SMT vs. Thru-Hole Manufacturing

A nyomtatott áramköri kártyák vagy a NYÁK-k a mai elektronika szinte egészének középpontjában állnak, és támogatják és elektromosan csatlakoztatják az elektronikus alkatrészek működéséhez szükséges elektronikus alkatrészeket.

A nyomtatott áramköri lap gyártása részt vesz egy folyamatban, amely projektenként eltérő lépésekkel jár. Először meg kell terveznie a táblát a projekt igényeinek megfelelően. Ezután meg kell gyártania a NYÁK-t a tervezésnek megfelelően, egy bonyolult eljárást követve, amely rézet rak le a táblára és egyesíti annak különböző rétegeit.

Miután megépítette a NYÁK-t, a munkája távol áll a befejezéstől. Még mindig össze kell szerelnie a táblát úgy, hogy elektronikus alkatrészeket rögzít rajta. Miután ezt megtette, elkészült egy nyomtatott áramköri kártya vagy PCBA. Néha ezt az összeszerelt táblát egyszerűen PCB-nek hívják. A deszkák összeszerelésének két vezető módszere van - felületi felszerelés és átmenő technológia.

A NYÁK szerelési folyamatának áttekintése

Miután egy NYÁK-szerelőnek csupasz deszkája és kialakítása van, több lépést kell elvégeznie, hogy felkészüljenek a tényleges összeszerelésre, arra a folyamatra, amelynek során az alkatrészeket a csupasz táblához rögzítik. A megrendelő által az összeszerelőnek nyújtott tervezés megmondja az összeszerelő szakembernek, hová helyezze az alkatrészeket, és melyik módszert alkalmazza erre az átmenő furat vagy a felületi rögzítés ellen. Használhatnak tervezési megjegyzéseket és a különleges követelményekkel kapcsolatos egyéb információkat is az összeszerelési folyamat végigvezetéséhez.

Az összeszerelés megkezdése előtt sok összeszerelő megvizsgálja a tervfájlokat, hogy vannak-e olyan problémák, amelyek befolyásolhatják a NYÁK gyárthatóságát és funkcionalitását. Ezt a folyamatot gyártásellenőrzésnek (DFM) nevezik. Ezen ellenőrzés során az összeszerelő hiányzó vagy felesleges tulajdonságokat, az alkatrészek távolságával kapcsolatos problémákat és egyéb kérdéseket keres. Ennek az ellenőrzésnek az elvégzése az összeszerelés megkezdése előtt elengedhetetlen, mert minél előbb észleli a problémákat, annál kevésbé növelik a költségeket és a projekt befejezéséhez szükséges időt. Megakadályozza a végtermék esetleges hibáit is.

Miután ezek az ellenőrzések befejeződtek, megkezdődhet a tényleges összeszerelési folyamat. Hogy pontosan hogyan néz ki ez a folyamat, attól függ, hogy milyen felületet alkalmaznak a furatokon keresztül történő rögzítéshez. A következő szakaszokban részletesebben megvizsgáljuk a két szerelési módszer lépéseit. Az összeállítás e módszerek közül csak egyet vagy mindkettő kombinációját tartalmazhatja.

Az összeszerelés befejezését követően a PCBA több ellenőrzésen esik át. Ezeknek a minőség-ellenőrzési ellenőrzéseknek célja a PCBA-n belüli hibák vagy problémák feltárása. A tesztek alapossága a megrendelő vágyaitól függ a befejezési idővel, a projekt részleteivel és egyéb tényezőkkel kapcsolatban. Az EMSG-nél vizuálisan megvizsgáljuk az összes PCBA-t, amelyet nagyítással állítunk elő. Optikailag is ellenőrizhetjük a PCBA-kat automatizált optikai ellenőrző (AOI) berendezések segítségével, amelyek képesek detektálni az alkatrészszintet és az ólomszintet. Az összeállító is biztosíthat áramkörön belüli tesztelést, amely ellenőrzi a szerelvény működését.

Az ilyen típusú minőség-ellenőrzések azért fontosak, mert az összeszerelés után meghibásodott alkatrészek megnövekedett költségeket és piacra kerülési időt eredményezhetnek. A végtermékké alakuló hibák pénzügyi veszteségeket, jó hírnevet és akár biztonsági veszélyeket is okozhatnak. A minőség-ellenőrzési ellenőrzések megakadályozhatják ezeket a nemkívánatos eredményeket.

Az ellenőrzési szakasz után a PCBA-k általában egy sor tisztítási folyamaton mennek keresztül, hogy eltávolítsák a szennyeződéseket, az olajat és a maradék fluxusmaradványokat. Az összeszerelő cég ioncserélt vizet használhat nagynyomású mosószerszámmal. Deionizált vizet használnak, mert a vízben lévő ionok károsíthatják az elektronikus áramköröket.

Mi a lyukon átívelő technológia és a furatok rögzítésének folyamata?

Az elektronikus alkatrészek PCB-hez való csatlakoztatásának két leggyakoribb módja az átmenő vagy átmenő furat. Ez a technika régebbi, mint az SMT, és sok éven át ez volt a szokásos technológia a NYÁK-ék összeszereléséhez. Amikor az 1980-as években kezdett egyre népszerűbbé válni a felületre szerelhető technológia, sokan azt gondolták, hogy ez a lyukakon keresztüli PCB-szerelvényeket elavulttá teszi. A furatok technológiájának azonban számos előnye van, amelyek miatt ez továbbra is az előnyben részesített lehetőség egyes alkalmazásoknál.

A furatok gyártási folyamata, amint a neve is mutatja, lyukak fúrását jelenti a NYÁK-ba. A deszkaház fúrja ezeket a lyukakat, ahova az alkatrészek az ügyfél tervei szerint kerülnek. Miután a lyukakat kifúrták, a vezetékeket rajtuk keresztül helyezik el. Nagyon fontos, hogy a vezetékeket következetesen és megfelelően helyezzük a lyukakba. Az összeszerelőnek biztosítania kell a megfelelő polaritást és orientációt az átmenő furatú áramköri lap gyártásakor.

Ezután az összeszerelőnek meg kell vizsgálnia az alkatrészeket, és el kell végeznie a szükséges beállításokat.

Végül az összeszerelő biztonságosan forrasztja a vezetékeket a helyére, esetleg olyan hullámforrasztást használva, amelyben a PCB lassan halad át a folyékony forrasztón, magas hőmérsékleten.

Eredetileg a dolgozók ezeket a lépéseket manuálisan teljesítették. Manapság az automatizált behelyezésre alkalmas gépek és egyéb berendezések a folyamat számos részében segíthetnek. A furatelemek két fő típusa létezik - axiális és radiális. Az axiális ólomkomponensek mindkét végén vezetékekkel rendelkeznek. Egyenes vonalban jönnek ki a részből. A radiális vezetékkomponenseknek mindkét oldala van az egyik oldalon. A vezetékek az egész kártyán átfutnak, így összekapcsolhatják a NYÁK különböző rétegeit.

Mi az SMT technológia és a felületre szerelés folyamata?

Az eredetileg síkra szerelt felületfelszerelési technológia az 1980-as években kezdett népszerűvé válni, és ma már az elektronikus alkatrészek többségéhez használják. A felszínre szerelt alkatrészek, amint a nevük is mutatja, a NYÁK felületére vannak szerelve, ahelyett, hogy a táblán lévő lyukakon keresztül illesztenék őket, mint a furatoknál. A felszíni szerelési folyamat során az összeszerelő az alkatrészeket a táblán lévő párnákra forrasztja.

Eredetileg a felületi szerelési folyamat nagy részét manuálisan hajtották végre, ma azonban a modern technológia fejlődésének köszönhetően erősen automatizált. Az SMT technológiai folyamat első lépésében az összeszerelő forrasztópasztát visz fel a tábla azon részeire, ahová az alkatrészeket felszerelik. A sablon vagy a forrasztóképernyő nevű sablon segít biztosítani a paszta helyes helyeken történő alkalmazását.

A forrasztópaszta nyomtatásának befejezése után a táblát általában átvizsgálják, hogy ellenőrizzék-e a forrasztópaszta hibáit. Ha az ellenőrzések során bármilyen problémát tárnak fel, az összeszerelő vagy átdolgozza azokat, vagy eltávolítja a forrasztópasztát, és újra felhordja. Ezek a lépések azért fontosak, mert a forrasztópaszta nyomtatásának minősége korrelál a forrasztás minőségével, amely később következik be az összeszerelési folyamatban.

Az SMT technológiai folyamatban a szerelő szakember az alkatrészeket az ügyfél tervei szerint helyezi a táblára. Eredetileg a dolgozók ezt a munkát csipesszel manuálisan végezték. Ma ez a folyamat nagyrészt automatizált, és kifinomult pick-and-place gépeket használ. Ezután az alkatrészeket a táblán lévő párnákhoz forrasztják, hogy a helyükön rögzüljenek. Ez a fázis jellemzően a visszafolyó forrasztás technikáját alkalmazza, amelyben a táblát egy kemencébe küldik, ahol a magas hőmérséklet miatt a forrasztópaszta elfolyik.

Mivel a felületre szerelt alkatrészek nem használnak furatokat a tábla különböző rétegeinek összekapcsolására, ehhez más módszerre van szükségük. Ez a módszer a viaszok használatát jelenti, amelyek olyan kis lyukak, amelyek összekötik a tábla különböző rétegeit. A furatok technológiájával ellentétben azonban ezekhez a furatokhoz nincsenek vezetékek közvetlenül rögzítve. A viaszoknak többféle típusa létezik, ideértve a vakokat, a vak és az eltemetett viaszokat is.

A felületre szerelési technológiai folyamatokhoz speciális felületre szerelhető alkatrészeket kell használnia. Ezek az alkatrészek, az úgynevezett felületre szerelhető készülékek, ugyanúgy működnek, mint a furatoknál alkalmazott technológiák, de különböző kivitelűek, ami a felületi szerelvényt egyedülállóvá teszi.

Az alábbiakban többet megtudhat a felületre szerelés technológiájának speciális előnyeiről és hátrányairól.

A furatok rögzítésének előnyei

A felületre szerelés technológiának van néhány előnye az átmenő technológiával szemben, nevezetesen a költségekkel, amelyek hozzájárulnak annak növekvő népszerűségéhez. A furatokba szerelt alkatrészeknek azonban vannak különálló jellemzőik, amelyek segítenek megmaradni a választott technológiának bizonyos iparágakban és alkalmazásokban.

A furatokkal történő szerelési folyamat előnyeinek leggyakrabban idézett példája, hogy a furatokba szerelt alkatrészek nagyobb megbízhatóságot kínálnak. Mivel a vezetékek a helyén forrasztás mellett végig mennek a deszkán, a kötések erősebbek. Ennek eredményeként azok a termékek, amelyekben használják, jobban ellenállnak a környezeti terheléseknek, például a sokkoknak és hatásoknak.

Bizonyos típusú alkatrészek szintén nem állnak rendelkezésre a felületre szerelhető változatban, ezért egyes esetekben szükségessé válik a furatok átfutása.

A furatok rögzítésének hátrányai

Van néhány hátránya is a furat-folyamat alkalmazásának. A furatelemek nagyobbak, mint a felületre szerelhető eszközök, és több helyet foglalnak el, ami megnöveli a költségeket, mert a tábláknak nagyobbaknak kell lenniük. Ez a különbség miatt a furatok technológiája alkalmatlan a nagy sűrűségű táblákhoz.

Felületre szerelési technológia előnyei

A felületre szerelési technológia használata gyakran költséghatékonyabb, mint a furatok technológiája, ami az elsődleges oka annak, hogy napjainkban ilyen népszerű az elektronikai gyártásban. Mivel több felületre szerelhető eszközt fejlesztenek ki, a technológia többféle termékhez használható.

Az egyik oka annak, hogy a felületre szerelési folyamat csökkentheti a költségeket, az, hogy a felületre szerelhető eszközök kisebbek és kevesebb helyet foglalnak, mint a furatokon keresztüli alkatrészek. A felületi rögzítési technológia egyik nagy előnye, hogy a módszer a furat technikával összeállított táblák méretének egyharmadát és súlyának tizedét is elérheti.

A felületi rögzítési technológia másik előnye, hogy nagyobb csatlakozási sűrűséget tesz lehetővé, vagyis több elektromos csatlakozással rendelkezhetnek, mint más típusú NYÁK-ok. Az alkatrészeket a tábla mindkét oldalára közvetlenül egymással szemben helyezheti el, lehetővé téve a tábla nagyobb részének kihasználását.

Emellett általában gyorsabb és könnyebb összeszerelni a felületre szerelhető NYÁK-kat, mint a furatokkal ellátott NYÁK-kat. Az egyik legnagyobb felületi felszerelési technológia előnye, hogy több folyamat automatizálható, ami tovább csökkenti a költségeket.

Felületi szerelési technológia hátrányai

A NYÁK felületére szerelt alkatrészek nincsenek olyan biztonságosan rögzítve, mint a vezetékek, amelyek végig mennek a táblán. Ennek eredményeként a felületre szerelési technológia egyik hátránya, hogy az alkatrészek nem ideálisak olyan táblákhoz, amelyek nagy környezeti stressznek vannak kitéve, vagy olyan körülmények között, ahol a megbízhatóság különösen kritikus.

A Thru-Hole technológia alkalmazásai

A furatok technológiája ideális azokhoz a termékekhez, amelyek nagy megbízhatóságot igényelnek még magas környezeti és mechanikai igénybevétel mellett, valamint nagyfeszültség, energia és hő esetén is. A nagy egységek nagyobb valószínűséggel alkalmazzák a furatok technológiáját, mert a költségek kisebb alkatrészekkel történő csökkentése kevésbé aggasztó. Ezenkívül a thru-hole technika hasznos a teszteléshez és a prototípusok készítéséhez, mert viszonylag könnyen beállíthatja és kicserélheti a vezetékeket manuálisan, lehetővé téve a különféle elrendezések kipróbálását.

A transzformátorok, a félvezetők, az elektrolit kondenzátorok és a dugaszolható csatlakozók valószínűleg furatokon keresztüli technológiát alkalmaznak. A katonai, a repülőgépipar és az ipari felszerelések gyakran használják megbízhatósága és ellenállása miatt a zord körülmények között. A kültéri alkalmazásokban használt fénykibocsátó diódák vagy LED-es lámpák, például a hirdetőtáblák és a stadionok kijelzői szintén használhatják a furatok technológiáját, mivel képesek ellenállni a kültéri körülményeknek.

A Surface Mount technológia alkalmazásai

Manapság az elektronikus hardverek többsége felületre szerelési technológiát alkalmaz. Ahogy a folyamat egyre költséghatékonyabb lesz, mint a furatokon keresztül, az elektronikai világban még inkább meghatározóvá válik. A kisebb elektronikus eszközök gyártásának tendenciája a felületre szerelhető alkatrészeket is gyakoribbá teszi.

Az okostelefonok, táblagépek, laptopok, a tárgyak internete (IoT) és más elektronikai termékek jellemzően a felületi felszerelés folyamatát használják. Használható telekommunikációs és kommunikációs berendezések, orvostechnikai eszközök, közlekedési és szállítási alkatrészek, világítás, ipari és kereskedelmi hardverek és még sok más gyártásához.

Melyik folyamat megfelelő a projektem számára

Honnan tudja, hogy melyik eljárás megfelelő az alkatrészek csatlakoztatásához a NYÁK-hoz? A válasz meghatározásához figyelembe kell vennie:

A projekt típusa, akár prototípus készítés, akár gyártás
Milyen célra és milyen feltételek mellett fogják használni az egységet
Az a terméktípus, amelyhez a NYÁK-t kell használni
Melyik szektor fogja használni a terméket
Költségek
Megbízhatósági igények
Méret követelmények
Csatlakozási sűrűség
A piacra jutás követelményei

Miután figyelembe vette ezeket a tényezőket, dönthet úgy, hogy átmegy furatok technológiáján, felületre szerelhető eszközökön vagy mindkét lehetőség kombinációján, az Ön igényeitől függően. A PCB-k, amelyek mindkét technikát kombinálják, a következőkkel rendelkezhetnek:

Mindkét technológia keveréke a tábla egyik oldalán
Az egyik oldalon átmenő furatokkal ellátott technológia, a másikon pedig a felületre szerelhető
Az egyik oldalon átmenő furat technológia és mindkét oldalon a felületre szerelhető technológia
Egyéb beállítások, amelyek lehetségesek, de kevésbé költséghatékonyak is, a projekt részleteitől függően

Az EMSG segíthet meghatározni, hogy melyik módszer a legjobban megfelel az Ön igényeinek. Alapos konzultációt tudunk nyújtani, és rendelkezünk a szükséges tapasztalattal és ismeretekkel ahhoz, hogy megalapozott döntést hozzunk. Emellett világszínvonalú összeszerelési szolgáltatásokat kínálunk 50 000 vagy annál kevesebb alkatrész kis tételű megrendeléseihez, valamint átfogó tesztelési, ellenőrzési és minőség-ellenőrzési szolgáltatásokat. Az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatalánál (FDA) regisztráltunk, ISO 9001: 2015 tanúsítvánnyal rendelkezünk, és kiváló minőségű felszereléssel és felszereléssel rendelkezünk.

Ha többet szeretne megtudni szolgáltatásainkról, látogasson el a felületre szerelés technológiánkra és a furatok összeszerelésére szolgáló oldalakra, valamint a weboldalunk egyéb informatív oldalaira. Akkor is felveheti velünk a kapcsolatot, ha kitölti a kapcsolati űrlapot, vagy felhív minket a 717-764-0002 telefonszámon.