SMT là gì?

SMT (Surface-Mount Technology) là một phương pháp sản xuất trong ngành điện tử mà trong đó các linh kiện điện tử được gắn trực tiếp lên bề mặt của bảng mạch in (PCB). Phương pháp này khác biệt hoàn toàn so với kỹ thuật truyền thống, khi mà các linh kiện thường được gắn vào những lỗ trên PCB. Nhờ việc sử dụng linh kiện nhỏ gọn hơn, Công nghệ SMT giúp giảm kích thước của thiết bị điện tử, đồng thời tăng cường tính năng và hiệu suất của chúng. So với phương pháp xuyên lỗ, SMT loại bỏ nhu cầu gia công cơ khí, tăng tính tự động hóa và nâng cao hiệu suất sản xuất trong ngành điện tử.

Công nghệ gắn kết bề mặt xuất hiện từ những năm 1960 và đến cuối những năm 1990, các thiết bị điện tử hiện đại được gắn kết bề mặt rộng rãi trên toàn cầu. Dây chuyền công nghệ SMT được ưa chuộng sử dụng trong quy trình sản xuất mạch điện tử. Với sự yêu cầu nhỏ gọn và di động của các sản phẩm điện tử, dây chuyền SMT giúp tối ưu kích thước của các PCB. Dựa trên mức độ tự động hóa, dây chuyền SMT được chia thành hai loại là: Dây chuyền SMT tự động và bán tự động.

Các thiết bị được dùng trong SMT

SMT thụ động

SMT thụ động là điện trở hoặc tụ điện có kích thước tiêu chuẩn, thay đổi linh hoạt, bao gồm: 1812, 0805, 1206, 0603, 0402 và 0201. Những kích thước này có thể lên đến hàng trăm inch. Hiện nay chúng không còn được sử dụng phổ biến nhưng vẫn có thể tìm thấy trong các ứng dụng cần nguồn năng lượng lớn.

Bóng dẫn và Diode

Bóng dẫn và Diode thường có kích thước nhỏ được đóng trong gói nhựa. Diode có ký hiệu trên đầu và cho phép dòng điện chạy theo một hướng. Bóng dẫn là một thành phần quan trọng trong các mạch máy tính và thiết bị điện tử khác, có khả năng phản ứng nhanh và được sử dụng trong điều chỉnh điện áp, dao động, khuếch đại, chuyển đổi và điều chế tín hiệu.

Mạch tích hợp

Công nghệ SMT sử dụng các gói tích hợp mạch bên trong, được thiết kế tùy theo số lượng kết nối cần thiết. Tuỳ thuộc vào loại chip và nhu cầu của từng doanh nghiệp, hệ thống gắn kết bề mặt có những thay đổi nhất định:

• Các chip nhỏ sẽ sử dụng gói tích hợp SOIC (loại gói nhỏ) sử dụng cho các chip logic của dòng 74 serie. Các gói nhỏ khác bao gồm SSOP và TSOP..

• Gói tích hợp VLSI sẽ sử dụng các chip lớn hơn và cần tiếp xúc trực tiếp, có các chân hình vuông hoặc chữ nhật.

• Chip BGA được sử dụng trong đa dạng các ứng dụng khác nhau. 

Ưu điểm và nhược điểm của SMT là gì?

Ưu điểm

• Bằng cách cho phép đặt nhiều linh kiện hơn lên dùng một đơn vị diện tích, SMT giúp thiết kế PCB nhỏ hơn và cung cấp dữ liệu nhiều hơn cho nhà thiết kế.

• Công nghệ gắn kết bề mặt cho phép đặt linh kiện ở cả hai mặt trên và dưới của PCB, tăng tổng số lượng linh kiện trên một đơn vị diện tích.

• Nhờ vào đường kết nối ngắn và độ trễ nhỏ, PCB lắp ráp bằng SMT có thể truyền tín hiệu tốc độ cao hơn.

• Được ứng dụng phổ biến để lắp ráp tự động với máy định vị có khả năng đặt lên đến 136.000 linh kiện/giờ.

• Có diện tích bức xạ nhỏ hơn và khả năng tương thích điện từ tốt hơn bởi kích thước nhỏ và cảm ứng dẫn thấp

Nhược điểm

• Lắp ráp và sửa chữa thủ công rất khó, yêu cầu công cụ đắt tiền và thợ có kỹ năng chuyên môn cao.

• Một số thành phần bo mạch không tương thích với các ổ cắm.

• Các thành phần sử dụng công nghệ gắn kết bề mặt có thể bị lệch nếu không được thao tác cẩn thận, kỹ lưỡng.

Quy trình dây chuyền công nghệ SMT

• Chuẩn bị vật chất và kiểm tra: Kiểm tra PCB và SMC để xem có lỗi không. PCB (miếng hàn) là miếng đồng bọc nhôm,bạc hoặc vàng, không có lỗ.

• Chuẩn bị stencil: Stencil được thiết kế theo miếng hàn PCB, dùng để định vị cho quá trình in dán hàn.

• Dán thiếc hàn: Để kết nối SMC và miếng hàn trên PCB, sử dụng keo hàn (hỗn hợp của chất trợ dung và thiếc).  Áp dụng keo hàn trên PCB với stencil bằng chổi cao su theo góc từ 45°- 60°.

• Dán SMC: PCB sau khi in sẽ được chuyển đến khu vực máy chọn và đặt - nơi các thành phần điện tử được gắn lên.

• Hàn lại: PCB được đưa vào lò sấy để hàn lại. Vũng nhiệt sơ bộ từ 140 – 160°C nhằm làm nóng bo mạch và các thành phần. Vùng ngâm: giữ bo mạch 60-90 giây ở nhiệt độ từ 140°C – 160°C. Khu vực chảy lại: tăng 1°C – 2°C mỗi giây đến 210°C – 230°C để làm tan chảy thiếc và liên kết thành phần. Vùng làm mát: chịu trách nhiệm làm cho chất hàn đông cứng và tránh lỗi mối nối. Nếu bảng mạch là 2 mặt thì quá tình này được lặp lại bằng cách sử dụng keo hoặc hồ hàn nhằm giữ các thành phần.

• Làm sạch và kiểm tra: Làm sạch và kiểm tra PCB xem có lỗi nào không. Sử dụng các thiết bị ống kính phóng đại, máy kiểm tra đầu dò và máy chụp X-quang, kiểm tra quang học tự động (AOI) để kiểm tra.

So sánh công nghệ SMT với kỹ thuật xuyên lỗ cũ

Các ứng dụng của công nghệ SMT

SMT là phương pháp được sử dụng để tạo ra các linh kiện điện tử cho các thiết bị khác nhau như máy tính, điện thoại thông minh, máy ảnh số, Tivi thế hệ mới, đồ chơi điện tử, robot,tai nghe và các thiết bị điện tử khác. SMT tạo bảng mạch hoạt động tốt hơn với nhiều tính năng, tiện ích hơn. Công nghệ gắn kết bề mặt SMT cho phép tạo ra các linh kiện với mật độ kết nối cao, kích thước nhỏ gọn mà không phương pháp nào có khả năng cạnh tranh được.

Sự khác nhau giữa SMD và SMT

SMT (Surface Mount Technology) là công nghệ gắn kết bề mặt là phương pháp hàn và gắn các linh kiện điện tử trực tiếp lên bề mặt bảng mạch in (PCB). Công nghệ này sử dụng các thiết bị tự động như máy Pick-and-Place để đảm bảo độ chính xác cao, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

SMD (Surface Mount Device) - linh kiện dán bề mặt là các linh kiện điện tử như tụ điện, điện trở, bóng bán dẫn, được thiết kế để gắn trực tiếp lên bảng mạch bằng công nghệ SMT.

• SMT là công nghệ, bao gồm quy trình sản xuất và thiết bị hỗ trợ.

• SMD là linh kiện, được sử dụng trong công nghệ SMT để tạo thành mạch điện hoàn chỉnh.

Trước đây, linh kiện được gắn thủ công, nhưng với sự phát triển của công nghệ, máy Pick-and-Place đã thay thế, giúp sản xuất nhanh hơn, chính xác hơn và tối ưu hóa quy trình lắp ráp điện tử. 

Lời kết

Công nghệ SMT là một công nghệ quan trọng góp phần tạo ra bước ngoặt cho ngành sản xuất linh kiện điện tử. Công nghệ này đã đem lại nhiều ưu điểm vượt trội, từ kích thước nhỏ gọn đến khả năng tự động hóa trong sản xuất. Hiểu biết về công nghệ gắn bề mặt SMT sẽ giúp bạn tận dụng tối đa tiềm năng của chúng trong ngành công nghiệp điện tử hiện đại. Mọi thắc mắc vui lòng liên hệ hotline 0983 113 387 - 0966 966 032 để được giải đáp.

Tham khảo thêm:

Công nghệ RFID trong quản lý kho

5 công nghệ ứng dụng trong kho phân phối hàng hóa

Kiến trúc hệ thống IIoT