עִברִית 
בייצור, SMT ראשי תיבות של Surface Mount Technology . טכנולוגיה זו חוללה מהפכה בתעשיית ייצור האלקטרוניקה בכך שאפשרה ייצור של מכשירים אלקטרוניים קומפקטיים, יעילים ואמינים יותר. SMT מאפשר הרכבה של רכיבים אלקטרוניים ישירות על פני השטח של לוחות מעגלים מודפסים (PCBs), בניגוד לשיטה הישנה יותר של הכנסת רכיבים לחורים קדחו על ה-PCB (המכונה טכנולוגיית חור דרך).
טכנולוגיית ה- Surface Mount הפכה לסטנדרט בייצור אלקטרוניקה בשל יתרונותיה באוטומציה, הפחתת גודל ומורכבות מעגלים מוגברת. הבנת SMT, התהליכים והיישומים שלו היא חיונית עבור כל מי שעוסק בתכנון וייצור אלקטרוניקה.
טכנולוגיית Mount Mount (SMT) היא שיטה המשמשת בייצור אלקטרוניקה כדי למקם רכיבים אלקטרוניים ישירות על פני השטח של לוחות מעגלים מודפסים (PCB). רכיבי SMT, המכונה גם מכשירי הרכבה על פני השטח (SMD) , הם בדרך כלל קטנים וקלים יותר מרכיבים דרך חור, אותם יש להכניס לחורים שנקדחו מראש ב- PCB.
מזעור : SMT מאפשר רכיבים קטנים בהרבה, מה שאומר שניתן למקם יותר רכיבים על PCB, מה שמאפשר עיצובים מורכבים וקומפקטיים יותר.
ידידותי לאוטומציה : ניתן למקם ולהלחים רכיבי SMT באופן אוטומטי באמצעות מכונות מהירות, הפחתת העבודה הידנית והגברת מהירות הייצור.
ביצועים חשמליים משופרים : SMT מפחית את המרחק שהאותות חייבים לעבור בין רכיבים, משפר את הביצועים החשמליים ומפחית הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI).
יעילות עלות : מכיוון ש-SMT מאפשר ייצור אוטומטי, הוא מפחית את עלויות העבודה וממזער בזבוז חומר.
גודל ומשקל רכיב : רכיבי SMT קטנים וקלים בהרבה בהשוואה לרכיבים דרך חורים, מה שמאפשר עיצובי מכשירים קומפקטיים יותר.
תהליך הרכבה : SMT מסתמך על מכונות אוטומטיות להצבת רכיבים על משטח ה-PCB, בעוד שטכנולוגיית חורים דרך דורשת לעתים קרובות הלחמה ידנית של רכיבים לתוך חורים.
חוזק מכני : רכיבים דרך חור מספקים חוזק מכני טוב יותר בשל חיבורי מפרקי ההלחמה דרך ה-PCB, מה שהופך אותם לאידיאליים עבור רכיבים הדורשים עמידות גבוהה יותר. SMT, לעומת זאת, מספיק עבור רוב היישומים שבהם הלחץ המכני הוא מינימלי.
שלמות אותות : SMT מציע שלמות אות טובה יותר, במיוחד עבור אותות בתדר גבוה, עקב הלידים קצרים יותר והפחתת השראות והקיבול הטפיליים.
תהליך הייצור של SMT כולל מספר שלבים מדויקים כדי להבטיח מיקום והלחמה נכונה של רכיבים על גבי PCB. להלן סקירה מפורטת של כל שלב המעורב בתהליך ייצור SMT:
השלב הראשון בהרכבת SMT הוא מריחת משחת הלחמה על ה-PCB. משחת הלחמה היא תערובת של כדורי הלחמה זעירים ושטף, המסייעת להלחמה לזרום ולהיצמד למובילי הרכיבים ולרפידות ה-PCB. משחה זו מוחלת על ה-PCB באמצעות שבלונה או מדפסת מסך המפקידה את המשחה במדויק על האזורים שבהם יונחו הרכיבים.
הכנת סטנסיל : שבלונות מתכת עם פתחים המתאימים לרפידות ב- PCB מוצבת מעל הלוח.
הנחת הדבקה : משחת הלחמה נמרחת על השבלונה בעזרת מגב, וממלאת את פתחי השבלונה עם משחה.
הסרת סטנסיל : השבלונה מורמת בקפידה, ומשאירה משקעים של משחת הלחמה על רפידות ה-PCB.
לאחר מריחת משחת ההלחמה, השלב הבא הוא מיקום מדויק של רכיבי SMT על גבי ה-PCB. זה נעשה בדרך כלל באמצעות מכונה אוטומטית הנקראת מכונת איסוף-ומקום.
מזין רכיבים : מכונת האיסוף והמקום מצוידת במזינים המכילים רכיבי SMT שונים.
איסוף רכיבים : המכונה משתמשת בחרירי ואקום כדי לאסוף רכיבים מהמזינים.
מיקום מדויק : בעזרת מערכת מצלמה ליישור, המכונה מציבה כל רכיב על רפידות מכוסות הלחמה המתאימות על ה- PCB.
ברגע שכל הרכיבים ממוקמים על ה- PCB, ההרכבה עוברת תהליך הלחמה מחדש כדי לחבר את הרכיבים לצמיתות. שלב זה כולל חימום המכלול להמיס את משחת ההלחמה, ויוצר חיבור חשמלי ומכני מוצק בין הרכיבים ל- PCB.
אזור חימום מוקדם : ה-PCB מחומם בהדרגה לטמפרטורה ממש מתחת לנקודת ההיתוך של משחת ההלחמה. שלב זה עוזר להסיר כל לחות ומכין את הלוח להלחמה.
אזור השרייה : הטמפרטורה נשמרת יציבה כדי להפעיל את השטף ולייצב עוד יותר את המכלול.
אזור זרימה חוזרת : הטמפרטורה מוגברת מעל נקודת ההיתוך של משחת ההלחמה, מה שמאפשר להלחמה להימס ולזרום סביב מובילי הרכיבים והרפידות.
אזור קירור : ה-PCB מקורר בהדרגה כדי לגבש את חיבורי ההלחמה, מה שמבטיח קשר חזק בין הרכיבים ל-PCB.
לאחר הלחמה חוזרת, ה-PCB המורכב עובר מספר הליכי בדיקה ובדיקה כדי להבטיח איכות ופונקציונליות. טכניקות בדיקה נפוצות כוללות:
בדיקה אופטית אוטומטית (AOI) : משתמש במצלמות כדי לבדוק חזותית את ה-PCB עבור פגמים בהלחמה, רכיבים חסרים, אי יישור או בעיות אחרות.
בדיקת רנטגן : משמש לבדיקת חיבורי הלחמה נסתרים, במיוחד עבור רכיבים עם מובילים מתחת לאריזה, כגון מערכי רשת כדוריים (BGAs).
בדיקה במעגל (ICT) : בדיקה חשמלית של ה-PCB כדי לוודא שכל הרכיבים ממוקמים נכון, מולחמים ומתפקדים.
אם יתגלו פגמים או בעיות כלשהן במהלך הבדיקה, ה-PCB עשוי לעבור עיבוד מחדש או תיקון. זה כולל הסרה והחלפה של רכיבים פגומים או הלחמה מחדש של מפרקים פגומים. עיבוד חוזר מבוצע בדרך כלל באופן ידני באמצעות מלחמים או תחנות עיבוד חוזר באוויר חם.
לאחר העברת כל הבדיקות, ה-PCB מורכבים למוצרים הסופיים שלהם, אשר עשויים לכלול שלבים נוספים כמו חיבור מחברים, מארזים וחלקים מכניים אחרים. המוצר הסופי עובר בדיקות פונקציונליות כדי לוודא שהוא עומד בכל המפרט ופועל כהלכה.
האימוץ של SMT הוביל ליתרונות רבים בייצור אלקטרוניקה:
צפיפות ומיזוג גבוה יותר : SMT מאפשר צפיפות רכיב גבוהה יותר ב- PCB, מה שמאפשר תכנון של מכשירים אלקטרוניים קטנים יותר, קלים וקומפקטיים יותר. זה חשוב במיוחד באלקטרוניקה צרכנית, במכשירים רפואיים וביישומים אוויריים שבהם מרחב ומשקל הם גורמים קריטיים.
ייצור אוטומטי : תהליך SMT הוא אוטומטי ביותר, מה שמפחית את עלויות העבודה ומגביר את מהירות הייצור. מכונות בחירה אוטומטיות ותנור זרימה חוזרת יכולות לפעול ברציפות, מה שמוביל לתפוקה ויעילות גבוהות יותר.
ביצועים חשמליים משופרים : לרכיבי SMT יש לידים קצרים יותר והשראות וקיבול טפילית נמוכה יותר, המשפרות את שלמות האות ומפחיתה רעש, במיוחד במעגלים בתדר גבוה.
יעילות עלות : הגודל הקטן יותר של רכיבי SMT מביא בדרך כלל לעלויות חומרים נמוכות יותר. בנוסף, האוטומציה של תהליך SMT מפחיתה את הצורך בעבודה ידנית, ומפחיתה עוד יותר את עלויות הייצור.
אמינות ועמידות : רכיבי SMT נוטים פחות ללחץ מכני ורטט מכיוון שהם מלחצים ישירות על פני ה- PCB. זה הופך את SMT המתאים ליישומים הדורשים אמינות ועמידות גבוהה, כמו אלקטרוניקה רכב וצבא.
בעוד ש-SMT מציע יתרונות רבים, ישנם גם אתגרים ושיקולים שכדאי לזכור:
טיפול ואחסון רכיבים : רכיבי SMT הם קטנים ועדינים, הדורשים טיפול ואחסון זהירים כדי למנוע נזק וזיהום.
שיקולי עיצוב PCB : SMT דורש עיצוב PCB מדויק כדי להבטיח גדלי רפידות ומרווחים נאותים להלחמה אמינה. זה כולל שיקולים לניהול תרמי והבטחת מרווח הולם לעבודה חוזרת ובדיקה.
ניהול תרמי : רכיבי SMT יכולים לייצר חום משמעותי, במיוחד במכלולים ארוזים בצפיפות. אסטרטגיות יעילות לניהול תרמי, כמו שימוש ב vias תרמיות וקירור חימום, חיוניות למניעת התחממות יתר ולהבטיח אמינות לטווח הארוך.
ניהול פגמים : פגמים נפוצים בהרכבת SMT כוללים גשרי הלחמה, מצבות וחיבורי הלחמה לא מספיקים. היצרנים חייבים ליישם תהליכי בדיקה ובקרת איכות חזקים כדי לזהות ולטפל בבעיות אלו.
רגישות ללחות : חלק ממרכיבי SMT רגישים ללחות ועשויים לדרוש תהליכי טיפול ואפייה מיוחדים כדי להסיר לחות לפני ההלחמה. אי ניהול לחות עלול להוביל לפגמי הלחמה ולנזק לרכיבים.
טכנולוגיית Surface Mount (SMT) הפכה לאבן הפינה של ייצור האלקטרוניקה המודרנית בשל יכולתה לתמוך במיזוג, אוטומציה וביצועים חשמליים משופרים. הבנת תהליך ה- SMT, החל מיישום הדבק הלחמה ועד הלחמה ובקרת איכות מחדש, חיונית לכל מי המעורב בתכנון וייצור אלקטרוניקה. בעוד ש- SMT מציעה יתרונות רבים, היא מציגה גם אתגרים הדורשים תכנון וביצוע מדוקדקים. על ידי התייחסות לאתגרים אלה ומינוף היתרונות של SMT, היצרנים יכולים לייצר מכשירים אלקטרוניים איכותיים ואמינים העומדים בדרישות השוק של ימינו.
