PCB뉴스 - 표면 실장 기술(SMT): 현대 전자 제조의 초석

표면 실장 기술(SMT)은 간단히 말해 PCB 회로 기판의 고정 지점에 솔더 페이스트를 인쇄한 다음 기계와 장비를 통해 회로 기판 표면에 저항기, 커패시터 및 기타 부품을 실장한 다음, 회로 기판을 고온에서 구워 솔더 페이스트를 응고시켜 부품이 회로 기판에 단단히 납땜되어 완전한 회로 기판 어셈블리를 형성합니다.

이런 기술을 사용하여 생산하는 공장을 SMT 공장이라고 합니다.

표면 실장 기술(SMT) 공정

1. PCB 보드 설계 및 제조

휴대전화 제조 공정에서는 먼저 PCB 기판을 설계하고 제작해야 합니다. 설계자는 EDA(전자 설계 자동화) 소프트웨어를 사용하여 휴대폰의 기능적 요구 사항과 레이아웃 요구 사항을 기반으로 PCB를 설계합니다. 그런 다음, 기판 소재 선택, 적층, 회로 설계, 개구부 가공 등의 단계를 거쳐 화학적 에칭이나 기계적 가공을 통해 PCB 기판이 제조됩니다.

2. 장착을 위한 구성 요소 준비

장착된 부품은 칩, 커패시터, 저항기, 커넥터 등 휴대폰에 들어가는 다양한 전자 부품입니다. SMT 공정에서는 품질과 정확성을 보장하기 위해 부품을 준비하고, 분류하고, 세척하고, 교정해야 합니다.

3. 장착 공정

마운팅 공정은 SMT 공정의 핵심 연결고리입니다. 여기에는 다음과 같은 주요 단계가 포함됩니다.

a. 구성 요소 위치 결정: 장착 프로세스에서는 먼저 PCB 보드에서 각 구성 요소의 정확한 위치를 결정해야 합니다. 이는 일반적으로 실시간 위치 지정 및 교정을 수행하는 자동 광학 검사 장비나 머신 비전 시스템을 통해 수행됩니다.

b. 주석 도금 및 접착제 코팅: 솔더 페이스트 프린터는 생산 라인 앞, 보드 로더 바로 뒤에 배치됩니다. 솔더 페이스트 인쇄는 SMT 기술의 프런트엔드 공정으로, 주로 PCB 패드에 솔더 페이스트를 인쇄하는 것을 포함합니다. 강철 메시(PCB 패드에 솔더 페이스트를 인쇄하기 위한 금형)가 필요합니다. 솔더 페이스트 인쇄의 품질은 주로 탈형 기술, 인쇄 평탄도 및 두께를 고려합니다. 주석 도금은 좋은 납땜 연결을 제공하는 반면, 접착제는 부품을 고정하고 보호하는 데 사용됩니다.

c. 접착제 분배: 일반적으로 SMT 공정에서 접착제 분배에 사용되는 접착제는 적색 접착제입니다. 적색 접착제는 PCB에 떨어뜨려 납땜할 부품을 고정하여 전자 부품이 자체 무게 또는 리플로우 납땜 공정 중에 고정 부족으로 인해 떨어지거나 납땜이 제대로 되지 않는 것을 방지합니다. 접착제 분사는 수동 분사와 자동 분사로 나눌 수 있으며, 이는 공정 요구 사항에 따라 확정됩니다.

d. 납땜: 장착 공정의 납땜 단계에서는 장착된 구성 요소를 열풍 오븐이나 리플로우 오븐과 같은 장비를 통해 PCB 보드에 납땜합니다. 일반적으로 사용되는 납땜 방법으로는 SMT(표면 실장 기술)와 웨이브 납땜 기술이 있습니다.

e. 검사 및 교정: 장착이 완료된 후 품질 검사 및 교정이 필요합니다. 자동 광학 검사 장비나 수동 시각 검사를 통해 장착된 구성 요소의 위치, 품질 및 연결성을 확인합니다.

4. 테스트 및 수리

검사는 조립된 PCB 조립 보드의 용접 품질 및 조립 품질을 점검하는 것입니다. AOI 광학 검사, 플라잉 프로브 테스터, ICT 및 FCT 기능 테스트가 필요합니다. 합격한 제품은 별도로 포장됩니다. 결함이 발견되면 재작업 스테이션에서 수리할 수 있습니다.

5. 세척 및 보호

높은 신뢰성이 요구되는 일부 애플리케이션에서는 납땜 후 플럭스 잔여물을 제거하기 위해 PCB를 청소해야 합니다. 또한, 제품의 환경 저항성을 향상시키기 위해 PCB 표면에 보호층(예: 컨포멀 코팅)을 적용할 수 있습니다.

THT(Throughput Technology)와 비교했을 때 SMT는 전자 제품에 4가지 주요 이점을 제공합니다.

(1) 높은 조립 밀도: 일반적으로 SMT는 THT 기술에 비해 전자 제품의 크기를 60%, 무게를 75%까지 줄일 수 있습니다.

(2) 고성능 표면 실장 부품의 리드리스 또는 짧은 리드 특성은 리드의 기생 인덕턴스 및 커패시턴스를 줄여 회로의 고주파 및 고속 성능과 장치의 방열 효율을 향상시킵니다.

(3) 비용이 저렴하다. 표면 실장 부품은 표준화된 패키징과 구멍 없는 설치 특성을 갖추고 있어 자동 조립에 특히 적합하여 제조 비용을 대폭 절감할 수 있습니다.

(4) 높은 신뢰성 자동화된 생산 기술은 각 납땜 접합부의 안정적인 연결을 보장하여 전자 제품의 신뢰성을 향상시킵니다.

SMT가 널리 사용되는 것은 바로 이러한 4가지 장점 때문이며, 이를 통해 SMT 자체의 지속적인 발전이 촉진되었습니다.

표면 실장 기술(SMT)의 미래 발전 추세

전자 제품의 지속적인 개발에 따라 SMT 기술 또한 꾸준히 개선되고 있습니다. SMT의 미래 개발 동향은 주로 다음과 같습니다.

1. 더 작은 구성 요소

전자 장치의 소형화 추세에 따라 SMT 부품의 크기도 계속해서 작아질 것입니다. 예를 들어, 0201과 01005 패키지의 부품은 스마트폰과 웨어러블 기기에 널리 사용되었습니다.

2. 더 높은 수준의 자동화

인공지능과 머신러닝 기술을 도입하면 SMT 장비의 자동화 및 지능 수준이 더욱 향상될 것입니다. 예를 들어, 스마트 배치 기계는 실시간 데이터에 따라 배치 매개변수를 조정하여 생산 효율성과 제품 품질을 개선할 수 있습니다.

3. 녹색 제조

환경 보호 요구 사항의 향상으로 SMT는 친환경 제조를 향해 나아갈 것입니다. 예를 들어, 무연 솔더 및 저휘발성 플럭스와 같은 환경 친화적 소재의 적용이 점점 더 확대될 것입니다.

4. 3D 프린팅과 SMT의 결합

3D 프린팅 기술의 급속한 발전은 SMT에 새로운 가능성을 가져왔습니다. 예를 들어, 3D 인쇄 회로 기판(3D-PCB)을 사용하면 보다 복잡한 구조적 설계가 가능해져 전자 제품의 성능이 더욱 향상됩니다.

표면 실장 기술(SMT)은 전자 제품의 급속한 발전의 초석입니다. 특히 전자 제품 및 전자 부품의 소형화 추세에 따라 패치 기술이 크게 향상되었습니다.