Processus de ligne SMT de pointe dans la fabrication de PCB

La technologie de montage en surface (SMT) est un aspect de l'assemblage électronique dans lequel les composants électroniques, également appelés dispositifs à montage en surface (SMD), sont montés directement sur la surface d'une carte de circuit imprimé (PCB). Le SMT est très recherché dans l'industrie en raison de son efficacité en termes de coût et de qualité. Dans le processus de la chaîne de production SMT, les composants sont directement soudés à la surface du PCB, et le positionnement et l'installation précis des composants sont effectués grâce à des équipements tels que des machines de placement.

Qu'est-ce que la technologie de montage en surface (SMT) ?

Technologie de montage en surface (SMT) se présente comme une méthode d'assemblage et de production de pointe, plaçant directement des composants électroniques sur une carte de circuit imprimé (PCB). Ce processus avancé rationalise la production automatisée, complétant efficacement l'assemblage nécessaire pour une carte fonctionnelle. Tout composant électrique fixé de cette manière mérite le titre de dispositif à montage en surface (SMD). Contrairement à l'assemblage traditionnel, SMT saute l'étape d'insertion des composants à travers les trous ; au lieu de cela, les composants sont soudés directement sur la carte via une soudure par refusion.

IBM, dans les années 1960, a initialement baptisé cette approche révolutionnaire Planar Mounting. Ils l'ont appliqué à la construction d'ordinateurs à petite échelle, supplantant ainsi l'ancienne technologie Through-Hole. Malgré sa création, le SMT n'a été largement utilisé qu'en 1986, lorsque les composants montés en surface ont atteint une part de marché de 10 %. Avance rapide jusqu’en 1990, et les dispositifs montés en surface (CMS) dominaient la majorité des assemblages de circuits imprimés de haute technologie. Cela a marqué un changement important dans le paysage de la fabrication électronique. De nos jours, le SMT est utilisé dans presque tous les appareils électroniques, des jouets aux appareils de cuisine, en passant par les ordinateurs portables et les smartphones.

En raison de la précision requise pour créer des assemblages à montage en surface (SMA) de haute qualité, le processus d'assemblage SMT peut être fastidieux et long s'il est effectué manuellement. Par conséquent, pour améliorer l’efficacité, la plupart de la fabrication SMT est réalisée au moyen de machines d’assemblage automatisées, en particulier lors de la production en grande quantité. Comprenons le processus de production smt

Processus de fabrication SMT

Le processus de fabrication SMT comprend trois étapes clés : l'impression de la pâte à souder, le placement des composants et le brasage par refusion. Cette approche structurée garantit précision et efficacité dans l’assemblage de composants électroniques directement sur des circuits imprimés.

(Organigramme du processus SMT)

Impression de pâte à souder

Au cours de cette phase, une imprimante applique de la pâte à souder sur un circuit imprimé (PCB) à l'aide d'un pochoir et de raclettes préfabriquées. La pâte à souder, composée de flux et d'étain, facilite la connexion entre les composants montés en surface (SMC) et les plots de soudure sur le PCB.

Obtenir une couverture de pâte précise sur chaque tampon est crucial au cours de ce processus. Des imprécisions peuvent gêner l'établissement des connexions lorsque la soudure subit une fusion lors de l'étape suivante du four de refusion.

Maintenir le contrôle qualité de l’impression de pâte à souder est primordial. Tout défaut détecté au cours de cette étape peut entraîner des problèmes plus importants en aval. La conception du pochoir est essentielle, car elle oblige l’équipe d’assemblage à garantir un processus reproductible et stable. Alors que de nombreuses imprimantes de pâte à souder intègrent des fonctionnalités d'inspection automatique, certaines utilisent des machines externes dotées de la technologie 3D pour une évaluation plus approfondie. Ces dispositifs d'inspection externes évaluent des facteurs tels que le volume de pâte à souder par pastille, fournissant ainsi une analyse complète au-delà de la simple évaluation de la zone d'impression.

Placement des composants

Après avoir réussi l'inspection, le PCB passe à l'étape de placement des composants dans le processus d'assemblage SMT.

Chaque composant destiné au PCB est sorti de son emballage à l'aide d'un aspirateur ou d'un embout de préhension. Alors machines de transfert positionnez avec précision les composants électroniques individuels sur la pâte à souder appliquée précédemment sur la carte de circuit imprimé (PCB). Ces machines offrent non seulement une grande précision, mais fonctionnent également à une vitesse remarquable. Les machines de premier plan peuvent placer jusqu'à 80,000 XNUMX composants individuels chaque heure, démontrant l'efficacité de ce processus d'assemblage avancé.

La précision est requise dans ce processus, car tout placement erroné soudé dans une position peut être coûteux et long à retravailler.

soudage par refusion

Le brasage par refusion est une étape cruciale dans l'assemblage des cartes de circuits imprimés après la mise en place des composants montés en surface (SMC). Le PCB est acheminé dans un four de soudage par refusion, subissant un processus de brasage soigneusement orchestré dans des zones distinctes à température contrôlée :

• Zone de préchauffage : La zone initiale augmente progressivement la température de l'ensemble du PCB et de ses composants connectés simultanément. La température augmente à un rythme contrôlé (1.0℃-2.0℃ par seconde) jusqu'à atteindre une plage de 140℃-160℃.

• Zone de trempage : Au cours de cette phase, la planche est maintenue à une température constante entre 140 ℃ et 160 ℃ pendant une durée de 60 à 90 secondes.

• Zone de refusion : Le PCB entre ensuite dans une zone où la température augmente (1.0℃-2.0℃ par seconde) jusqu'à un maximum de 210℃-230℃. Cette température élevée fait fondre l'étain dans la pâte à souder, soudant ainsi efficacement les câbles du composant aux plages du PCB. Tout au long de ce processus, les composants restent en place en raison de la tension superficielle de la soudure fondue.

• Zone de refroidissement: La section finale garantit la solidification de la soudure à la sortie de la zone de chauffage, évitant ainsi les défauts de joint.

Après soudure par refusion, l'inspection finale est réalisée à l’aide d’une machine d’inspection optique automatisée (AOI) 3D. Cela garantit la qualité attendue des joints de soudure et identifie toute erreur dans le processus SMT. L'utilisation de machines à ce stade peut accroître l'efficacité et la précision par rapport aux inspections manuelles.

En cas de PCB double face, ces processus de brasage peuvent être répétés. Cela implique l'utilisation de pâte à souder ou de colle pour maintenir les SMC en place. Cette approche méticuleuse du brasage par refusion garantit l'intégrité et la fonctionnalité des connexions soudées dans les assemblages électroniques.

Équipement principal dans une ligne SMT

Une ligne de production de technologie de montage en surface (SMT) implique plusieurs équipements clés qui fonctionnent de concert pour assembler des composants électroniques sur des cartes de circuits imprimés. Les principaux équipements d'une ligne SMT comprennent :

• Imprimante à pochoir : L'imprimante au pochoir applique de la pâte à souder sur le PCB à l'aide d'un pochoir, garantissant un placement précis de la pâte sur les zones désignées.

• Machine de transfert : Cette machine automatisée récupère les composants électroniques et les place avec précision sur le PCB conformément aux spécifications de conception. Il gère différents types et tailles de composants.

• Four à souder par refusion : Le four de soudage par refusion est l'endroit où le PCB, avec ses composants et sa pâte à souder, subit des processus de chauffage et de refroidissement contrôlés. Cela fait fondre la soudure, créant ainsi des connexions électriques sécurisées.

• Machine d'inspection de pâte à souder (SPI) : Les machines SPI inspectent et vérifient le dépôt précis de la pâte à souder sur le PCB avant le placement des composants, garantissant ainsi la qualité du processus de soudure.

• Machine d'inspection optique automatisée (AOI) : Les machines AOI inspectent le PCB après le processus de soudure pour détecter les défauts, les désalignements ou les problèmes de soudure. Ils utilisent des caméras et un traitement d'images pour effectuer des inspections détaillées.

• Système de convoyeur : Un système de convoyeur transporte les PCB à travers différentes étapes de la ligne SMT, reliant ainsi diverses machines de manière transparente.

• Machine à souder à la vague (en option) : Dans certains cas, notamment pour les composants traversants, une machine à souder à la vague peut être utilisée en alternative ou en complément du brasage par refusion.

• Machine à dépanner : Après assemblage, les PCB peuvent être connectés dans un panneau et une machine à dépanner est utilisée pour les séparer en cartes individuelles.

• Imprimante d'écran (en option) : En plus de l'impression au pochoir, certaines lignes SMT peuvent inclure une sérigraphie pour des applications spécialisées ou certains types de composants.

• Machine de revêtement conforme (en option) : Pour une protection supplémentaire, certaines lignes SMT incluent une machine de revêtement conforme qui applique une fine couche protectrice sur le PCB.

Types de disposition de ligne SMT

La disposition d'une ligne de production de technologie de montage en surface (SMT) est cruciale pour optimiser l'efficacité et le débit. Il existe plusieurs types de configurations de lignes CMS, chacune conçue pour répondre à des exigences de production spécifiques. Voici quelques types courants de disposition de lignes SMT :

• Disposition en ligne : Dans une disposition en ligne, les machines SMT sont disposées en ligne droite et les PCB se déplacent séquentiellement d'une machine à la suivante. Cette disposition est simple, facile à comprendre et adaptée à une production à plus petite échelle.

• Disposition en forme de U : Une disposition en forme de U implique de disposer les machines SMT en forme de « U », permettant un flux continu de PCB. Cette disposition est efficace pour la production à plus grande échelle car elle minimise la distance que les PCB doivent parcourir entre les machines.

• Disposition en forme de L : Dans une disposition en forme de L, les machines SMT sont disposées en forme de « L ». Cette disposition est souvent utilisée lorsque l'espace est limité et offre une conception compacte tout en permettant un flux continu de PCB.

• Disposition de fabrication cellulaire : La fabrication cellulaire implique le regroupement de machines et de processus associés dans des cellules. Chaque cellule est dédiée à une tâche spécifique, comme l'impression de pâte à souder ou le placement de composants. Cette disposition améliore la flexibilité et l’efficacité.

• Disposition en forme de T : Une disposition en forme de T consiste à disposer les machines en forme de « T ». Cette disposition est polyvalente et peut s'adapter à différents volumes de production tout en maintenant un flux fluide de PCB.

• Disposition multiligne : Dans une configuration multiligne, plusieurs lignes de production sont parallèles les unes aux autres. Cette conception convient à la production en grand volume, permettant le traitement simultané de plusieurs PCB.

En savoir plus sur Disposition de la ligne SMT

Excellent ingénieur de processus SMT de VictoryPCB

Un ingénieur en technologie de montage en surface (SMT), également connu sous le nom d'ingénieur de procédés SMT ou d'ingénieur de fabrication, est un professionnel chargé de superviser et d'optimiser les processus impliqués dans l'assemblage de composants électroniques sur des cartes de circuits imprimés (PCB) à l'aide de la technologie de montage en surface. Cet ingénieur assiste au placement de matériaux électroniques sur les PCB, définit et met à niveau les processus d'assemblage SMT, met en œuvre et vérifie les procédures de fabrication spéciales.

Chez VictoryPCB, nous valorisons l'expérience en tant qu'enseignant ultime. Notre équipe est composée d’ingénieurs de procédés SMT chevronnés, apportant une richesse de connaissances pratiques. Nous comprenons l'importance d'un mélange équilibré de compétences, de formation et d'expérience pratique, garantissant que nos ingénieurs SMT sont bien équipés pour répondre aux exigences de la fabrication électronique de pointe.

Conclusion

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