Tìm hiểu về SMT Công Nghệ Dán Bề Mặt

Khi nhìn vào bên trong bất kỳ thiết bị điện tử được sản xuất thương mại ngày nay đều có thể thấy các linh kiện rất nhỏ. Thay vì sử dụng các linh kiện truyền thống có chân như các linh kiện trong thiết bị điện gia dụng, các linh kiện này được gắn trên bề mặt của bo mạch và nhiều loại có kích thước rất bé.

Công nghệ này được gọi là Surface Mount Technology hay công nghệ dán bề mặt, SMT và linh kiện SMT. Hầu như tất cả các thiết bị ngày nay được sản xuất thương mại đều sử dụng công nghệ gắn trên bề mặt, bởi vì nó mang lại nhiều thuận lợi trong quá trình sản xuất PCB, và về kích thước, việc sử dụng các linh kiện SMT cho phép nhiều thiết bị điện tử được đóng gói vào một không gian nhỏ hơn.

Ngoài kích thước, công nghệ gắn trên bề mặt cho phép lắp ráp và hàn PCB tự động, và điều này mang lại những cải tiến đáng kể về độ tin cậy cũng như tiết kiệm chi phí rất lớn.

Công nghệ dán bề mặt SMT là gì?

Trong những năm 1970 và 1980, mức độ tự động hóa bắt đầu tăng lên đối với lắp ráp PCB cho các bo mạch được sử dụng trong nhiều thiết bị. Việc sử dụng các linh kiện truyền thống có chân gây khó khăn cho việc lắp ráp PCB. Điện trở và tụ điện cần phải được chỉnh lại chân để có thể xuyên qua các lỗ, và thậm chí IC cần phải có các chân được đặt chính xác đúng độ cao để dễ dàng vào các lỗ.

Cách tiếp cận này gây nhiều khó khăn do chân có thể không vào lỗ vì dung sai cần thiết để đảm bảo chân được lắp chính xác qua các lỗ rất chặt. Kết quả là cần phải có sự can thiệp của người vận hành để giải quyết các vấn đề của các linh kiện không phù hợp và phải dừng hoạt động lắp ráp. Điều này làm chậm quá trình lắp ráp PCB và tăng chi phí.

Đối với lắp ráp PCB, thực sự không cần chân linh kiện đi xuyên qua bo mạch. Thay vào đó có thể hàn linh kiện trực tiếp vào bo. Kết quả là công nghệ dán bề mặt SMT đã ra đời và việc sử dụng các linh kiện SMT đã tăng lên rất nhanh khi những lợi thế của chúng được nhìn thấy.

Ngày nay công nghệ dán bề mặt là công nghệ chính được sử dụng để lắp ráp PCB trong sản xuất điện tử. Các linh kiện SMT có thể được chế tạo rất nhỏ, đặc biệt là tụ điện SMT và điện trở SMT.

Lắp ráp PCB sử dụng công nghệ dán bề mặt

Ngày nay, SMT gần như dành riêng cho việc lắp ráp và sản xuất PCB. Có thể đóng gói nhiều linh kiện hơn vào một không gian nhỏ hơn bằng cách sử dụng SMT. Các linh kiện gắn trên bề mặt nhỏ hơn, có hiệu suất tốt hơn và có thể sử dụng với máy gắp và đặt linh kiện tự động giúp loại bỏ sự cần thiết phải can thiệp thủ công trong quá trình lắp ráp.

Các linh kiện có chân khó có thể đặt tự động vì các chân cần được chỉnh lại để phù hợp với khoảng cách lỗ, và thậm chí sau đó rất dễ gặp vấn đề trong quá trình lắp đặt.

Hiện nay trong quá trình lắp ráp PCB, hầu hết các linh kiện trên bo được đặt tự động. Đôi khi có thể cần can thiệp thủ công, nhưng luôn luôn được giảm bớt. Các nhà sản xuất linh kiện đã phát triển một số phiên bản linh kiện dán bề mặt chuyên dụng cho phép lắp ráp tự động gần như hoàn chỉnh cho hầu hết các bo mạch.

Một trong những vấn đề với linh kiện là khả năng phục hồi nhiệt. Các quy trình hàn yêu cầu toàn bộ linh kiện được nâng lên nhiệt độ cao và điều này đã gây ra vấn đề với một số linh kiện. IC, điện trở dán bề mặt và nhiều loại tụ điện bề mặt thì không có vấn đề gì.

Tuy nhiên, chính vì lý do này mà các tụ điện điện phân dán bề mặt không được sử dụng ngay từ ban đầu. Thay vào đó người ta sử dụng tụ tantalum dán bề mặt. Nhưng bây giờ, các phiên bản của tụ điện điện phân bề mặt đã được phát triển có khả năng chịu được nhiệt độ trong quá trình hàn.

Mở rộng và uốn bo mạch

Một trong những vấn đề có thể xảy ra với các bo dán bề mặt là sự thay đổi nhiệt độ và uốn cong bo. Với các bo sử dụng linh kiện có chân thì đây không phải là vấn đề vì chân linh kiện có thể tiếp nhận chuyển động và làm giảm sức căng được sinh ra.

Đối với các linh kiện dán bề mặt thì lại khác. Các linh kiện được hàn xuống bo mạch và khá cứng. Các linh kiện như transistor dán và ic dán có chân từ thân thiết bị đặt lên bề mặt của bo nên có thể điều chỉnh chuyển động, nhưng điện trở dán và tụ điện dán thì không.

Các linh kiện nhạy cảm nhất với biến dạng trên bo là tụ dán - loại MLCC gốm. Chúng sẽ bị nứt khi đặt dưới sức căng. 

Có một số biện pháp phòng ngừa có thể được thực hiện trong thiết kế và lắp ráp PCB để đảm bảo các vấn đề cong vênh và giãn nở nhiệt độ được giảm thiểu:

Đảm bảo mặt nối nguồn và mặt nối đất của PCB được phân bố đều: Khi các bo mạch trải qua quá trình hàn trong quá trình lắp ráp PCB, bo sẽ được làm nóng và có thể dẫn đến cong vênh thấy rõ ở các bo lớn. Để giúp giảm bớt vấn đề này, mặt nối nguồn và mặt nối đất nên bao phủ toàn bộ bảng càng nhiều càng tốt. Nếu 2 mặt đó chỉ hiện diện trên một phần của bảng mạch in thì có thể gây cong vênh.

Hình dạng của các linh kiện: Các linh kiện gắn trên bề mặt với thân ngắn, rộng thích hợp với bo mạch dài và mỏng. Nếu linh kiện ngắn và rộng, ảnh hưởng của việc mở rộng và uốn cong sẽ ít rõ rệt hơn.

Gắn các linh kiện theo hướng ít chịu uốn cong: Các bo mạch có xu hướng cong dọc theo chiều dài của bo, thế nên cần gắn các linh kiện ở mặt uốn cong tối thiểu.

Nếu bạn có nhu cầu về linh kiện dán SMD, linh kiện điện tử, dụng cụ hóa chất làm mạch PCB, dụng cụ đo kiểm, dụng cụ hàn mạch... đừng quên tham khảo các sản phẩm tại Điện Tử Tương Lai.

https://dientutuonglai.com/san-pham