טכנולוגיית ההשמה המשטחית, הידועה כ-SMT ,(Surface Mount Technology) היא שיטה מודרנית להתקנת רכיבי חשמל על גבי לוחות מעגלים מודפסים (PCB). היא מהווה חלק אינטגרלי מתעשיית האלקטרוניקה מאז שנות ה-60. קודם לכן, התקנת הרכיבים האלקטרוניים הייתה מתבצעת ידנית ועשתה שימוש ברכיבי through-hole. השיטה המיושנת הכריחה את היצרנים לבצע קידוחים בלוחות המעגלים, דבר שחייב אותם לייצר רכיבי אלקטרוניקה גדולים ומגושמים, גזל זמן ייצור יקר והטיל מגבלה ממשית על מידת המורכבות האפשרית של המכשירים האלקטרוניים.
מכשור ה-SMT נועד לתת מענה לבעיות אלו. מדובר בטכנולוגיה שחוללה מהפכה ממשית בתעשיית האלקטרוניקה ואפשרה ייצור רחב היקף של לוחות מעגלים מתקדמים, הנחוצים לכל המכשירים החשמליים שקיימים בשוק. מכונות ההשמה המשטחית לסוגיהן מסוגלות למקם את רכיבי אלקטרוניקה על פני המעגלים החשמליים ולהלחים אותם למקומם בצורה מדויקת ביותר, בקצב מסחרר ומסביב לשעון.
הלחמת רכיבי אלקטרוניקה – מכונות SMT לסוגיהן
טכנולוגיית ההשמה המשטחית עושה שימוש במספר סוגים של מכשירים טכנולוגיים, כאשר כל אחד מהם מתמקד בשלב אחר של תהליך הייצור:
- מכונות הטענה ופריקה אוטומטיות – מכונות אלו מבצעות באופן רובוטי את מלאכת ההרמה של רכיבי חשמל שונים מתוך סלילים, צינורות או מגשים וממקמות אותם באופן מדויק על גבי המעגל החשמלי. הן כוללות מגוון של ראשים עדינים שמותאמים לרכיבים מסוגים שונים ובכל מיני גדלים ומסוגלות להרים ולמקם מספר רכיבים בו זמנית ביעילות מרשימה.
- תנורי Reflow – מכונות החימום הללו מלחימות את הרכיבים למקומם הייעודי על פני המעגל. לצורך ההלחמה הן משתמשות בפרופילים שונים של חימום מבוקר ומייצרות חיבורים יציבים ועמידים לאורך זמן. תנורים תעשייתיים משוכללים אלו מאפשרים כיום חימום מהיר ביותר, כוללים חיישנים מובנים לבדיקת טמפרטורה ברמת דיוק גבוהה ואפילו מנתחים בעצמם את עקומת הטמפרטורה.
- מדפסות סטנסילים – מכשירים אלו משמשים למריחת משחת ההלחמה ומבטיחות מריחה מדודה, חלקה ואחידה. יש להן תפקיד חיוני ביצירת מצע להלחמה מדויקת ואיכותית.
- מכונות להלחמת גלים – במקרים בהם נעשה שימוש ברכיבי through-hole לצד רכיבי SMT, מכונות אלו משמשות להלחמתם למעגלים באמצעות יצירת גל של חומר הלחמה מותך העובר מבעד למעגל החשמלי. כך, הן מייתרות את הצורך בביצוע קידוחים מגושמים.
לאחר השלמת תהליך הייצור, יצרני אלקטרוניקה משתמשים במכונות לספירת רכיבים בטכנולוגיית AOI או X-RAY, כדי לוודא שההלחמות אכן בוצעו בהצלחה והרכיבים מוקמו בדייקנות המרבית. בדרך זו ניתן לזהות תקלות בשלב מוקדם ולתקן אותם בטרם ישולבו רכיבים אלקטרוניים פגומים במכשירים חשמליים. בשלב הסופי מתבצעות בדיקות שונות על מנת לוודא שהתוצר המוגמר מפיק את הביצועים הנדרשים.
רכיבי חשמל – נקודות החוזק של טכנולוגיית ה-SMT
התקנת רכיבים אלקטרוניים באמצעות טכנולוגיית מכונות SMT מעניקה למוצר יתרונות רבים על פני שיטות הקידוח המיושנות. היא מאפשרת לייצר רכיבים קטנים יותר וקלי משקל, שמובילים בתורם לשיווק מכשירים אלקטרוניים קומפקטיים. הן מוזילות את עלות הרכיבים ומפחיתות את הנטייה לטעויות בתהליך הייצור. השימוש בהן מגביר את קצב הייצור וחוסך בהוצאות עבור כוח אדם. מעבר לכך, ההימנעות מביצוע קידוחים בלוחות המעגלים מאפשרת התקנת רכיבים בנפרד על גבי כל אחד מצידי הלוח ומפשטת את תהליך ההרכבה.
במבט-על, מכונות SMT על סוגיהן השונים קידמו ללא היכר את תעשיית האלקטרוניקה בעשרות השנים האחרונות. על מנת להמשיך ולשכלל את התעשייה הזו, גם מכונות אלו מוכרחות להמשיך ולהתפתח יחד כדי לאפשר יצירת רכיבים אלקטרוניים ומוצרים סופיים מתקדמים יותר ויותר.
שאלות ותשובות
SMT היא שיטה להרכבת רכיבים אלקטרוניים ישירות על פני לוחות מעגלים מודפסים, ללא צורך בקידוחים.
כי הרכיבים היו גדולים והיה צורך להכניסם דרך חורים. זה האט את הייצור והגביל את גודל ומורכבות המכשירים.
היא אפשרה ייצור מהיר, קומפקטי ומדויק יותר, ובכך תרמה להתקדמות טכנולוגית רחבת היקף.
הן חוסכות זמן, מאפשרות דיוק גבוה, מייצרות רכיבים קטנים וקלים יותר ומפחיתות טעויות.
היא מורחת משחת הלחמה בצורה אחידה, כדי להכין מצע מדויק להצמדת הרכיבים.
באמצעות תנורי Reflow שמחממים את החיבורים בפרופילי טמפרטורה מבוקרים לקבלת חיבור יציב.
כאשר משלבים רכיבים דרך-חור עם רכיבי SMT, ההלחמה בגל מאפשרת חיבור מהיר ויעיל של שניהם.
באמצעות מערכות בדיקה כמו AOI או X-RAY שמגלות שגיאות ומבטיחות איכות לפני המשך הייצור.
זה מאפשר ניצול טוב יותר של שטח הלוח ויצירת מעגלים מורכבים יותר בממדים קטנים.
כי דרישות השוק הולכות וגדלות, והמכשירים הופכים קטנים ומתקדמים יותר, ולכן נדרש ציוד שמסוגל לעמוד בקצב.
