Smt Là Gì? Tìm Hiểu Dây Chuyền Smt - Solution IAS

Smt là gì? tìm hiểu dây chuyền smt về những thành phần và ứng dụng của chúng trong đời sống hiện nay thông qua bài viết này nhé. 

1. SMT là gì?

SMT được viết tắt từ cụm từ Surface Mount Technology, đây là thuật ngữ vô cùng quen thuộc trong ngành điện tử.

Công nghệ này còn có tên gọi khác là công nghệ dán bề mặt, người ta sẽ sản xuất bo mạch bằng phương pháp hàn qua các bể chì nóng thay vì xuyên lỗ như trước đây.

SMT được đưa vào sử dụng vào năm 1960. Với công nghệ cũ kỹ lúc bấy giờ thì chúng đòi hỏi phải gia công cơ khí các thiết bị linh kiện để có thể đính thêm một mẫu kim loại vào 2 đầu, sau đó mới hàn chúng trực tiếp trên bề mặt mạch in.

Từ sau khi có công nghệ SMT, người ta có thể cố định linh kiện lên bề mặt mạch in bằng cách phủ một lượng chì rất nhỏ. Mặt còn lại của tấm PCB được thực hiện tương tự bằng cách cố định linh kiện chỉ với một chấm kem hàn. Nhờ đó giảm đi đáng kể kích thước vật lý của linh kiện.

2. Kỹ thuật gắn chip trên SMT

Với những hãng sản xuất khác nhau sẽ có quy trình và cách hoạt động, gắn Chip khác nhau để có thể tạo ra máy gắn Chip trên dây truyền SMT.

Tuy nhiên, dù bắt đầu ở công đoạn và quy trình nào đi chăng nữa cũng cần phải đảm bảo đúng quy trình 4 bước sau đây:

Bước 1: Quét hợp kim hàn

Kem hàn có dạng bột nhão, tính bám dính cao, thành phần thay đổi tùy công nghệ và đối tượng hàn.

Kem hàn quét qua lỗ của một mặt nạ kim loại (metal mask hoặc stencil) được đặt trên PCB để tránh dính vào nơi không mong muốn. Sau đó, chuyển sang công đoạn gắn linh kiện.

Bước 2: Gắn chip, gắn IC

Máy tự động gỡ linh kiện từ băng chuyền hoặc khay và đặt vào vị trí tương ứng đã được quét kem hàn.

Sau khi kem hàn được sấy khô, PCB được lật mặt và quá trình gắn lặp lại. Công nghệ SMT mới còn cho phép gắn linh kiện cùng lúc cả hai mặt.

Bước 3: Gia nhiệt – làm mát

Tại lò sấy, PCB đi qua các khu vực với nhiệt độ tăng dần để linh kiện có thể thích ứng. Ở nhiệt độ đủ lớn, kem hàn nóng chảy, dán chặt linh kiện lên PCB

Sau đó chúng được rửa bằng một số hóa chất, dung môi và nước để làm sạch vật liệu hàn rồi dùng khí nén làm khô nhanh.

Bước 4: Kiểm tra và sửa lỗi

Ở bước này chúng ta có thể sử dụng các máy AOI (automated Optical Inspection) quang học hoặc X-ray

Các thiết bị này cho phép phát hiện các lỗi vị trí, lỗi tiếp xúc của các linh kiện và kem hàn trên bề mặt của mạch in.

3. Thành phần của SMT

Đến thời điểm hiện tại SMT là công nghệ và dây chuyền SMT là quy trình phổ biến nhất trong ngành lắp ráp điện tử. Thiết bị phổ biến của SMT và các chức năng của nó như sau:

SMD thụ động

Có nhiều thiết bị khác nhau được sử dụng cho các SMD thụ động, phần lớn các SMD thụ động là điện trở SMT hoặc trụ điện SMT có kích thước gói được tiêu chuẩn hóa hợp lý.

Điện trở và tụ điện có nhiều kích cỡ gói, các gói kích thước tiêu chuẩn bao gồm 1812, 1206, 0805, 0603, 0402, 0201. Có đơn vị đo là (/100inch).

Ví dụ: gói 1812 có nghĩa là 18×12/100 inch. Những kích thước lớn như 1802, 1206 là những gói kích thước thuở ban đầu hiện nay các gói kích thước này đã được tối giản thành kích thước nhỏ gọn hơn rất nhiều. Tạo tiền đề cho sự ra đời của các loại màn hình LED sau này.

Các bóng bán dẫn và đi ốt

Các bóng bán dẫn và đi ốt SMT thường được chứa trong một gói nhựa nhỏ. Các kết nối được thực hiện thông qua khách hàng tiềm năng phát ra từ gói và được uốn cong để chúng chạm vào bảng.

Mạch tích hợp

Có nhiều gói được sử dụng có các mạch tích hợp. Gói được sử dụng phụ thuộc vào mức độ kết nối cần thiết.

Nhiều chip như chip logic đơn giản có thể chỉ cần 14 hoặc 16 chân, trong khi các chip khác như bộ xử lý VLSI và chip liên quan có thể yêu cầu tới 200 hoặc nhiều hơn.

• Đối với các chip nhỏ, các gói như SOICcó thể được sử dụng. Đây là phiên bản SMT của các gói DIL được sử dụng cho các chip logic 74 series quen thuộc. Bên cạnh đó các gói phiên bản nhỏ hơn bao gồm TSOP và SSOP.
• Các chip VLSI đòi hỏi một cách tiếp cận khác. Thông thường các gói phẳng bốn có dấu chân hình vuông (hình chữ nhật) và có các chân phát ra ở phía trước được sử dụng. Khoảng cách giữa các chân sẽ phụ thuộc vào số lượng chân cần thiết. Với một số chip nó có thể lên tới 20/1000 inch.
• Các gói khác có sẵn, một các được gọi là BGA được sử dụng trong nhiều ứng dụng. Thay vì có các kết nối ở bên cạnh thì chúng ở bên dưới gói. Vì toàn bộ mặt dưới của gói có thể được sử dụng khoảng cách của các kết nối rộng hơn và nó được cho đáng tin cậy hơn nhiều.

4. Ưu nhược điểm của SMT là gì?

Ưu điểm

• Công nghệ SMT có thể gắn linh kiện lên trên hai mặt của bo mạch làm kích thước vật lý linh kiện nhỏ hơn tiết kiệm không gian đáng kể.
• Chỉ cần phải tạo ra rất ít lỗ trong quá trình chế tạo PCB
• Quá trình lắp ráp đơn giản hơn
• Những lỗi nhỏ gặp phải trong quá trình đóng gói được hiệu chỉnh tự động (sức căng bề mặt của kem hàn nóng chảy làm lệch vị trí của linh kiện ra khỏi vị trí của chân hàn trên bo mạch)
• Làm giảm trở và kháng của lớp chì tiếp xúc (làm tăng hiệu năng của các linh kiện cao tần)
• Tinh năng chịu bền bỉ hơn trong điều kiện bị va đập và rung lắc
• Giá linh kiện cho công nghệ SMT thường rẻ hơn giá linh kiện cho công nghệ xuyên lỗ
• Các hiệu ứng cao tần (RF) không mong muốn ít xảy ra hơn khi sử dụng công nghệ SMT so với các linh kiện cho dùng công nghệ hàn chì, tạo điều kiện thuận lợi cho việc dự đoán các đặc tuyến của linh kiện.
• Hiện nay các sản phẩm SMT tương đối đa dạng đáp ứng đủ các nhu cầu từ thủ công tới tự động hóa hoàn toàn.

Nhược điểm

Những điểm cần phải khắc phục ở công nghệ này là:

• Quá trình công nghệ chế tạo SMT công phu hơn nhiều so với việc sử dụng công nghệ đóng gói xuyên lỗ, đầu tư ban đầu tương đối lớn và tốn thời gian trong việc lắp đặt hệ thống.
• Do kích thước linh kiện rất nhỏ, độ phân giải của các linh kiện trên bo là rất cao nên việc nghiên cứu, triển khai công nghệ này một cách thủ công sẽ làm cho tỷ lệ sai hỏng tương đối lớn và tốn kém.

>>> Xem thêm: RFID là gì? Nguyên lý và ứng dụng trong sản xuất