표면 실장 기술이란 무엇입니까?
표면 실장 기술(SMT)은 전자 제조 산업에서 널리 사용되는 조립 및 생산 방식입니다. SMT는 전자 부품을 회로 기판 표면에 장착하는 공정입니다. 이러한 부품은 직접 부착되도록 특별히 설계되어 기존 조립 방식처럼 배선을 연결하거나 구멍을 통해 삽입할 필요가 없습니다. SMT는 다음과 같은 자동화된 생산 기술을 활용합니다. 리플로 납땜PCB 표면에 부품을 직접 납땜하는 방식입니다. 이 효율적이고 비용 효율적인 방식은 대량 생산되는 가전제품 제조에 널리 사용되는 방식입니다.
SMT 대 SMD: 차이점은 무엇인가요?
전자 제조 서비스 분야에서는 두 약어가 종종 혼동됩니다. 논문에서는 두 약어가 글자 하나만 다르지만, 실제로는 SMT와 SMD는 별개의 개념입니다. SMT는 공정을 의미하고, SMD는 표면 실장 기술의 구성 요소 중 하나인 표면 실장 장치(Surface Mount Devices)의 약자입니다. 표면 실장 장치에는 칩, SOP, SOJ, PLCC, LCCC, QFP 등 다양한 유형의 패키지가 포함됩니다. BGA, CSP 등.
SMD는 보드에 부착된 작은 부품입니다. 전자 제품 제조SMD는 더 작고, 빠르고, 저렴한 전자 제품에 대한 시장 수요에 부응하여 이전 부품보다 더 작게 설계되었습니다. 이전 부품은 크기가 더 컸을 뿐만 아니라, 다른 느린 공정이 필요했습니다. 이전 버전의 부품은 회로 기판을 관통하는 배선을 사용했지만, SMD에 사용된 핀은 회로 기판에 용접되었습니다. 즉, 구멍을 뚫을 필요가 없고 기판의 양쪽을 모두 사용할 수 있으므로 기판 공간을 더욱 효율적으로 사용할 수 있습니다. SMD는 효율적이고 정확한 표면 실장 기술을 사용하도록 설계되었습니다.
표면 실장 기술과 관통 홀 기술 비교
스루홀 기술(THT)은 견고하고 안정적인 연결로 잘 알려진 전자 제조 분야의 오랜 전통입니다. THT 조립에서는 부품을 인쇄 회로 기판의 구멍에 삽입한 후 반대쪽에 리드를 납땜합니다. 이 방식은 수십 년 동안 표준으로 사용되어 왔으며, 특히 기계적 안정성과 견고성이 요구되는 커넥터 및 스위치와 같은 부품의 경우 더욱 그렇습니다.
하지만 최근 몇 년 동안 전자 산업은 표면 실장 기술(SMT)로의 큰 전환을 경험했습니다. SMT는 부품을 PCB 표면에 직접 부착하는 현대적인 방식으로, 구멍을 뚫을 필요 없이 더욱 컴팩트한 PCB 크기를 구현할 수 있습니다. 이러한 기술은 공통된 목표를 공유하지만, 접근 방식은 상당히 다릅니다.
- 표면 실장 기술은 관통 구멍 실장 시 발생하는 일반적인 공간 문제를 해결하는 데 큰 도움이 되었습니다.
- 표면실장기술의 핀 수는 이전 기술에 비해 크게 증가했습니다.
- 표면 실장 기술에서는 부품이 리드 없이 기판 표면에 직접 실장됩니다. 관통 구멍에서는 부품의 리드가 관통 구멍을 통해 배선 기판에 연결됩니다.
- 표면 실장 기술의 표면 패드는 인쇄 배선 기판의 층을 연결하는 데 사용되지 않습니다.
- 스루홀 기술(Through Hole Technology)의 부품은 크기가 더 크기 때문에 단위 면적당 부품 밀도가 낮아집니다. 표면 실장 기술(Surface Mount Technology)을 사용하면 필요한 경우 양면에 부품을 장착할 수 있으므로 매우 높은 패킹 밀도를 얻을 수 있습니다.
- 표면 실장 기술은 관통 구멍으로는 불가능했던 응용 분야를 가능하게 했습니다.
- 표면실장기술은 대량생산에 적합하며, 관통홀기술에서는 불가능한 단위조립비용을 낮출 수 있습니다.
- 표면 실장 기술을 사용하면 크기가 작아져 더 빠른 회로 속도를 구현하기가 더 쉽습니다. 표면 실장 기술은 주요 마케팅 요구 사항 중 하나를 충족하는 동시에 매우 작은 크기에 고성능 회로를 구현하는 데 도움이 됩니다.
표면 실장 기술의 응용 PCB에
오늘날 SMT 기술을 사용하지 않는 전자 기기를 찾는 것은 흔치 않습니다. 스마트폰이나 태블릿과 같은 가전제품의 놀라운 소형화 및 성능 향상을 가능하게 한 것은 바로 SMT 기술 덕분입니다. 휴대폰뿐만 아니라 거의 모든 산업 분야에서 SMT 부품은 정교한 기능을 구현하는 데 활용되고 있습니다. 자동차 제조업체는 시스템을 모니터링하고 실시간 성능 피드백을 제공하기 위해 엔진 내부에 견고한 SMT 부품을 사용합니다. 항공우주 엔지니어는 경량 SMT 장치를 사용하여 극한 환경에서도 신뢰성을 유지하면서 비행 시스템을 계측합니다. 의료기기 제조업체는 생명을 구하는 휴대용 및 이식형 기기를 개발하기 위해 SMT를 활용합니다.
또한, SMT는 LED 조명 혁신에도 중요한 역할을 해왔습니다. 이 기술을 통해 맞춤형 전구 배열 및 내장형 조명 스트립과 같은 효율적이고 다재다능한 조명 솔루션을 개발할 수 있었습니다. SMT 기반 LED 조명 솔루션의 혁신은 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
SMT는 정밀한 자동 조립을 위해 정교한 기계에 의존하지만, 다재다능한 제조 공정임이 입증되었습니다. 전자 제품이 더욱 강력해지고 소형화됨에 따라, 표면 실장 기술은 앞으로도 필수 불가결한 기술로 남아 모든 산업 분야의 혁신을 촉진할 것으로 예상됩니다.
SMT의 장단점
업계에서는 이 기술이 기존의 스루홀 기술, 즉 배선 부품이 있는 회로 기판을 구멍에 삽입하는 방식을 대체했습니다.
장점
• 소형화
표면 실장 기술에서 전자 부품의 기하학적 크기와 부피는 스루홀 보간 부품보다 훨씬 작습니다. 일반적으로 스루홀 보간 부품은 60~70%까지 줄일 수 있으며, 일부 부품은 크기와 부피를 90%까지 줄일 수 있습니다. 동시에 부품 무게도 60~90%까지 줄일 수 있습니다.
• 높은 신호 전송 속도
표면 실장 기술은 부품을 조립할 때 구조가 콤팩트할 뿐만 아니라 높은 안전 밀도를 제공합니다. PCB 양면에 부착할 경우, 조립 밀도는 제곱센티미터당 5~5~20개의 솔더 조인트에 도달할 수 있습니다. SMT PCB는 단락 회로와 낮은 지연 시간으로 고속 신호 전송을 실현할 수 있습니다. 또한, SMT 조립 PCB는 진동과 충격에 대한 내성이 우수하여 전자 장비의 초고속 작동을 실현하는 데 매우 중요합니다.
• 고주파 효과
소자에 리드가 없거나 리드가 짧기 때문입니다. 회로의 분배 매개변수가 감소하고 RF 간섭도 감소합니다.
• 표면 실장 기술은 자동 생산에 유익하며 수율과 생산 효율성을 향상시킵니다.
칩 부품 용접 조건의 표준화, 직렬화 및 일관성을 통해 표면 실장 기술의 고도화된 자동화가 가능해졌습니다. 용접 중 부품의 파손이 크게 감소하고 신뢰성이 향상됩니다.
• 낮은 재료 비용
대부분의 SMT 부품은 생산 장비의 효율성 향상과 포장재 소비 감소로 인해 동일한 유형 및 기능을 가진 THT 부품보다 패키징 비용이 저렴합니다. 따라서 SMT 부품의 판매 가격은 THT 구성 요소.
• 생산 공정을 단순화하고 생산 비용을 절감합니다.
설치 시 PCB 보드부품의 리드선을 구부리거나, 성형하거나, 짧게 만들 필요가 없어 전체 공정이 단축되고 생산 효율이 향상됩니다. 동일한 기능 회로의 가공 비용은 스루홀 보간보다 낮아 일반적으로 총 생산 비용을 30~50% 절감할 수 있습니다.
단점
• 공간이 작으면 수리하기가 더 어려울 수 있습니다.
• 포팅 공정에 사용되는 화합물을 납땜 접합부가 견뎌낸다는 보장은 없습니다. 열 사이클링을 수행할 때 접합부가 끊어질 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다.
• 많은 양의 열을 발생시키거나 높은 하중을 견뎌야 하는 부품은 표면 실장하면 안 됩니다. 납땜은 고온에서 녹기 때문입니다.
• 납땜은 기계적 응력으로 인해 약화됩니다. 즉, 사용자와 직접 상호 작용하는 부품은 구멍을 통해 설치된 물리적 바인딩을 사용하여 배선해야 합니다.
SMT 공정의 일반 단계
표면 실장 기술은 전자 부품을 PCB 표면에 부착하는 방법입니다. 표면 실장 어셈블리를 리플로우 솔더링으로 플레이트에 용접합니다. 표면 실장 어셈블리 공정은 설계 단계에서 시작되는데, 다양한 부품을 선택하고 Orcad나 Capstar와 같은 소프트웨어 패키지를 사용하여 PCB를 설계합니다.
• 재료 준비 및 검사
SMC와 PCB를 준비하고 결함이 있는지 확인합니다. PCB에는 일반적으로 구멍이 없는 평평하고 보통 주석-납, 은 또는 금도금 브레이징 패드가 있는데, 이를 패드라고 합니다.
• 템플릿 준비
스틸 메시는 솔더 페이스트 인쇄 시 고정 위치에 사용됩니다. PCB 패드의 설계 위치에 따라 제작됩니다.
• 솔더 페이스트 인쇄
제조 과정에서 설치되는 첫 번째 기계는 솔더 페이스트 프린터로, 템플릿과 스크레이퍼를 사용하여 PCB의 적절한 솔더 패드에 솔더 페이스트를 도포하도록 설계되었습니다. 이 방법은 솔더 페이스트 도포에 가장 널리 사용되지만, 특히 템플릿이 필요 없고 수정이 용이한 하청 부서에서 스프레이 인쇄가 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 이 하청 부서에서는 일반적으로 플럭스와 주석 혼합물을 사용하여 SMC와 솔더 페이스트를 연결합니다. PCB 솔더 패드. PCB에 적합하며 스크레이퍼를 사용하여 45°-60° 각도로 솔더 페이스트를 감지합니다.
• 솔더 페이스트 검사
대부분의 솔더 페이스트 프레스에는 자동 감지 기능이 포함되어 있지만, PCB 크기에 따라 이 과정에 시간이 많이 소요될 수 있으므로 일반적으로 별도의 기계를 선택할 수 있습니다. 솔더 페이스트 프린터의 내부 감지 시스템은 2D 기술을 사용하는 반면, 전용 SP [기계는 3D 기술을 사용하여 인쇄 영역뿐만 아니라 각 패드의 솔더 페이스트 용량까지 더욱 정밀하게 감지합니다.
• 구성 요소의 위치
PCB에 올바른 솔더링 횟수가 적용되었는지 확인되면 제조 공정의 다음 단계인 부품 배치로 넘어갑니다. 각 부품은 진공 또는 클램핑 노즐을 사용하여 패키지에서 꺼내지고, 시각 시스템으로 점검한 후, 프로그래밍된 위치에 고속으로 배치됩니다.
• 첫 번째 부품 검사(FAI)
PCB 제조업체들이 직면하는 많은 과제 중 하나는 고객 정보를 검증하는 첫 번째 조립 또는 첫 번째 제품 검사(FAI) 프로세스로, 시간이 많이 소요될 수 있습니다. 발견되지 않은 오류는 상당한 재작업으로 이어질 수 있으므로 이 단계는 매우 중요합니다.
• 리플로 납땜
모든 부품의 위치를 확인한 후, PCB 어셈블리를 리플로우 용접기로 옮겨 충분한 온도까지 가열함으로써 부품과 PCB 사이에 모든 전기 용접 연결을 형성합니다. 이 과정은 조립 공정에서 비교적 간단해 보이지만, 적절한 환류 프로파일은 과열되지 않고 부품이나 어셈블리를 손상시키지 않는 허용 가능한 솔더 접합을 보장하는 데 매우 중요합니다.
• 청소 및 검사
용접 후 기판을 청소하고 결함 여부를 확인합니다. 결함이 있는 경우 재작업 또는 수리하고 제품을 보관합니다. 일반적인 SMT 관련 장비로는 확대경, 구판(자동 광학 검사), 플라잉 니들 테스터, X선 장비, 그리고 부품 위치를 조정할 수 있도록 장비 위치에 연결할 수 있는 기타 광학 검사 장비와, PCB 정렬 템플릿을 조정할 수 있도록 프린터에 연결할 수 있는 SPI 장비가 있습니다.
최종 단어
앞서 살펴보았듯이 표면 실장 기술은 지난 수십 년 동안 전자 설계 및 제조에 혁명을 일으켰습니다. 스루홀에서 SMT로의 전환은 더 작고, 더 강력하며, 더 풍부한 기능을 갖춘 장치를 만드는 데 있어 끝없는 혁신을 가능하게 했습니다. SMT의 복잡성은 전자 하드웨어 개발 초보자에게는 복잡할 수 있지만, 경험이 풍부한 전문가와 협력하면 PCB 조립 회사 MOKO Technology는 프로세스를 원활하게 만듭니다. 저희 제조 공장은 첨단 장비를 갖추고 있습니다. 표면 실장 기술 기계 아래 그림과 같습니다. 고밀도 SMT 제조 전문성과 신뢰할 수 있는 품질 관리를 바탕으로, 프로토타입부터 양산까지 아이디어를 실현할 수 있도록 지원합니다.
