Download - Tehnologia SMT
Tehnologia de montare pe suprafata
SMT
Tehnologia montãrii pe suprafaţã sau SMT (SMT=Surface
Mount Technology, in englezã) s-a impus in ultimii ani ca
principalã metodã de fabricaţie a modulelor electronice.
Tehnologia montãrii pe suprafaţã a permis realizarea de module
electronice mai performante şi mai fiabile, cu greutate, volum şi
costuri mai scãzute decât tehnologia anterioarã, ce utilizeazã
componente cu terminale pentru inserţie THT (THT=Through-Hole
Technology, în englezã). Componentele electronice utilizate au
primit denumiri corespunzãtoare acestor tehnologii. Întâlnim
astfel componentepentru montarea pe suprafaţã (SMD=Surface
Mounted Devices, în englezã) şi componente cu terminale pentru
inserţie pe care le vom numi în continuare componente THT.
O caracteristicã definitorie pentru SMT este montarea
componentelor electronice pe suprafaţa circuitului imprimat, fãrã
a pãtrunde prin gãurile practicate în circuitul imprimat, ca în
tehnologia THT. Aceastã modificare, minorã la prima vedere, avea
sã influenţeze practice toatã industria electronicã, de la
proiectare, procese de prelucrare sau de asamblare, materiale şi
capsule ale componentelor electronice, etc.
În figura de mai jos se prezinta un condensator ceramic
montat în variantele SMT şi THT. Se observa modul de conectare
la circuitul imprimat, în cele douã cazuri. Se observã,
deasemenea şi faptul cã varianta THT a condensatorului are douã
1
lipituri suplimentare, cele ale terminalelor, fapt care constiutuie o
sursã de reducere a fiabilitãţii asamblãrii.
Daca in vechile tehnologii plantarea pieselor electronice, atat active cat si
pasive, se facea pe cablaje imprimate cu gauri de conectare, in momentul de fata,
din ce in ce mai mult, se renunta la acest tip de plantare utilizandu-se tehnologia de
montare pe suprafata - SMT - (Surface Mount Technology). Noua tehnologie
pentru executarea echipamentelor electronice (SMT), prezinta urmatoarele
avantaje:
- viteza mare de executie
- precizie mare de executie
- fiabilitate ridicata
- pret de cost redus
Etapele de realizare ale circuitului electronic sunt:
Proiectarea si realizarea cablajului imprimat
In prezent, proiectarea circuitelor electronice se face prin programe
specializate, cu ajutorul calculatorului (OrCAD, CADSTAR, etc.). La sfarsitul
2
unui asemenea proiect rezulta un plan cu desene de trasee, (de fapt trasee
electronice), care leaga componentele electronice intre ele. Aceasta etapa este
similara si pentru vechea tehnologie. Desenul acestui cablaj il putem obtine fie pe
o coala de hartie desenat de o imprimanta sau plotter, fie pe un film tehnic, dar in
acest caz penita plotterului trebuie sa fie o raza foarte subtire de lumina (laser).
Urmatoarea etapa o reprezinta executia filmelor cu pozitionarea gaurilor prin
cablaj, a filmelor cu pozitionarea elementelor de contact si, in sfarsit, a filmelor cu
desenul substantei de protectie (solder mask). Pentru a se putea prelucra cablajul
prin SMT, circuitul imprimat trebuie sa devina fotosensibil. Aceasta operatie se
realizeaza prin acoperirea celor doua fete de cupru cu un material fotosensibil
numit fotorezist. Prin mijloace de expunere optica, pe acest cablaj se expune filmul
care contine traseele de circuit. Dupa expunerea cablajului cu imaginea traseelor,
aceasta se trateaza chimic corodandu-se toata suprafata de cupru care nu este
necesara, ramanand numai traseele.
Aplicarea pastei de lipit (solder paste)
Pe suprafata circuitului imprimat se aplica pasta de lipit cu ajutorul unui
echipament numit Stencil Printer. Cablajul imprimat se monteaza intre placa de
baza a echipamentului si o matrita, astfel incat gaurile matritei sa se potriveasca
perfect cu pad-urile (locurile unde urmeaza sa se lipeasca pe cablaj componentele
electronice). Peste matrita se aplica pasta de lipire (solder paste) in stare fluida;
aceasta intra prin gaurile matritei pana pe placa circuitului imprimat. Partea fixa a
echipamentului SMT contine o placa cu gauri, numita placa de vid. La placa de vid
se conecteaza un traductor de vid impreuna cu un intrerupator, acesta din urma
3
conectandu-se la un compresor. Intrerupatorul va permite ca aerul sa treaca prin
traductorul de vid cand capacul stencil printer-ului este inchis.
Cu racleta se intinde pasta de lipit peste matrita. Compresorul va crea un vid
care va permite ca pasta de lipire din gaurile matritei sa ramana pe placa de circuit
la deschiderea capacului stencil printer-ului.
Masina de aplicat pasta Pozitia stencil-ului in masina
Placa de vid
4
Montarea pieselor electronice(NXT Fuji)
Cablajul pentru plantare se aseaza pe masa masinii de plantare Pick and
Place - (culege si aseaza). In productia de serie mare, plantarea se realizeaza
automat; pentru modele experimentale, cercetare, regimul masinii se comuteaza in
sistem semiautomat, piesele fiind plantate pe cablaj cu dispozitivul pick and place
de catre operator. Piesele raman lipite pe cablaj datorita faptului ca pasta de lipire
le tine lipite mecanic, nu electric.
Pentru a putea fi lipite electric, cablajele se introduc intr-un cuptor special
in care sunt lipite toate piesele odata.
Masina de montat piesele SMD
5
Lipirea componentelor
Durata de lipire a tuturor pieselor este de 2 - 3 minute. Profilul graficului
trebuie sa fie trasat astfel incat in timpul incalzirii sa se realizeze anumite procese
in cateva etape: - evaporarea solventului are loc la temperatura de 100 grade C –
reducerea cantitatilor oxizilor metalici (temperatura creste spre punctul de
topire al aliajului - 183 grade C) - topirea pastei de lipit (200 grade C); topitura este
fluida si ia ponenta electronica si placa de circuit. Aceasta etapa dureaza cateva
secunde.
Perioada de timp in care se lucreaza la peste 200 grade C este de obicei
limitata la 2 - 3 minute pentru a se evita distrugerea elementului de circuit prin
supraincalzire.
6
Cuptorul pentru lipit piesele SMD
NXT Fuji
NXT Fuji este construita pentru a răspunde cerinţelor din mediile de producţie
moderne. Plasarea componentelor cu capete interschimbabile permite fiecarui
modul de a funcţiona ca un montator de cipuri electronice de mare viteză sau ca un
sistem multi-maşină in functie de plasare. Capete sunt rapid şi simplu de schimbat
din masina pentru a permite trecerea de la un produs la altul al unei linii complete de
producţie în doar câteva minute. Modulele NXT sunt rapid reconfigurabile pentru a
se asigura capacitatea de a satisface cererile în timp real de producţie. M3 (320 mm
lăţime) şi M6 (645 mm lăţime), modulele pot fi aranjate şi rearanjate rapid pentru a
se potrivi în mod specific unic dvs. şi dinamic de schimbare mediului de producţie.
Alimentatoarele inteligente cu cipuri(feedere), nu numai ca permit componentelor să
fie încărcate în timp ce maşina este în mişcare dar si elimină erorile de instalare, ca
şi exemplu funcţia ID-ului asigură faptul că componentele sunt livrate în cazul în
care acestea sunt necesare la bord de pe slotul corect.. NXT poate monta cipuri
7
electronice pe PCB-uri de dimensiuni de până la 20x21inchi şi este echipat cu
reglare automată a lăţimii benzii de transport, cu o unitate automata de scule de
sprijin pentru PCB si cu o magazie automata pentru pipetele cu care ia piesele de pe
feedere si le monteaza pe placile electronice.
Limba NXT lui este neutra bazandu-se pe icone bazate pe un sistem de
operare care minimizează curba de învăţare pentru operatori si formarea profesională
şi îmbunătăţeşte eficienţa de funcţionare a operatorilor de linie. Acest lucru elimină
problemele tipice: punerea în aplicare cu productivitate şi calitate
8
9