos componentes é reduzido em 40% a 60% e o peso é reduzido em 60% a 80%, suportando cablagem de alta densidade (como componentes de inclinação de 0,5 mm) 310;

Confiabilidade: a taxa de defeito das juntas de solda é inferior a 10 partes por milhão,com forte capacidade anti-vibração e desempenho superior de circuitos de alta frequência (indutância e capacitância parasitária reduzidas). 37

Eficiência da produção: Alto grau de automação, com custos de mão-de-obra reduzidos em mais de 50%, suportando montagem de dois lados e produção flexível.

Protecção do ambiente e economia: Reduzir o desperdício de perfuração e de materiais, processo sem chumbo conforme com a norma RoHS 35.

IV. Áreas de aplicação da SMT
Eletrónica de consumo: miniaturização dos telemóveis inteligentes e portáteis;

Eletrónica automóvel: requisitos elevados de fiabilidade dos módulos de controlo e sensores da ECU;

Equipamento médico: monitores portáteis, montagem de precisão de dispositivos implantáveis;

Indústria aeroespacial e militar: Projeto antivibração para equipamentos de comunicação por satélite e sistemas de navegação 4710.

V. Tendências e desafios futuros
Inteligência e flexibilidade: máquinas e linhas de produção reconfiguráveis com tecnologia de montagem de superfície adaptativa (SMT) baseada em IA adaptam-se às demandas de personalização de pequenos lotes. 56

Integração tridimensional: melhorar a utilização do espaço através da tecnologia de embalagens empilhadas em 3D;

Fabricação ecológica: promover agentes de limpeza à base de água e soldagens biodegradáveis para reduzir as emissões de COV em 59%;

Limite de precisão: Para enfrentar os desafios crescentes de montagem de componentes abaixo de 01005 (como o 008004), desenvolver tecnologia de posicionamento submicrônico 9.

Conclusão
A tecnologia de montagem de superfície não é apenas a pedra angular técnica da fabricação electrónica, mas também uma força invisível que conduz a humanidade para a era inteligente.de micrómetros a nanómetrosNo futuro, com a integração de novos materiais e tecnologias inteligentes, a tecnologia de ponta será mais eficaz e mais eficaz.A SMT continuará a escrever uma lenda tecnológica de ser "pequena mas poderosa".