Linh kiện điện tử SMD, Công nghệ SMT trong sản xuất bo mạch điện tử
Linh kiện điện tử SMD và công nghệ SMT là công nghệ hiện đại đang được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Bài viết dưới đây của Alphavina sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về công nghệ này trong sản xuất bo mạch điện tử qua bài viết dưới đây.
Khái niệm SMD, SMT
SMD là viết tắt của Surface Mount device nghĩa là thiết bị gắn trên bề mặt. Linh kiện điện tử SMD có nhiều ưu điểm so với linh kiện truyền thống như:
- Kích thước nhỏ nên chiếm ít không gian hơn.
- Công nghệ gắn bề mặt cho phép hàn hàng loạt dễ dàng hơn.
- Nhiều mạch tích hợp (IC) mới chỉ có gắn bề mặt.
- Nhiệt độ hoạt động của linh kiện điện tử SMD thấp, giúp gia tăng độ bền của thiết bị.
Nhiều thiết bị đòi hỏi kích thước nhỏ gọn, những linh kiện điện tử thông thường không thể đáp ứng được. Vì vậy, ngày nay, linh kiện điện tử SMD được ứng dụng ở mọi nơi có thiết bị điện, điện tử.
SMT là viết tắt của Surface Mount Technology nghĩa là công nghệ dán bề mặt. Đây là công nghệ chế tạo các bo mạch bằng phương pháp hàn đồng loạt bằng kem hàn đúc sẵn theo chân linh kiện thay cho phương pháp xuyên lỗ truyền thống. Đây là công nghệ cốt lõi trong các dây chuyền lắp ráp linh kiện điện tử tự động, bán tự động hiện nay.
Công nghệ SMT được phát triển từ những năm 1960 và được áp dụng rộng rãi từ cuối những năm 1980. Trước khi có công nghệ SMT, các linh kiện điện tử phải được gia công cơ khí để đính thêm một mẩu kim loại vào hai đầu để có thể hàn chúng lên bề mặt mạch in. Với công nghệ SMT, linh kiện được cố định trên mạch in bằng một diện tích phủ kem hàn rất nhỏ.
Công nghệ SMT có nhiều ưu điểm so với kỹ thuật cũ, đó là:
- Giảm kích thước các thành phần trên bo mạch.
- Đáp ứng nhu cầu lắp đặt các linh kiện có kích thước ngày càng nhỏ hơn.
- Mật độ linh kiện trên một đơn vị diện tích lớn hơn.
- Các thành phần có thể gắn trên cả hai mặt của bảng mạch.
- Được thực hiện bởi máy móc tự động cực kỳ chính xác, sai số cực nhỏ.
- Khả năng tự động hóa cao, giảm chi phí lao động, tăng năng suất, chất lượng đồng bộ.
Tuy nhiên để đầu tư công nghệ SMT thì chi phí ban đầu sẽ tốn kém hơn, đồng thời đòi hỏi trình độ kỹ thuật và máy móc chuyên dụng để kiểm tra các mối hàn vì các linh kiện nhỏ khó phát hiện lỗi bằng mắt thường.
Quy trình dây chuyền công nghệ SMT
Không có quy chuẩn cho một dây chuyền sản xuất SMT nhưng về cơ bản quy trình công nghệ SMT trải qua các bước cơ bản sau:
Bước 1: Chuẩn bị vật chất và kiểm tra (Material preparation and examination)
Chuẩn bị linh kiện điện tử và miếng hàn. Kiểm tra nếu có bất kỳ sai sót nào. Miếng hàn (PCB) thường là thiếc – chì, bạc hoặc vàng, không có lỗ.
Bước 2: Chuẩn bị stencil (Stencil preparation)
Stencil là tấm thép không gỉ được cắt bằng laser tạo ra các lỗ theo biên dạng chân linh kiện SMD, dùng để xác định vị trí cố định cho quá trình in dán hàn.
Bước 3: Dán thiếc hàn (Solder paste printing)
Dùng keo hàn (thường là hỗn hợp của chất trợ dung và thiếc) để kết nối SMD và miếng hàn trên bảng mạch in bằng cách sử dụng chổi cao su ở phạm vi góc 45-60 độ.
Bước 4: Dán SMC (SMC placement)
Bảng mạch in sau đó được chuyển đến các máy chọn và cài đặt, tại đây chúng được đưa lên băng chuyền và các thành phần điện tử được đặt lên trên đó.
Bước 5: Hàn lại (Reflow soldering)
Bảng mạch in sẽ được đưa vào lò hàn, tại đây phần kem hàn dưới tác động của nhiệt lượng sẽ nóng chảy tạo ra các mối hàn gắn chặt linh kiện lại trên bảng mạch. Có nhiều giai đoạn nhiệt độ riêng biệt để các mối hàn đủ nóng chảy mà không làm hư hại đến các thành phần linh kiện.
- Buồng sấy hàn (Soldering oven): các bo mạch được chuyển vào buồng sấy hàn nóng chảy lại.
- Vùng nhiệt sơ bộ (Pre-heat zone): nhiệt độ của bo mạch và tất cả các thành phần được nâng lên đồng thời và dần dần. Tốc độ tăng nhiệt độ trong phần này là 1-2℃ mỗi giây cho đến khi đạt 140℃ -160℃.
- Vùng ngâm (Soak zone): bo mạch sẽ được giữ trong vùng này trong 60-90 giây ở nhiệt độ từ 140℃ -160 ℃.
- Khu vực chảy lại (Reflow zone): nhiệt độ tăng lên ở mức 1,0 ℃ -2,0 ℃ mỗi giây đến đỉnh 210 ℃ -230 ℃ để làm tan chảy thiếc trong bột hàn, liên kết thành phần dẫn đến các miếng đệm trên bảng mạch in.
- Vùng làm mát (Cooling zone): đảm bảo chất hàn đông cứng khi ra khỏi vùng gia nhiệt để tránh lỗi mối nối .
Bước 6: Làm sạch và kiểm tra (Clean and inspection)
Làm sạch bo mạch sau khi hàn và kiểm tra xem có sai sót nào không. Loại bỏ hoặc sửa chữa các khiếm khuyết và bảo quản sản phẩm.
PCB là gì? PCBA tại Hà Nội
PCB (Printed Circuit Board) là bảng mạch in gồm nhiều lớp và không dẫn điện, dùng để kết nối các linh kiện điện tử với nhau. Trong mạch PCB, các linh kiện điện tử được kết nối không thông qua các dây dẫn ngoài mà các đường dẫn sẽ tích hợp ngay trên bề mặt của mạch giúp cho mạch được gọn gàng và hiệu quả hơn. PCB không thể thiếu trong các thiết bị điện, điện tử trong mọi lĩnh vực như công nghiệp, thiết bị y tế, máy móc, ti vi, điện thoại di động…
PCB có cấu tạo gồm:
- Chất nền: tùy từng loại bản mạch, thường làm từ thủy tinh FR4, cũng có thể là vật liệu đắt tiền hơn như nhôm, polymer hoặc RO4350B nhằm đảm bảo tính cách điện trong mạch.
- Copper: là lớp đồng mỏng có vai trò dẫn điện. Chiều dày và số lớp đồng tùy thuộc vào thiết kế và chức năng của mạch.
- Solder mask: là lớp mặt nạ hàn gắn phía trên copper, che phủ toàn bộ mạch trừ phần chân linh kiện để hàn, có tác dụng điều hướng linh kiện điện tử SMD kích thước nhỏ vào đúng vị trí, đồng thời tách biệt chân linh kiện cần hàn và các đường mạch xung quanh, chống oxy hóa đường mạch. Mặt nạ hàn chủ yếu có màu xanh lá cây.
- Silk screen: là lớp màu trắng trên cùng của mạch in, có các ký tự và ký hiệu thể hiện giá trị, vị trí linh kiện…
PCBA (Printed Circuit Board Assembly) là loại mạch PCB đã hoàn thiện, được gắn đầy đủ các linh kiện điện tử như IC, tụ điện, điện trở. Trong khi đó PCB chỉ là bảng mạch in chưa lắp linh kiện. PCBA đã trải qua quá trình hàn, có thể làm thủ công hoặc qua công nghệ SMT để kết nối các linh kiện và mạch in.
Nếu bạn đang quan tâm dịch vụ gia công PCB, cung cấp các loại linh kiện full BOM, và lắp ráp, hiệu chỉnh mạch PCBA từ 1 đến 20 layer thì có thể tham khảo Alphavina – địa chỉ tin cậy hàng đầu trong lĩnh vực cung cấp linh kiện điện tử và thiết bị viễn thông. Các sản phẩm mới luôn được cập nhật liên tục đáp ứng mọi nhu cầu nghiên cứu, sản xuất với số lượng từ ít đến nhiều. Các linh kiện điện tử luôn đảm bảo chất lượng cao nhất với mức giá phải chăng, chế độ bảo hành uy tín.
Alphavina đã có hơn 10 năm kinh nghiệm, với đội ngũ kỹ thuật viên giàu trình độ chuyên môn và kinh nghiệm thực tế sẽ tư vấn giúp bạn lựa chọn linh kiện điện tử SMD, bảng mạch PCB, PCBA phù hợp, đảm bảo độ an toàn cũng như tiết kiệm chi phí.
Mọi thắc mắc, nhu cầu cần giải đáp, hỗ trợ, hãy liên hệ với chúng tôi để được phục vụ nhanh chóng, chu đáo nhất.
Thông tin liên hệ:
CÔNG TY CỔ PHẦN THIẾT BỊ ALPHA VIỆT NAM
Địa chỉ: Số 01-LK31, TDP Quang Minh, Phường Dương Nội, Quận Hà Đông, Thành phố Hà Nội
Văn phòng giao dịch: Số 9, Tổ Dân Phố Chợ, Phường Đại Mỗ, Quận Nam Từ Liêm, Thành phố Hà Nội
Số điện thoại: 0929640863
Tel:(+84)2438399555
Email: info@alphavina.com
