Công nghệ SMT là gì? Quy trình công nghệ dán bề mặt

Mã Sản Phẩm: : Ung dung cong nghe 50
Tên Sản Phẩm: : Công nghệ SMT là gì? Quy trình công nghệ dán bề mặt
Danh Mục: : HỆ THỐNG QLSX MES
Thương Hiệu: : Hệ thống điều hành và thực thi sản xuất
Giá: : Liên Hệ

Tìm hiểu công nghệ SMT là gì trong sản xuất điện tử. Khám phá quy trình sản xuất SMT, các linh kiện được sử dụng, ứng dụng, và xu hướng phát triển trong tương lai.

Chi Tiết Sản Phẩm

Bạn đã bao giờ tự hỏi công nghệ nào giúp những thiết bị điện tử mà chúng ta sử dụng hàng ngày như smartphone, máy tính, TV ngày càng trở nên nhỏ gọn và mạnh mẽ hơn chưa? Câu trả lời nằm ở công nghệ then chốt có tên là SMT - Surface Mount Technology (Công nghệ dán bề mặt).

SMT đã cách mạng hóa ngành công nghiệp điện tử, cho phép chúng ta sản xuất các bảng mạch in (PCB) phức tạp, nhỏ gọn và hiệu suất cao hơn bao giờ hết. Trong bài viết này, peppermillapartments.com sẽ cùng bạn khám phá SMT là gì, tìm hiểu nguyên lý hoạt động, quy trình sản xuất chi tiết, ứng dụng và xu hướng phát triển trong tương lai của công nghệ này.

1. SMT là gì?

Trước hết, SMT là gì? Surface Mount Technology - Công nghệ dán Bề mặt là một phương pháp chế tạo bảng mạch điện tử (PCB) tiên tiến, trong đó các linh kiện điện tử (như điện trở, tụ điện, IC,...) được gắn trực tiếp lên bề mặt của PCB, thay vì sử dụng các lỗ xuyên như công nghệ truyền thống (THT - Through-Hole Technology) (Linh kiện điện tử có chân dài, bạn phải đâm chân đó xuyên qua lỗ trên bảng mạch, rồi hàn lại để giữ chặt).

Các linh kiện dành riêng cho công nghệ SMT được gọi là SMD (Surface Mount Devices - Linh kiện dán Bề mặt). Chúng thường có kích thước nhỏ gọn và được thiết kế để phù hợp với quá trình hàn reflow, một kỹ thuật hàn đặc trưng của công nghệ này.

Cụ thể trong SMT, kem hàn được in lên các pad (điểm tiếp xúc) trên bề mặt PCB. Sau đó, máy pick-and-place tự động đặt các linh kiện SMD lên các vị trí đã được phủ kem hàn. Tiếp theo, PCB được đưa qua lò reflow, nơi nhiệt độ được tăng lên theo một chu trình cụ thể để làm chảy kem hàn và gắn chặt linh kiện vào PCB. Cuối cùng, PCB được làm mát và kiểm tra chất lượng.

cong-nghe-smt-va-cong-nghe-xuyen-lo

Các thành phần chính trong SMT bao gồm:

PCB (Printed Circuit Board - Bảng mạch in): Tấm nền cách điện được phủ lớp dẫn điện, có các pad để gắn linh kiện SMD.
SMD (Surface Mount Devices - Linh kiện gắn bề mặt): Các linh kiện điện tử được thiết kế để gắn trên bề mặt PCB.
Kem hàn: Hỗn hợp kim loại nóng chảy ở nhiệt độ nhất định, dùng để gắn kết linh kiện SMD vào PCB.
Máy pick-and-place: Máy tự động gắp và đặt linh kiện SMD lên PCB.
Lò reflow: Lò nung nóng PCB để làm chảy kem hàn và gắn kết linh kiện.
Máy AOI (Automated Optical Inspection): Máy kiểm tra chất lượng PCB tự động bằng phương pháp quang học.

Lịch sử phát triển: SMT được phát triển từ những năm 1960 và bắt đầu được sử dụng rộng rãi trong những năm 1980. Trước đó, công nghệ xuyên lỗ (THT) là phương pháp chủ yếu để chế tạo PCB.

Công nghệ SMT liệu có thể thay thế hoàn toàn linh kiện xuyên lỗ (THC)? THC vẫn được ưa chuộng nhờ mối hàn chắc, lắp ráp đơn giản, khoảng cách rộng. Nhưng SMT mang lại lợi ích vượt trội: nhỏ gọn, hiệu quả, tối ưu hóa không gian. Vì vậy, công nghệ hỗn hợp phổ biến hơn. Nó kết hợp linh kiện gắn bề mặt và xuyên lỗ trên cùng một bo mạch, đáp ứng nhu cầu đa dạng của ngành điện tử hiện đại.

quy-trinh-san-xuat-smt

2. Quy trình sản xuất SMT như thế nào?

Quy trình sản xuất SMT (Surface Mount Technology) bao gồm một loạt các bước được thực hiện tuần tự, từ chuẩn bị PCB đến kiểm tra chất lượng sản phẩm cuối cùng. Mỗi bước đều đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của bảng mạch điện tử. Dưới đây là mô tả chi tiết từng bước trong quy trình sản xuất:

2.1 Chuẩn bị PCB

Kiểm tra PCB: Đảm bảo bảng mạch PCB không có khuyết tật như vết nứt, xước, hoặc biến dạng.
Làm sạch PCB: Loại bỏ bụi bẩn, dầu mỡ, và các tạp chất khác trên bề mặt PCB để đảm bảo độ bám dính tốt của kem hàn.

2.2 In kem hàn

Bước in kem hàn trong công nghệ SMT:

Sử dụng khuôn in (stencil): Khuôn in là một tấm kim loại mỏng có các lỗ được cắt theo hình dạng của các pad trên PCB.
Đặt khuôn in lên PCB: Đảm bảo căn chỉnh chính xác giữa khuôn in và PCB.
Phủ kem hàn lên khuôn in: Kem hàn được trải đều lên bề mặt khuôn in, sau đó được gạt đi bằng lưỡi gạt, chỉ để lại kem hàn trong các lỗ của khuôn in, tương ứng với các pad trên PCB.
Nhấc khuôn in lên: Kem hàn được in lên các pad trên PCB.

2.3 Đặt linh kiện

Tiếp theo trong quy trình sản xuất SMT là đặt linh kiện:

Sử dụng máy pick-and-place: Máy này tự động lấy linh kiện SMD từ băng tải (reel) hoặc khay (tray) và đặt chúng lên các vị trí đã được phủ kem hàn trên PCB.
Căn chỉnh chính xác: Máy pick-and-place sử dụng hệ thống camera và phần mềm điều khiển để đảm bảo linh kiện được đặt đúng vị trí và hướng trên PCB.

2.4 Hàn reflow

Tiếp theo trong công nghệ SMT là hàn reflow:

Đưa PCB qua lò reflow: Lò reflow là một lò nung nóng PCB theo một chu trình nhiệt độ được kiểm soát chặt chẽ.
Nung nóng PCB: Nhiệt độ trong lò reflow được tăng dần đến điểm nóng chảy của kem hàn.
Làm chảy kem hàn: Kem hàn nóng chảy và gắn kết linh kiện SMD vào PCB.
Làm nguội PCB: PCB được làm nguội dần để kem hàn đông cứng lại.

2.5 Kiểm tra chất lượng

Cuối cùng, trong quy trình SMT là kiểm tra chất lượng:

Kiểm tra bằng mắt thường (Manual Inspection): Kiểm tra bằng mắt thường để phát hiện các lỗi lớn như linh kiện bị lệch, thiếu linh kiện, hoặc cầu hàn.
Kiểm tra quang học tự động (AOI - Automated Optical Inspection): Máy AOI sử dụng camera và phần mềm xử lý ảnh để phát hiện các lỗi nhỏ như cầu hàn, chân linh kiện bị cong, hoặc lỗi căn chỉnh.
Kiểm tra bằng tia X (X-ray Inspection): Kiểm tra bằng tia X được sử dụng để kiểm tra các mối hàn ẩn bên dưới các linh kiện BGA (Ball Grid Array).

2.6 Sửa chữa nếu cần

Nếu phát hiện lỗi PCB sẽ được sửa chữa bằng các công cụ chuyên dụng như máy hàn lại.

3. Các thiết bị và linh kiện sử dụng trong SMT

Dây chuyền công nghệ SMT (Surface Mount Technology) sử dụng một loạt các thiết bị chuyên dụng và linh kiện đặc thù để thực hiện quy trình gắn kết bề mặt. Dưới đây là phân loại và mô tả chi tiết về các thiết bị và linh kiện quan trọng trong quy trình này:

Linh kiện thụ động (Passive Components)

Đây là những linh kiện không khuếch đại tín hiệu, bao gồm:

Điện trở (Resistors): Hạn chế dòng điện. Các loại điện trở SMD phổ biến bao gồm: 0201, 0402, 0603, 0805, 1206.
Tụ điện (Capacitors): Lưu trữ điện tích. Các loại tụ điện SMD phổ biến bao gồm: gốm nhiều lớp (MLCC), tantali, và điện phân.
Cuộn cảm (Inductors): Lưu trữ năng lượng trong từ trường.

Linh kiện bán dẫn (Semiconductor Components)

Linh kiện bán dẫn trong SMT gồm:

Diode: Cho phép dòng điện chạy theo một chiều.
Transistor: Khuếch đại hoặc chuyển mạch tín hiệu điện tử.
Mạch tích hợp (Integrated Circuits - ICs): Đây là các mạch điện tử phức tạp được tích hợp trên một chip silicon. IC có nhiều loại khác nhau, bao gồm:
SOIC (Small Outline Integrated Circuit)
TSOP (Thin Small Outline Package)
SSOP (Shrink Small Outline Package)
QFP (Quad Flat Package)
BGA (Ball Grid Array)

Kích thước linh kiện SMD

Kích thước linh kiện SMD trong SMT thường được biểu thị bằng mã 4 chữ số, ví dụ: 0402, 0603, 0805, 1206. Hai chữ số đầu tiên biểu thị chiều dài, hai chữ số sau biểu thị chiều rộng (đơn vị là inch * 100). Ví dụ, linh kiện 0402 có kích thước 0.04 inch x 0.02 inch.

Việc lựa chọn thiết bị và linh kiện cho SMD phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng sản phẩm và quy mô sản xuất. Sự phát triển của dây chuyền SMT đã dẫn đến sự ra đời của các thiết bị và linh kiện ngày càng nhỏ gọn, chính xác, và hiệu suất cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của ngành công nghiệp điện tử.

4. Ứng dụng của SMT là gì?

Công nghệ SMT (Surface Mount Technology) đóng vai trò then chốt trong việc sản xuất đa dạng các thiết bị điện tử hiện đại, nhờ khả năng tạo ra các sản phẩm nhỏ gọn, hiệu năng cao, và đáng tin cậy. Công nghệ này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm:

4.1 Điện tử tiêu dùng

Điện thoại di động (Smartphones): Công nghệ này cho phép tích hợp hàng tỷ transistor và các linh kiện khác vào một không gian nhỏ, tạo nên những chiếc điện thoại mạnh mẽ và đa chức năng.
Máy tính xách tay (Laptops) và máy tính bảng (Tablets): SMT giúp giảm kích thước và trọng lượng của máy tính, đồng thời tăng hiệu suất và thời lượng pin.
Tivi (Televisions): Công nghệ được sử dụng để sản xuất các bảng mạch điều khiển và các module hiển thị trong tivi.
Máy ảnh kỹ thuật số (Digital Cameras)
Máy nghe nhạc (MP3 Players)
Thiết bị đeo thông minh (Wearable Devices): Đồng hồ thông minh, vòng đeo tay theo dõi sức khỏe.
Thiết bị gia dụng thông minh (Smart Home Appliances): Tủ lạnh, máy giặt, điều hòa.

4.2 Ô tô

Ứng dụng trong hệ thống điều khiển động cơ (Engine Control Units)
Ứng dụng trong hệ thống phanh chống bó cứng (ABS)
Ứng dụng trong hệ thống túi khí (Airbag Systems)
Ứng dụng trong hệ thống giải trí (Infotainment Systems)
Ứng dụng trong hệ thống định vị GPS (GPS Navigation Systems)

4.3 Y tế

Ứng dụng trong máy chẩn đoán hình ảnh (Medical Imaging Equipment): Máy MRI, máy CT.
Thiết bị theo dõi sức khỏe (Patient Monitoring Devices): Máy đo huyết áp, máy đo nhịp tim.
Ứng dụng trong thiết bị cấy ghép (Implantable Medical Devices): Máy tạo nhịp tim.
Thiết bị y tế di động (Portable Medical Devices)

4.4 Hàng không vũ trụ

Hệ thống điều khiển máy bay (Aircraft Control Systems)
SMT ứng dụng trên hệ thống định vị vệ tinh (Satellite Navigation Systems)
Thiết bị đo lường và điều khiển (Instrumentation and Control Systems)

4.5 Công nghiệp

Bộ điều khiển tự động (PLC - Programmable Logic Controllers)
Hệ thống điều khiển máy móc (Robotics and Automation Systems)
Ứng dụng trong thiết bị đo lường và điều khiển (Instrumentation and Control Systems)
Thiết bị điện tử công suất (Power Electronics)

4.6 Viễn thông

Thiết bị mạng (Networking Equipment): Router, switch.
Ứng dụng trong điện thoại di động (Mobile Phones)
Thiết bị truyền thông không dây (Wireless Communication Devices)

5. Xu hướng phát triển của SMT là gì?

Công nghệ SMT đang liên tục phát triển để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp điện tử về hiệu suất, miniaturization (thu nhỏ kích thước), và tích hợp. Dưới đây là một số xu hướng phát triển nổi bật:

1. Miniaturization: Xu hướng thu nhỏ kích thước linh kiện và PCB đang diễn ra mạnh mẽ. Các linh kiện 0201 và 01005 ngày càng phổ biến, đòi hỏi máy móc và quy trình Surface Mount Technology phải có độ chính xác cao hơn. Điều này cũng thúc đẩy sự phát triển của các công nghệ đóng gói tiên tiến như System-in-Package (SiP) và Wafer-Level Packaging (WLP).

2. Tích hợp cao hơn (Higher Integration): Các mạch điện tử ngày càng phức tạp và tích hợp nhiều chức năng hơn. Điều này đòi hỏi SMT phải có khả năng xử lý các linh kiện phức tạp như BGA (Ball Grid Array) và CSP (Chip Scale Package), cũng như các module đa chip (MCM - Multi-Chip Modules).

3. Tự động hóa (Automation): Tự động hóa đang đóng vai trò ngày càng quan trọng trong sản xuất SMT. Các nhà máy sản xuất đang chuyển sang sử dụng robot và hệ thống điều khiển thông minh để tăng năng suất, giảm chi phí lao động, và cải thiện chất lượng sản phẩm. Trí tuệ nhân tạo (AI) cũng đang được ứng dụng để tối ưu hóa quy trình sản xuất và phát hiện lỗi tự động.

4. In 3D (3D Printing): In 3D đang được nghiên cứu và phát triển để ứng dụng trong sản xuất PCB và lắp ráp SMT. In 3D có thể tạo ra các PCB với thiết kế phức tạp và tích hợp các linh kiện trực tiếp trong quá trình in. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn đầu và cần thêm thời gian để hoàn thiện.

5. Công nghệ gắn kết linh kiện mới (New Component Placement Technologies): Các công nghệ mới như Jet Printing và Laser-Assisted Placement đang được phát triển để tăng tốc độ và độ chính xác của quá trình đặt linh kiện.

6. Kiểm tra chất lượng tiên tiến (Advanced Inspection Techniques): Các kỹ thuật kiểm tra chất lượng tiên tiến như Automated X-ray Inspection (AXI) và 3D AOI đang được sử dụng để phát hiện các lỗi nhỏ và ẩn bên trong PCB.

7. Sản xuất thông minh (Smart Manufacturing): Xu hướng sản xuất thông minh, kết hợp Internet of Things (IoT), dữ liệu lớn (Big Data), và phân tích dữ liệu, đang được áp dụng trong SMT để tối ưu hóa quy trình sản xuất, dự đoán lỗi, và cải thiện hiệu quả hoạt động.

Để tận dụng tối đa lợi ích của công nghệ SMT và quản lý hiệu quả quy trình sản xuất điện tử, việc ứng dụng một hệ thống quản lý sản xuất chuyên nghiệp và hiệu quả. SEEACT-MES (Manufacturing Execution System) là một giải pháp toàn diện, được thiết kế đặc biệt cho ngành sản xuất điện tử, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, kiểm soát chất lượng, và nâng cao hiệu suất hoạt động.

Bằng cách kết hợp công nghệ SMT với hệ thống quản lý sản xuất thông minh như SEEACT-MES, các doanh nghiệp có thể đạt được hiệu quả sản xuất tối ưu, nâng cao chất lượng sản phẩm, và đáp ứng tốt hơn nhu cầu ngày càng khắt khe của thị trường.

6-module-SEEACT-MES

Lời kết

Tóm lại công nghệ SMT (Surface Mount Technology) đã và đang đóng vai trò then chốt trong việc phát triển ngành công nghiệp điện tử hiện đại. Từ những thiết bị nhỏ gọn trong tay chúng ta đến những hệ thống phức tạp trong các ngành công nghiệp nặng. Hiện diện khắp nơi, mang lại hiệu suất cao với kích thước nhỏ gọn và độ tin cậy vượt trội.

Hãy tìm hiểu thêm về SEEACT-MES bằng cách liên hệ hotline 0904.675.995 để khám phá cách hệ thống hỗ trợ doanh nghiệp bạn phát triển bền vững trong kỷ nguyên công nghệ số.

Xem thêm:

Sản Phẩm Liên quan