Hệ thống SMT là gì? Tìm hiểu về công nghệ SMT sản xuất điện tử

Trong những năm gần đây, xu hướng thiết kế thiết bị, linh kiện điện tử chính đó là ngày càng nhỏ gọn nhưng vẫn dữ được hiệu năng, sự chính xác và chuẩn mực. Điều đó đòi hỏi và thúc đẩy các công ty công nghệ hàng đầu phát triển những phương thức hiện đại hơn nữa để hỗ trợ cho quá trình sản xuất, lắp ráp và gắn linh kiện. Để đáp ứng những yêu cầu đó, hệ thống công nghệ SMT ra đời và dần trở nên quan trọng trong sản xuất điện tử ngày nay. Sau đây, Kyodotech giới thiệu về hệ thống SMT là gì? Những điều về SMT bạn nên biết.

1. Hệ thống công nghệ SMT là gì?

Công nghệ SMT – Surface Mount Technology (Công nghệ gắn kết trên bề mặt), là công nghệ sản xuất mạch in mà các thành phần điện, linh kiện điện tử được gắn trực tiếp lên bề mặt của bảng mạch in (PCB). Công nghệ SMT được phát triển từ những năm 1960, và tập đoàn IBM Hoa Kì là một trong những đơn vị tiên phong sử dụng công nghệ này. Thành phần điện tử cần đến công nghệ SMT thường có kích thước nhỏ và dùng nhiều thành phần tụ điện và điện trở. Công nghệ này có ưu điểm là mức tự động hoá cao, giúp tiết kiệm tối đa chi phí và gia tăng sản lượng vì không yêu cầu quá nhiều nhân công tham gia sản xuất.

Xem ngay: Plenum box là gì? Khám phá những điều về Plenum Box

Công nghệ SMT được phát triển từ những năm 1960

2. Dây chuyền SMT là gì?

Dây chuyền SMT là hệ thống sản xuất điện tử sử dụng công nghệ SMT. Hỗ trợ trực tiếp quá trình sản xuất trở nên nhanh chóng, bớt cồng kềnh và cực kỳ hiệu quả. Đây đang là công nghệ cốt lõi của dây chuyền lắp ráp linh kiện điện tử hiện nay trên thế giới.

Tham khảo ngay: Phòng sạch dược phẩm – Một số lưu ý khi thi công phòng sạch dược phẩm

Dây chuyền SMT hiện nay được phân loại thành:

Căn cứ vào mức độ tự động hóa: Dây chuyền SMT tự động và bán tự động
Căn cứ vào quy mô và kích thước dây chuyền sản xuất: Dây chuyền SMT nhỏ, vừa và lớn

Dây chuyền SMT là công nghệ được sử dụng trong sản xuất mạch điện tử

Quy trình SMT bao gồm những công đoạn nào?

Quét hợp kim hàn

: Keo hàn sẽ được quét qua lỗ của một mặt nạ kim loại (metal mask hoặc stencil). Sau đó được đặt trên PCB để tránh dính vào bộ phận khác của linh kiện.
Gắn chíp, gắn IC

: Công nghệ SMT tự động gỡ linh kiện từ băng chuyền hoặc khay và đặt vào vị trí tương ứng đã được quét keo hàn. Sau khi lớp keo được sấy khô, các PCB sẽ được lật mặt và tiến hành gắn lặp lại.
Quá trình gia nhiệt, làm mát

: Được thực hiện ở các lò sấy, khu vực có nhiệt độ tăng dần để linh kiện thích ứng. Đến mức nhiệt độ đủ lớn, lớp keo hàn sẽ nóng chảy, dán chặt lớp linh kiện lên PCB. Sau đó làm mát bằng cách rửa với một số hóa chất, dung môi và nước, rồi dùng khí nén làm khô nhanh.
Kiểm tra và sửa lỗi

: Trong các phân xưởng ngành linh kiện điện tử, người ta sử dụng máy AOI (Automated Optical Inspection) quang học hoặc X-Ray để kiểm tra chất lượng thành phẩm. Các thiết bị này cho phép phát hiện các lỗi vị trí, lỗi tiếp xúc của các linh kiện và keo hàn trên bề mặt của mạch in PCB.

3. Tìm hiểu về các thành phần thiết bị được dùng trong SMT

Thiết bị SMT thụ động

SMT thụ động là các điện trở SMT, tụ điện SMT với kích thước theo gói tiêu chuẩn hoá và có nhiều cỡ gói tiêu chuẩn khác nhau như: 1812, 0805, 1206, 0603, …

Thông thường những thành phần thụ động thường bao gồm: điện cảm, điện dung và các thiết bị tổng hợp.

SMT thụ động là các điện trở SMT, tụ điện SMT

Bóng bán dẫn và Diode

Các bóng bán dẫn và Diode cũng là một trong các thành phần SMT tiêu chuẩn. Các bóng dẫn và Diot thường có kích thước nhỏ, vì vậy chúng thường được đặt trong các gói nhựa bảo vệ tương đối. Bóng bán dẫn là khối xây dựng cơ bản cho các mạch máy tính và một số thiết bị điện tử khác, nó phản ứng nhanh và sử dụng với chức năng điều chỉnh điện áp, chuyển mạch, dao động, khuếch đại và điều chế tín hiệu.

Xem ngay: Tiêu chuẩn GMP là gì? Điều kiện đạt chuẩn GMP

Mạch tích hợp

Mạch tích hợp là các chip logic đơn giản có tác dụng truyền tín hiệu và giảm nhiệt độ để bo mạch hoạt động tốt nhất. Hiện nay có nhiều gói được sử dụng cho mạch tích hợp. Mạch tích hợp trong công nghệ SMT được trang bị các gói tích hợp mở rộng và được thiết kế tùy biến theo mức độ kết nối cần đáp ứng. Tùy vào đặc thù từng loại sản phẩm và mức độ yêu cầu của hãng sản xuất khác nhau mà hệ thống SMT cũng có những sự thay đổi nhất định:

Loại chip nhỏ sẽ sử dụng các gói tích hợp SOIC – mạch tích hợp phác thảo nhỏ, 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.
Loại chip lớn hơn và đòi hỏi tiếp cận trực tiếp hơn sẽ sử dụng gói tích hợp VLSI – với đặc trưng là dấu chân hình vuông hoặc hình chữ nhật.

4. Ưu điểm và nhược điểm của dây chuyền công nghệ SMT

Hiện nay công nghệ này đang được sử dụng rộng rãi, nhất là trong các nhà máy sản xuất thiết bị điện tử và các phòng sạch bởi những ưu điểm vượt trội của công nghệ này so với kỹ thuật xuyên lỗ cổ điển.

Xem ngay: Phòng sạch GMP là gì? 4 cấp độ sạch trong nhà máy GMP

Ưu điểm của hệ thống SMT

Công nghệ SMT hỗ trợ lắp ráp linh kiện ngay trên bề mặt PCB, từ đó giúp giảm kích thước của các thành phần trên bo mạch và tiết kiệm được khoảng không gian sử dụng. Hiện nay linh kiện nhỏ nhất được lắp đặt bằng công nghệ này có kích thước chỉ 0,1×0,1 mm.

Quy trình lắp ráp đơn giản và nhanh chóng hơn, đồng thời mật độ kết nối cũng cao hơn so với kỹ thuật xuyên lỗ truyền thống.
Các lỗi nhỏ đều được sửa tự động trong quá trình lắp ráp nhờ sức căng bề mặt của vật hàn nóng chảy.
Các sản phẩm có giá cả hợp lý và độ bền bỉ cao hơn, giảm được sự tiếp xúc đáng kể.
Các linh kiện của SMT đa dạng và đáp tối đa nhu cầu của người sử dụng.

Ưu điểm của công nghệ SMT

Các nhược điểm của công nghệ SMT là gì

Ngoài những ưu điểm nổi bật nêu trên, SMT vẫn có một số hạn chế sau:

Quy trình chế tạo công nghệ SMT tốn nhiều thời gian và chi phí đầu tư trong việc lắp đặt, phần mềm quản lý và vận hành hệ thống.
Kích thước của các linh kiện rất nhỏ, có thể sẽ xảy ra một số sai sót, hỏng hóc mối hàn trong quá trình lắp ráp và vận hành.
Hệ thống SMT không phù hợp và khó tương thích với một số thành phần nhận và ngắt kết nối một các thường xuyên.
Công nghệ SMT sản xuất các linh kiện nhỏ gọn và chi tiết, việc sửa chữa, lắp đặt bằng tay sẽ khó khăn và tốn kém nhiều chi phí.

Trên đây là những chia sẻ của Kyodotech về hệ thống SMT và những kiến thức cần biết. Hy vọng qua nội dung này sẽ mang tới cho quý khách những kiến thức hữu ích về hệ thống công nghệ sản xuất SMT.