Pengantar Teknologi Permukaan Gunung
Surface Mount Technology adalah area perakitan elektronik yang digunakan untuk memasang komponen elektronik ke permukaan papan sirkuit cetak (PCB) karena menentang memasukkan komponen melalui lubang seperti pada perakitan konvensional. SMT dikembangkan untuk mengurangi biaya produksi dan juga untuk membuat penggunaan ruang PCB lebih efisien. Sebagai hasil dari pengenalan teknologi pemasangan permukaan sekarang memungkinkan untuk membangun sirkuit elektronik yang sangat kompleks ke dalam rakitan yang lebih kecil dan lebih kecil dengan pengulangan yang baik karena tingkat otomatisasi yang lebih tinggi.
Apa itu SMD?
Perangkat surface mount atau SMD adalah istilah yang digunakan untuk komponen elektronik yang digunakan dalam proses pemasangan permukaan permukaan. Ada berbagai paket komponen SMD yang tersedia di pasar dan tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran - pilihan dapat dilihat di bawah ini:
Proses Pemasangan Permukaan Permukaan
Proses pemasangan permukaan permukaan dimulai selama fase desain ketika banyak komponen yang berbeda dipilih dan PCB dirancang menggunakan paket perangkat lunak seperti Orcad atau Cadstar (yang lain tersedia ).
Adalah penting untuk menyadari bahwa proses dimulai pada tahap ini karena ini adalah waktu terbaik untuk memasukkan sebanyak mungkin fitur desain yang akan membuat produksi lurus ke depan dan bebas dari sakit kepala. Cukup sering sirkuit diambil dari fase desain skematik ke layout PCB dengan pertimbangan utama menjadi fungsi, yang tentu saja sangat penting, tetapi desain untuk pembuatan (DFM) idealnya harus dimasukkan.
Setelah desain PCB selesai dan komponen yang dipilih tahap berikutnya adalah mengirim data PCB ke perusahaan manufaktur PCB dan komponen yang dibeli dengan cara yang paling sesuai untuk memfasilitasi otomatisasi. Desain panel PCB harus dipertimbangkan dan spesifikasi dibuat untuk memastikan bahwa format yang diterima PCB adalah seperti yang diharapkan dan cocok untuk mesin yang akan digunakan.
Komponen yang tersedia dikemas dalam berbagai cara seperti pada gulungan, dalam tabung atau dalam nampan seperti yang dapat dilihat di bawah ini. Kebanyakan tersedia pada gulungan yang lebih disukai tetapi kadang-kadang karena 'Minimum Order Quantities (MOQ's)' komponen cukup sering dipasok dalam tabung atau strip pendek dari tape. Kedua jenis kemasan ini dapat digunakan tetapi perlu jenis pengumpan yang tepat. Komponen yang disediakan longgar dalam tas harus dihindari jika mungkin karena dapat menyebabkan penempatan tangan atau kebutuhan untuk piring makan khusus.
Semua komponen dengan MSL (Moisture Sensitivity Level) harus ditangani sesuai dengan J-STD-033.
Pemrograman mesin - Gerber / CAD ke Centroid / Penempatan / XY file
Setelah menerima panel PCB dan komponen langkah selanjutnya adalah mengatur berbagai mesin yang digunakan dengan proses manufaktur. Mesin seperti mesin penempatan dan AOI (Automated Optical Inspection) akan membutuhkan program yang dibuat yang paling baik dihasilkan dari data CAD tetapi cukup sering ini tidak tersedia. Data Gerber hampir selalu tersedia karena ini adalah data yang diperlukan untuk PCB telanjang yang akan diproduksi. Jika data Gerber adalah satu-satunya data yang tersedia maka pembuatan file centroid / placement / XY dapat sangat memakan waktu dan sehingga Surface Mount Process menawarkan layanan untuk menghasilkan file ini .
Solder Paste Printing
Mesin pertama yang diatur dalam proses manufaktur adalah printer pasta solder yang dirancang untuk menerapkan pasta solder menggunakan stensil dan penyapu ke bantalan yang sesuai pada PCB. Ini adalah metode yang paling banyak digunakan untuk menerapkan pasta solder tetapi pencetakan jet menjadi lebih populer, terutama di sektor sub-kontrak karena tidak perlu stensil dan modifikasi lebih mudah dibuat.
Menjaga kendali atas proses ini sangat penting karena setiap cacat pencetakan, jika tidak terdeteksi, akan menyebabkan kerusakan lebih lanjut di telepon. Dengan majelis menjadi lebih kompleks desain stensil adalah kunci dan perawatan harus diambil untuk memastikan proses yang berulang dan stabil.
Solder Paste Inspection (SPI)
Kebanyakan mesin cetak pasta solder memiliki pilihan termasuk pemeriksaan otomatis tetapi, tergantung pada ukuran PCB, proses ini dapat memakan waktu dan mesin yang terpisah sering dapat lebih disukai. Sistem inspeksi dalam printer pasta solder menggunakan teknologi 2D sedangkan mesin SPI khusus menggunakan teknologi 3D untuk memungkinkan pemeriksaan yang lebih menyeluruh termasuk volume pasta solder per pad dan bukan hanya area cetak.
Inspeksi 2D untuk area cetak Inspeksi 3D untuk volume cetak |
Penempatan Komponen
Setelah PCB dicetak telah dikonfirmasi untuk memiliki jumlah yang tepat dari pasta solder diterapkan itu bergerak ke bagian selanjutnya dari proses manufaktur yang merupakan penempatan komponen. Setiap komponen diambil dari kemasannya menggunakan vakum atau nosel gripper, diperiksa oleh sistem penglihatan dan ditempatkan di lokasi yang diprogram dengan kecepatan tinggi.
Ada berbagai macam mesin yang tersedia untuk proses ini dan itu sangat tergantung pada bisnis untuk jenis mesin apa yang dipilih. Sebagai contoh jika bisnis terfokus di sekitar jumlah bangunan besar maka tingkat penempatan akan menjadi penting namun jika fokusnya adalah batch kecil / campuran tinggi maka fleksibilitas akan menjadi lebih penting.
Inspeksi Optik Otomatis Pra-Reflow (AOI)
Setelah proses penempatan komponen, penting untuk memverifikasi bahwa tidak ada kesalahan yang telah dilakukan dan semua bagian telah ditempatkan dengan benar sebelum penyolderan ulang. Cara terbaik untuk melakukan ini adalah dengan menggunakan mesin AOI untuk melakukan pemeriksaan seperti keberadaan komponen, jenis / nilai dan polaritas. 
Inspeksi Artikel Pertama (FAI)
Salah satu dari banyak tantangan untuk produsen sub-kontrak adalah verifikasi perakitan pertama dengan informasi pelanggan atau pemeriksaan artikel pertama (FAI) karena dapat sangat memakan waktu. Ini adalah langkah yang sangat penting dalam proses karena setiap kesalahan, jika tidak terdeteksi, dapat menyebabkan pengerjaan ulang volume tinggi.
Solder Reflow
Setelah semua penempatan komponen telah diperiksa, perakitan PCB bergerak ke mesin pematerian reflow di mana semua koneksi solder listrik terbentuk antara komponen dan PCB dengan memanaskan perakitan ke suhu yang cukup. Ini akan menjadi salah satu bagian yang tidak terlalu rumit dari proses perakitan tetapi profil reflow yang benar adalah kunci untuk memastikan sambungan solder yang dapat diterima tanpa merusak bagian atau rakitan karena panas yang berlebihan.
Ketika menggunakan solder bebas timah perakitan yang diprofilkan dengan hati-hati bahkan lebih penting karena suhu reflow yang diperlukan sering kali sangat dekat dengan banyak komponen suhu pengenal maksimum.
Inspeksi Optik Otomatis Pasca-Ulang (AOI)
Bagian terakhir dari proses pemasangan permukaan permukaan adalah untuk memeriksa kembali bahwa tidak ada kesalahan yang dibuat dengan menggunakan mesin AOI untuk memeriksa kualitas sambungan solder.
|
Dengan diperkenalkannya teknologi 3D, proses ini menjadi lebih andal karena dengan pemeriksaan 2D ada cenderung tingkat panggilan palsu yang tinggi karena menafsirkan gambar 2D. Inspeksi 3D telah memungkinkan pengukuran yang lebih akurat untuk diambil dan menyediakan proses pemeriksaan yang lebih stabil.
Salah satu fitur terbaru pada mesin inspeksi adalah bahwa mereka dapat dihubungkan bersama untuk memungkinkan umpan balik instan ke mesin sebelumnya untuk memungkinkan penyesuaian otomatis dilakukan. Misalnya mesin AOI dapat dihubungkan ke mesin penempatan sehingga posisi penempatan komponen dapat disesuaikan dan mesin SPI dapat dihubungkan ke printer untuk memungkinkan penyesuaian yang dilakukan untuk penyelarasan PCB ke stensil.
Peningkatan Efisiensi dan Produktivitas
Ini adalah statistik yang mengejutkan untuk dibaca bahwa dalam industri elektronik banyak operasi pemasangan di permukaan, khususnya di sektor manufaktur sub-kontrak, berjalan serendah 20% efisien.
Ada banyak alasan yang berkontribusi pada angka ini tetapi pada dasarnya berarti bahwa hanya 20% dari investasi modal yang digunakan. Secara finansial, ini akan mengarah pada biaya kepemilikan yang lebih tinggi dan pengembalian investasi yang lebih lambat. Untuk pelanggan, itu dapat menyebabkan lead time yang lebih lama untuk produk mereka dan oleh karena itu bisnis tidak akan kompetitif di pasar.
Dengan efisiensi produksi pada tingkat ini akan ada banyak efek knock-on yang akan berdampak pada bisnis seperti ukuran batch yang lebih besar, lebih banyak bagian dalam stok, lebih banyak rakitan dalam WIP (pekerjaan yang sedang berjalan) dan waktu reaksi yang lebih lambat untuk kebutuhan perubahan pelanggan .
Dengan semua ini, ada insentif kuat untuk meningkatkan efisiensi dengan tetap menjaga kualitas.