עִברִית 
טכנולוגיית הרכבה על פני השטח (SMT) היא שיטה בולטת המשמשת בהרכבת מעגלים אלקטרוניים שבה רכיבים מותקנים ישירות על פני השטח של לוחות מעגלים מודפסים (PCB).ייצור SMT הפך לסטנדרט בתעשייה בשל היעילות, העלות-תועלת ויכולתו להתמודד עם יישומים בצפיפות גבוהה.מאמר זה בוחן את תהליך הייצור המפורט של SMT, היתרונות, החסרונות והטרמינולוגיה החיונית שלו.
Surface Mount Technology (SMT) היא שיטה המשמשת לייצור מעגלים אלקטרוניים שבהם הרכיבים מותקנים או ממוקמים ישירות על פני השטח של PCB.מכשיר אלקטרוני שנוצר באמצעות SMT מכונה א מכשיר לתלייה משטחית (SMD). SMT מאפשר אוטומציה של מיקום והלחמה של רכיבים, וכתוצאה מכך תהליכי ייצור יעילים וניתנים להרחבה.בניגוד לטכנולוגיית חורי דרך, הדורשת קידוח חורים לתוך ה-PCB, רכיבי SMT מולחמים על פני השטח, מה שהופך את התהליך למהיר יותר ומתאים יותר למזעור.
צפיפות מוגברת: SMT מאפשר צפיפות רכיבים גבוהה יותר, אשר חיונית ליצירת מכשירים אלקטרוניים קומפקטיים ומורכבים יותר.
ביצועים משופרים: לרכיבי SMT יש בדרך כלל התנגדות והשראות נמוכות יותר בחיבור, מה שמוביל לביצועים חשמליים טובים יותר.
אוטומציה: קווי הייצור של SMT יכולים להיות אוטומטיים ביותר, מה שמפחית את עלויות העבודה ומגדיל את מהירויות הייצור.
עלות תועלת: בשל אוטומציה ושימוש פחות בחומרים (למשל, פחות חורים שנקדחו), SMT בדרך כלל חסכונית יותר משיטות מסורתיות.
מהימנות: רכיבי SMT מועדים פחות ללחץ מכני מכיוון שהם מולחמים ישירות על משטח ה-PCB.
מורכבות בתיקון: בשל גודלם הקטן של רכיבי SMT, תיקון או עיבודם מחדש יכולים להיות מאתגרים יותר בהשוואה לרכיבים דרך חורים.
עלויות התקנה ראשוניות: הקמת קווי ייצור SMT עשויה להיות יקרה עקב הצורך בציוד ומכונות מיוחדים.
ניהול תרמי: SMT יכול להציב אתגרים בניהול תרמי מכיוון שרכיבים ממוקמים בצמוד זה לזה, מה שמקשה על פיזור החום.
ה תהליך ייצור SMT כולל מספר שלבים קריטיים, כל אחד דורש דיוק וציוד מיוחד.להלן מבט מפורט על כל שלב:
השלב הראשון בתהליך ייצור SMT הוא הדפסת משחת הלחמה.נעשה שימוש בשבלונה או במסך כדי למרוח משחת הלחמה על הרפידות על ה-PCB שבו ימוקמו הרכיבים.משחת ההלחמה מורכבת מתערובת של כדורי הלחמה זעירים ושטף, שעוזר להלחמה להיצמד לרפידות ה-PCB.יש חשיבות מכרעת לדיוק בשלב זה, שכן כל אי יישור יכול להוביל לפגמים במוצר הסופי.
לאחר מריחת משחת ההלחמה, ה-PCB עובר למכונת האיסוף והמקום.מכונה זו קולטת התקני הרכבה על פני השטח מסלילים או מגשים וממקמת אותם במדויק על גבי ה-PCB.מכונת ההצבה משתמשת בשילוב של ואקום ותפסנים מכניים לטיפול ברכיבים ומערכות ראייה מתוחכמות כדי להבטיח מיקום מדויק.היעילות והמהירות של מכונת האיסוף והמקום הינם קריטיים לפרודוקטיביות הכוללת של קווי הייצור SMT.
לאחר הצבת הרכיבים, ה-PCB עובר תהליך הלחמה לחיבור קבוע של הרכיבים.ישנם שני סוגים עיקריים של הלחמה המשמשים בייצור SMT:
הלחמה חוזרת: זוהי השיטה הנפוצה ביותר.ה-PCB, המאוכלס כעת ברכיבים, מועבר דרך תנור זרימה חוזרת.התנור מחמם את הלוח בצורה מבוקרת, וגורם למשחת ההלחמה להימס וליצירת חיבור מוצק בין הרכיבים לרפידות ה-PCB.
הלחמת גל: בשימוש בתדירות נמוכה יותר ב-SMT, הלחמת גלים כוללת העברת ה-PCB על גל של הלחמה מותכת.שיטה זו נפוצה יותר בהרכבה דרך חורים אך ניתן להשתמש בה עבור לוחות בטכנולוגיה מעורבת.
בקרת איכות היא חלק קריטי בתהליך הייצור של SMT.בדיקה מבטיחה שהרכיבים ממוקמים נכון ומולחמים.משתמשים במספר טכניקות:
בדיקה אופטית אוטומטית (AOI): מערכות AOI משתמשות במצלמות כדי ללכוד תמונות של ה-PCB ולהשוות אותן מול תבנית שנקבעה מראש כדי לזהות שגיאות מיקום או הלחמה.
בדיקת רנטגן: בשימוש עבור לוחות מורכבים יותר או היכן שרכיבים מוסתרים מהעין, בדיקת רנטגן יכולה לזהות פגמים פנימיים במפרקי הלחמה ולאמת את איכות החיבורים.
בדיקה ידנית: למרות שפחות נפוץ בגלל אוטומציה, בדיקה ידנית משמשת לעתים עבור לוחות מורכבים או בעלי אמינות גבוהה.
לאחר בדיקה, ה-PCB עובר בדיקות תפקודיות כדי לוודא שהוא פועל כהלכה.ישנם מספר סוגי בדיקות, כולל:
בדיקות בתוך מעגל (I.C.T): I.C.T משתמש בבדיקות חשמליות כדי לבדוק את הרכיבים הבודדים על ה-PCB.
בדיקה פונקציונלית: זה כרוך בבדיקת ה-PCB באופן המדמה את סביבת השימוש הקצה שלו כדי להבטיח שהוא פועל כמצופה.
לאחר שה-PCB עבר את כל הבדיקות והבדיקות, הוא עובר לשלב ההרכבה הסופי.זה עשוי לכלול שלבים נוספים כמו חיבור גופי קירור, תאים או מחברים.לבסוף, המוצר המושלם נארז ומוכן למשלוח ללקוח.
קווי ייצור SMT נועדו לייעל את היעילות והאיכות של תהליך הייצור.קווים אלו מורכבים ממספר מכונות מחוברות זו לזו, כל אחת ממלאת תפקיד מסוים בתהליך ההרכבה.הפריסה והתצורה של קו ייצור SMT יכולים להשתנות בהתאם למורכבות המוצרים המיוצרים ולדרישות נפח הייצור.מרכיבי המפתח של קווי ייצור SMT כוללים:
מדפסות הלחמה: מכונות אלו מורחות משחת הלחמה על ה-PCB בדיוק גבוה.
מכונות בחירה-ומקום: מכונות אוטומטיות שממקמות רכיבים על גבי ה-PCB.
תנורים מזרימים מחדש: ציוד המשמש לחימום ה-PCB ולהזרים מחדש את משחת ההלחמה.
מערכות בדיקה: מכונות AOI ורנטגן להבטחת בקרת איכות.
מערכות מסועים: משמש להובלת PCB בין שלבים שונים של קו הייצור.
התכנון והיעילות של קווי ייצור SMT חיוניים להשגת תפוקות גבוהות ולשמירה על עלויות ייצור תחרותיות.
הבנת הטרמינולוגיה המשמשת בייצור SMT חיונית לכל מי שמעורב בתהליך.הנה כמה מונחי מפתח:
PCB (לוח מעגלים מודפס): הלוח שעליו מורכבים רכיבים.
SMD (התקן להתקנה על פני השטח): רכיבים המיועדים להרכבה על פני השטח.
סטֶנסִיל: תבנית המשמשת ליישום משחת הלחמה על ה-PCB.
שֶׁטֶף: חומר ניקוי כימי המסייע להדבקה של הלחמה לרפידות ה-PCB.
הלחמה חוזרת: תהליך שבו ממסים משחת הלחמה ליצירת חיבורים חשמליים.
AOI (בדיקה אופטית אוטומטית): מערכת ראיית מכונה המשמשת לבקרת איכות.
BGA (מערך רשת כדור): סוג של אריזה למעגלים משולבים המשתמשת בכדורי הלחמה לחיבור ל-PCB.
Surface Mount Technology (SMT) חוללה מהפכה בתעשיית ייצור האלקטרוניקה בכך שאיפשרה ייצור של PCB בצפיפות גבוהה ובעל ביצועים גבוהים באופן חסכוני.תהליך הייצור של SMT כולל מספר שלבים קריטיים, מהדפסת משחת הלחמה ועד להרכבה סופית, כל אחד דורש דיוק וציוד מיוחד.על ידי הבנת המורכבויות של קווי ייצור SMT, היצרנים יכולים לייעל את התהליכים שלהם, להפחית עלויות ולייצר מכשירים אלקטרוניים אמינים ואיכותיים.בין אם אתה מקצוען ותיק או חדש בתחום, הבנת היסודות של SMT חיונית להצלחה בתעשיית האלקטרוניקה המודרנית.
