Tổng quan hiện tại về SMT
Tính đến nay, SMT là công nghệ và kỹ thuật phổ biến nhất trong ngành Lắp ráp bảng mạch in (PCBA) . Kể từ khi xuất hiện trên thị trường vào đầu những năm 1970, SMT đã trở thành xu hướng chính của ngành lắp ráp điện tử hiện đại, thay thế lắp ráp hàn sóng phụ thuộc vào việc chèn thủ công. Quá trình này được coi là cuộc cách mạng thứ hai của công nghệ lắp ráp điện tử. Nói một cách khác, SMT đã và đang là xu hướng toàn cầu trong PCBA quốc tế, dẫn đến một sự chuyển đổi lớn của toàn ngành công nghiệp điện tử.
Hơn nữa, SMT đã đẩy các thành phần điện tử theo hướng loại chip, thu nhỏ, mỏng, nhẹ, độ tin cậy cao và nhiều chức năng và nó đã trở thành biểu tượng cho thấy mức độ tiến bộ khoa học của một quốc gia.
Kỹ thuật và thuộc tính của SMT
SMT đề cập đến một loại công nghệ lắp ráp PCB mà qua đó các SMD (Thiết bị gắn trên bề mặt) được gắn trên bề mặt của PCB thông qua một số kỹ thuật, thiết bị và vật liệu cùng với hàn, làm sạch và thử nghiệm để lắp ráp hoàn chỉnh.
• Kỹ thuật SMT
Kỹ thuật SMT có thể được phân thành nhiều loại khác nhau theo phương pháp hàn và phương pháp lắp ráp.
1). Dựa trên phương pháp hàn, kỹ thuật SMT có thể được phân thành hai loại: hàn nóng chảy và hàn sóng.
2). Dựa trên phương pháp lắp ráp, kỹ thuật SMT có thể được phân loại thành lắp ráp toàn mặt, lắp ráp hỗn hợp một mặt và lắp ráp hỗn hợp hai mặt .
Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hàn chủ yếu bao gồm: thiết kế PCB , chất lượng vật hàn (Sn63 / Pb37), chất lượng từ thông, mức độ ôxy hóa trên bề mặt kim loại được hàn (kết thúc hàn linh kiện, kết thúc hàn PCB), các kỹ thuật như in, lắp và hàn (nhiệt độ thích hợp đường cong), thiết bị và quản lý.
Chất lượng hàn chảy lại bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau: chất lượng hàn dán, yêu cầu công nghệ đối với SMD và yêu cầu công nghệ để thiết lập đường cong nhiệt độ hàn nóng chảy lại.
a. Ảnh hưởng của chất lượng hàn dán đến kỹ thuật hàn nóng chảy lại
Theo một thống kê, các vấn đề do kỹ thuật in gây ra chiếm 70% tổng số các vấn đề về chất lượng lắp ráp bề mặt nếu không tính đến thiết kế PCB hoặc chất lượng của các thành phần và bảng in. Trong quá trình in, lỗi in sai vị trí, lún mép, bám dính và in không đủ đều thuộc về loại không đủ tiêu chuẩn và PCB có những khuyết tật này phải được làm lại. Các tiêu chuẩn kiểm tra cụ thể phải tương thích với IPC-A-610C.
b. Yêu cầu công nghệ đối với SMDs
Để có được chất lượng lắp lý tưởng, kỹ thuật phải đáp ứng các yêu cầu sau: thành phần chính xác, vị trí chính xác và áp suất phù hợp. Các tiêu chuẩn kiểm tra cụ thể phải tương thích với IPC-A-610C.
c. Yêu cầu công nghệ để thiết lập đường cong nhiệt độ hàn nóng chảy lại
Đường cong nhiệt độ đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng hàn. Trước 160 ° C, tốc độ tăng nhiệt độ nên được kiểm soát ở mức 1 đến 2 ° C mỗi giây. Nếu nhiệt độ tăng quá nhanh, một mặt, các thành phần và PCB có xu hướng chịu nhiệt quá nhanh, có xu hướng phá hủy các thành phần, dẫn đến biến dạng của PCB. Mặt khác, tốc độ bay hơi dung môi cao như vậy có xu hướng gây ra bột kim loại tràn với bóng hàn tạo ra. Nói chung, giá trị đỉnh của nhiệt độ được đặt cao hơn điểm nóng chảy của hợp kim từ 30 đến 40 ° C (Ví dụ, điểm nóng chảy của 63Sn / 37Pb là ở 183 ° C và giá trị đỉnh của nhiệt độ phải được đặt ở 215 ° C) và thời gian chỉnh lại từ 60 đến 90 giây.Giá trị đỉnh của nhiệt độ thấp hoặc thời gian hàn nóng chảy lại ngắn có thể dẫn đến quá trình hàn không hoàn toàn mà không tạo ra lớp hợp kim kim loại có độ dày nhất định. Trong các tình huống nghiêm trọng, keo hàn thậm chí không thể nấu chảy được. Ngược lại, giá trị đỉnh của nhiệt độ quá cao hoặc thời gian hàn nóng chảy lại lâu sẽ làm cho lớp hợp kim kim loại quá dày với cường độ điểm hàn bị ảnh hưởng xấu. Đôi khi, các thành phần và bảng mạch in có thể bị phá hủy.
• Các thuộc tính của SMT
Là một phương pháp PCBA truyền thống, Công nghệ Gói Thông qua Lỗ (THT) là một loại công nghệ lắp ráp mà qua đó các chân của các thành phần được đưa vào các lỗ thông trên PCB và sau đó các chân ở phía bên kia của PCB được hàn. THT có các thuộc tính sau:
1). Các điểm hàn được cố định và công nghệ tương đối đơn giản, cho phép vận hành bằng tay.
2). Khối lượng lớn và trọng lượng cao, khó thực hiện lắp ráp hai mặt.
Tuy nhiên, so với công nghệ Through Hole, công nghệ Surface Mount có nhiều ưu điểm hơn:
a. Mật độ lắp ráp cao, dẫn đầu các sản phẩm điện tử có khối lượng nhỏ và trọng lượng nhẹ;
b. Độ tin cậy cao và khả năng chống rung động mạnh;
c. Tỷ lệ khuyết tật điểm hàn thấp;
d. Tần số cao, dẫn đến giảm nhiễu điện từ và RF;
e. Có khả năng tự động hóa và cải tiến sản xuất số lượng lớn;
f. Tiết kiệm chi phí từ 30% đến 50%.
Xu hướng phát triển của SMT
• FPT
FPT đề cập đến một loại công nghệ PCBA, thông qua đó các SMD có khoảng cách chân trong phạm vi từ 0,3 đến 0,635mm và các SMC (Linh kiện gắn trên bề mặt) có chiều dài nhân với chiều rộng không quá 1,6mm * 0,8mm được lắp ráp trên PCB. Sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ điện tử trên máy tính, truyền thông và hàng không vũ trụ dẫn đến các vi mạch bán dẫn ngày càng có mật độ cao hơn, SMC có kích thước nhỏ hơn và khoảng cách chân của SMD ngày càng hẹp. Đến nay, QFP với khoảng cách chân là 0,635mm và 0,5mm đã trở thành một thành phần truyền thông được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử công nghiệp và quân sự.
• Thu nhỏ, nhiều chân và mật độ cao
Các SMC sẽ phát triển theo hướng khối lượng nhỏ và lớn và chúng đã phát triển theo đặc điểm kỹ thuật của 01005. Các SMD sẽ phát triển theo hướng khối lượng nhỏ, nhiều chân và mật độ cao. Ví dụ, BGA đang được áp dụng rộng rãi sẽ được chuyển thành CSP. Ứng dụng của FC sẽ ngày càng nhiều hơn.
• Kỹ thuật hàn xanh, không chì
Chì, tức là Pb, là một loại kim loại độc, có hại cho sức khỏe con người và môi trường tự nhiên. Phù hợp với yêu cầu bảo vệ môi trường, đặc biệt là với thỏa thuận chung về ISO14000, hầu hết các quốc gia đều cấm áp dụng chì trong vật liệu hàn, theo đó kêu gọi hàn không chì. Năm 2004, Nhật Bản cấm sản xuất hoặc bán thiết bị sản xuất điện tử thông qua hàn chì. Năm 2006, EU bắt đầu cấm sản xuất hoặc bán thiết bị sản xuất điện tử thông qua hàn chì. hàn không chì là một xu hướng phát triển tất yếu đến nỗi các Nhà PCB lớn đang phấn đấu cho xu hướng này để sản xuất nhiều sản phẩm hơn tương thích với các yêu cầu môi trường.