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