Công nghệ SMT là thuật ngữ phổ biến trong ngành công nghiệp sản xuất bảng mạch và dây chuyền lắp ráp linh kiện điện tử. Trong bài viết này, ITG sẽ giúp bạn hình dung SMT là gì? và so sánh công nghệ SMT với kỹ thuật truyền thống.
SMT là gì?
SMT (Surface Mount Technology) được hiểu là gắn kết bề mặt. Trong đó các linh kiện điện, linh kiện điện tử được gắn trực tiếp trên bề mặt của bảng mạch in (PCB). Đây là phương pháp sản xuất bản mạch phổ biến trên dây chuyền lắp ráp linh kiện điện tử bán tự động và tự động.
Trước khi công nghệ SMT xuất hiện, người ta phải gia công cơ khí để gắn một miếng kim loại vào các đầu mạch để có thể hàn trực tiếp lên bề mặt mạch in. Khi SMT ra đời, mỗi linh kiện sẽ được cố định trên bề mặt bằng chì, còn ở mặt PCB, linh kiện chỉ được cố định bằng một loại keo hàn tương tự.
Dây chuyền công nghệ SMT và phân loại
Dây chuyền công nghệ SMT là dây chuyền hiện đại, được ứng dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất vi mạch điện tử. Với yêu cầu nhỏ, gọn và di động của các sản phẩm điện tử hiện nay, dây chuyền SMT giúp tối ưu hóa kích thước của PCB. Đồng thời cũng giúp gắn được nhiều thiết bị hơn như đi ốt, điện trở, tụ điện. Tùy theo mức độ tự động hóa, dây chuyền SMT được chia thành 2 loại:
- Dòng SMT tự động
- Dây chuyền SMT bán tự động.
Các thiết bị được sử dụng trong SMT là gì?
SMT thụ động
Có khá nhiều khái niệm khác nhau về SMT thụ động. Và để thống nhất ngành sản xuất, các kỹ sư đã đồng ý rằng SMT thụ động là điện trở SMT hoặc tụ điện SMT có kích thước gói tiêu chuẩn.
Về điện trở và tụ điện, sẽ có nhiều kích cỡ gói khác nhau, bao gồm: 1812, 0805, 1206, 0603, 0402 và 0201. Và những loại được đề cập có thể lên tới hàng trăm inch. Hiện tại chúng không được sử dụng phổ biến do số lượng linh kiện ít hơn, nhưng SMT thụ động vẫn có thể được tìm thấy trong các ứng dụng yêu cầu nguồn điện lớn hơn.
Transistor và điốt
Thông thường, các bóng bán dẫn và điốt sẽ được đựng trong các gói nhựa có kích thước tương đối nhỏ. Các điốt sẽ cho phép dòng điện chạy theo một hướng và được vẽ lên trên. Một bóng bán dẫn là khối xây dựng cơ bản cho các mạch máy tính và một số thiết bị điện tử khác, nó đáp ứng và có thể được sử dụng với các chức năng điều chỉnh điện áp, chuyển mạch, tạo dao động, khuếch đại và điều chế. tín hiệu.
Mạch tích hợp
Các mạch tích hợp bên trong công nghệ SMT sẽ được trang bị các gói tích hợp và thiết kế tùy chỉnh theo mức độ kết nối yêu cầu. Tùy theo đặc thù của từng doanh nghiệp cũng như các loại chíp khác nhau mà hệ thống SMT cũng có những thay đổi nhất định:
- Các vi mạch sẽ sử dụng các gói SOIC (mạch tích hợp phác thảo nhỏ) được sử dụng cho các chip logic dòng 74 quen thuộc. Bên cạnh các gói phiên bản nhỏ hơn bao gồm TSOP và SSOP.
- Các chip lớn hơn và yêu cầu cách tiếp cận trực tiếp hơn sẽ sử dụng gói tích hợp VLSI – được đặc trưng bởi dấu chân hình vuông hoặc hình chữ nhật.
- Bên cạnh đó, chip BGA (Ball Grid Array) được sử dụng trong nhiều ứng dụng. Thay vì có các kết nối ở bên cạnh, chúng nằm bên dưới gói. Vì toàn bộ mặt dưới của gói có thể được sử dụng nên khoảng cách kết nối rộng hơn và nó được cho là đáng tin cậy hơn nhiều.
Đọc thêm: Hệ thống SCADA là gì? Khi nào bạn cần một hệ thống SCADA?
Quy trình tiêu chuẩn của công nghệ SMT là gì?
- Quét hợp kim hàn : Hàn dán sẽ được người thợ quét qua lỗ của mặt nạ kim loại (metal mask hoặc stencil). Sau đó, nó được đặt trên PCB để tránh dính vào các phần khác của linh kiện. Sau đó chuyển sang công đoạn lắp linh kiện.
- Chèn chip, gắn IC : Công nghệ SMT tự động lấy linh kiện ra khỏi băng tải hoặc khay và đặt vào vị trí tương ứng đã được quét keo hàn dán. Sau khi lớp kem khô, PCB sẽ được lật và lắp lại.
- Sưởi ấm – làm mát : Tại mỗi nhà máy, quá trình gia nhiệt sẽ được thực hiện trong các lò sấy – khu vực có nhiệt độ được tăng dần để các linh kiện có thể thích nghi. Khi nhiệt độ đủ lớn, hàn dán sẽ chảy ra, dán lớp linh kiện lên PCB. Sau đó, chúng được làm mát bằng cách rửa bằng một số hóa chất, dung môi và nước, sau đó làm khô nhanh bằng khí nén.
- Kiểm tra và sửa lỗi: Trong các xưởng linh kiện điện tử, người ta sử dụng máy quang học hoặc máy X-quang AOI (Automated Optical Inspection) để kiểm tra chất lượng thành phẩm. Các thiết bị này cho phép phát hiện lỗi vị trí, lỗi tiếp xúc của các linh kiện và hàn dán trên bề mặt mạch in.
Ưu điểm của công nghệ SMT so với kỹ thuật xuyên lỗ cũ
| nội dung so sánh | SMT . Công nghệ | Kỹ thuật lỗ cũ |
| Kích thước của các linh kiện gia công (Tụ điện, điện trở, các thiết bị bán dẫn khác, v.v.) | Giảm kích thước của các thành phần trên bảng. Thành phần nhỏ nhất được cài đặt bằng công nghệ SMT là 0,1×0,1mm. | Các linh kiện trên bo mạch yêu cầu kích thước tương đối lớn để có thể thực hiện đục lỗ thủ công. |
| mật độ thành phần | Khả năng kết nối các thành phần trên mỗi thành phần tương đối cao. Ngoài ra, mật độ kết nối cao hơn do các lỗ không chặn không gian định tuyến trên các lớp bên trong | Số lượng cấu kiện trên một đơn vị diện tích ít hơn. |
| Khả năng gắn kết | Các thành phần có thể được gắn trên cả hai mặt của bảng mạch. | Các thành phần chỉ được gắn trên một mặt của bảng mạch. |
| vấn đề lỗi | Các lỗi nhỏ trong vị trí linh kiện sẽ tự động được sửa khi sức căng bề mặt của chất hàn tan chảy. Kéo các thành phần để căn chỉnh với miếng hàn | Khi xỏ lỗ cần độ chính xác cao. Bởi vì một khi dây dẫn đi qua các lỗ, các thành phần được căn chỉnh hoàn toàn và không thể di chuyển ra khỏi vị trí thẳng hàng. Vì vậy, nếu có sự cố xảy ra, thành phần đó sẽ bị loại bỏ hoàn toàn, gây tốn kém. |
| Hiệu suất cơ học | Hiệu suất cơ học tốt hơn trong điều kiện sốc và rung. | Không đảm bảo so với công nghệ SMT. |
| Điện trở và điện cảm so với mối hàn | Thấp hơn. Do đó, ít hiệu ứng tín hiệu RF không mong muốn hơn và hiệu suất tần số cao tốt hơn. | Cao hơn. |
| Số lỗ khoan | Ít hơn. | Hơn nữa, tốn thời gian và ảnh hưởng đến chi phí sản xuất. |
| Trình độ chuyên môn | Đạt được tỷ lệ 100% do thực hiện hoàn toàn tự động. | Còn hàng lỗi, hàng không đảm bảo chất lượng. |
Nhược điểm của SMT là gì?
Công nghệ SMT đòi hỏi sự chú ý đến từng chi tiết cao hơn nhiều so với lắp ráp xuyên lỗ. Ngay cả với quy trình phần lớn được tự động hóa, hàn dán luôn là vấn đề hàng đầu vì các lỗ hàn ngày càng nhỏ hơn, yêu cầu ít hàn hơn. Chính điều này cũng dẫn đến một khó khăn tiếp theo là mối hàn có thể bị hỏng do các hợp chất bầu trải qua quá trình tuần hoàn nhiệt.
Ngoài ra, chi phí đầu tư của doanh nghiệp sẽ rất lớn khi triển khai công nghệ SMT. Vì việc lắp ráp/sửa chữa các bộ phận có nhiều bộ phận trở nên khó khăn hơn nên sẽ yêu cầu người vận hành lành nghề và các công cụ đắt tiền hơn do kích thước nhỏ và khoảng cách hẹp của SMT.
Giải pháp phần mềm cho ngành linh kiện điện tử
Ngành Điện tử đang phải đối mặt với áp lực về thời gian giao hàng nhanh, đồng thời duy trì chất lượng ổn định và tối ưu hóa nguồn lực. Giải pháp nhà máy thông minh cho ngành linh kiện điện tử 3S iFACTORY|Electronics tích lũy kiến thức công nghệ quốc tế và hiểu biết đặc thù về các nhà máy Việt Nam, từ đó sẽ tạo ra một lăng kính chân thực về mọi chỉ số hiệu suất sản xuất. , giúp các doanh nghiệp trong lĩnh vực Điện tử & Linh kiện kiểm soát nội lực tốt hơn để cất cánh trong chuỗi cung ứng toàn cầu.
3S iFACTORY|Electronics được kiến trúc theo mô hình chuẩn quốc tế ISA-95 và tích hợp các thành tựu của Cách mạng công nghiệp 4.0 như AI, Big Data, IIoT…, giải pháp nhà máy thông minh 3S iFACTORY cung cấp cho doanh nghiệp một chiến lược chuyển đổi số toàn diện với 4 hệ thống cốt lõi. Đó là 3S IIoT Platform (Hệ thống kết nối – tự động hóa sản xuất), 3S MES (Hệ điều hành – điều hành sản xuất), 3S ERP (Hệ thống hoạch định tổng thể nguồn lực) và Trung tâm kinh doanh 3S (Hệ thống báo cáo thông minh).
Việc ứng dụng giải pháp 3S iFACTORY|Electronics sẽ góp phần chuyển đổi số toàn bộ các quy trình cốt lõi ở cả 3 cấp độ: hoạch định, quản lý, vận hành sản xuất, giúp doanh nghiệp tối ưu hóa các bài toán liên quan đến: Tiến độ – Chất lượng – Chi phí.
Xem chi tiết về Giải pháp nhà máy thông minh cho ngành linh kiện điện tử 3S iFACTORY|Electronics
kết thúc
Trên đây là một số thông tin về khái niệm SMT là gì? Nếu bạn đang tìm kiếm các giải pháp công nghệ hữu ích giúp chuyển đổi số toàn diện cho nhà máy sản xuất linh kiện – Điện tử, hãy liên hệ với chuyên gia của chúng tôi qua hotline: 092.688.6855
