Sự khác biệt giữa công nghệ dán bề mặt SMT và SMD là gì?

Trong bối cảnh các thiết bị điện tử ngày càng thu nhỏ và phức tạp hơn, công nghệ gắn bề mặt (SMT) đang trở thành lựa chọn hàng đầu của nhiều kỹ sư. Xuất hiện từ những năm 1980, SMT nhanh chóng khẳng định vị thế là phương pháp lắp ráp PCB tối ưu trong ngành sản xuất điện tử và vẫn giữ vai trò quan trọng cho đến nay. Từ smartphone như iPhone 11 đến các linh kiện màn hình LED và card đồ họa, hầu hết các thành phần bên trong đều được sản xuất bằng công nghệ này. Vậy Sự khác biệt giữa công nghệ dán bề mặt SMT và SMD là gì? Cùng LED Bùi Gia khám phá ngay trong bài viết dưới đây!

Công nghệ dán bề mặt SMT là gì?

SMT (Surface Mount Technology), hay còn gọi là công nghệ dán bề mặt, là phương pháp chế tạo bo mạch điện tử bằng cách hàn các thành phần trực tiếp lên bề mặt của bo mạch, thay vì thông qua các lỗ chân truyền thống. Điều này giúp đạt được các thiết kế nhỏ gọn hơn với khả năng lặp lại cao.

SMT được tự động hóa mạnh mẽ và đảm bảo độ chính xác, làm cho quá trình sản xuất nhanh chóng hơn đáng kể so với phương pháp xuyên lỗ. Công nghệ này giúp giảm thiểu đáng kể số lượng công việc trong quá trình lắp ráp, chỉ cần chọn lựa và đặt các thành phần lên bo mạch.

Công nghệ SMT – Ưu điểm và ứng dụng trong thực tế

Ưu nhược điểm của công nghệ SMT

Ưu điểm

Ưu điểm của công nghệ dán bề mặt SMT bao gồm:

Giảm chi phí sản xuất: SMT giúp giảm chi phí nhờ vào việc khoan ít lỗ hơn trên bo mạch, làm giảm chi phí xử lý và xử lý.
Hiệu quả sử dụng không gian: SMT sử dụng không gian trên PCB một cách hiệu quả hơn, cho phép biến các thiết bị điện tử phức tạp thành các cụm nhỏ hơn.
Tăng hiệu suất lắp ráp: Quá trình lắp ráp SMT nhanh hơn đáng kể so với phương pháp xuyên lỗ, giúp các nhà sản xuất tăng tổng sản lượng.
Đơn giản hóa cấu trúc: So với lắp ráp xuyên lỗ, cấu trúc tổng thể của SMT ít phức tạp hơn.
Ít lỗi hơn: SMT là quá trình tự động hóa mạnh mẽ, ít phụ thuộc vào yếu tố con người, do đó ít gặp lỗi hơn.
Phát bức xạ thấp: SMT có thể giảm thiểu lượng bức xạ phát ra trong quá trình lắp ráp, làm cho nó trở thành một phương pháp an toàn hơn so với các phương pháp khác.

Nhược điểm

Nhược điểm của công nghệ SMT bao gồm:

Yêu cầu sự chú ý đến chi tiết cao: Công nghệ dán bề mặt SMT đòi hỏi sự chú ý đến chi tiết cao hơn so với lắp ráp xuyên lỗ. Ngay cả khi quy trình được tự động hóa, các thông số thiết kế vẫn cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Vấn đề với điều kiện môi trường: SMT có thể gặp phải rắc rối khi đặt các thành phần vào PCB trong các điều kiện ứng suất cơ học, áp lực và căng thẳng nhiệt độ. Tuy nhiên, các vấn đề này có thể giảm thiểu bằng cách kết hợp SMT với các quy trình xuyên lỗ để tận dụng lợi ích của cả hai phương pháp.
Chi phí đầu tư ban đầu: Đầu tư vào thiết bị tự động hóa và đào tạo nhân lực kỹ thuật để vận hành và bảo trì các thiết bị này có thể tăng chi phí ban đầu của quá trình sản xuất.

Quy trình chung của công nghệ SMT

Quy trình chung của công nghệ SMT bao gồm các bước sau đây:

In keo hàn lên bo mạch: Đầu tiên, keo hàn được in lên bo mạch bằng máy in lụa. Bước này đảm bảo rằng các điểm hàn cho các thành phần sẽ được chuẩn bị một cách chính xác.
Gắn các bộ phận: Tiếp theo, các linh kiện được đặt chính xác trên bo mạch sử dụng máy định vị PCB.
Đông đặc: Sau khi đặt các bộ phận, quá trình đông đặc sẽ diễn ra. Đây là quá trình làm tan chảy keo hàn để gắn chặt các linh kiện vào bo mạch.
Hàn lại: Các điểm hàn được thực hiện để đảm bảo kết nối vững chắc giữa linh kiện và bo mạch.
Kiểm tra quang học tự động (AOI): Bước này sử dụng hệ thống kiểm tra quang học tự động để kiểm tra chất lượng hàn và lắp ráp. Điều này giúp phát hiện và sửa chữa lỗi sớm trước khi sản phẩm ra khỏi nhà máy.
Cắt ván: Sau khi kiểm tra, bo mạch được cắt thành các bảng riêng biệt theo kích thước yêu cầu.
Mài bo mạch: Quá trình mài làm mịn các cạnh của bo mạch, loại bỏ các cạnh thô và đảm bảo bề mặt mịn màng.
Rửa bo mạch: Cuối cùng, bo mạch được rửa sạch để loại bỏ các chất bụi, keo hàn dư thừa và các chất trợ dung có hại, đảm bảo sự sạch sẽ và an toàn của sản phẩm.

Quy trình này cần phải được thực hiện một cách chính xác và tỉ mỉ để đảm bảo rằng mỗi bo mạch điện tử đáp ứng được các tiêu chuẩn chất lượng cao và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật.

Công nghệ dán bề mặt SMD là gì?

Công nghệ dán bề mặt SMD là gì?

SMD (Surface-Mount Device) là công nghệ dán linh kiện lên bề mặt bảng mạch in (PCB) mà không cần xuyên lỗ, gọi là Công nghệ dán bề mặt (SMT – Surface Mount Technology). Đây là một trong những phương pháp sản xuất linh kiện điện tử phổ biến nhất hiện nay, đặc biệt trong sản xuất LED, thiết bị điện tử tiêu dùng, vi mạch, v.v.

Nguyên lý hoạt động của công nghệ SMD

Thay vì sử dụng các chân cắm xuyên qua bảng mạch như linh kiện DIP (Dual In-line Package), các linh kiện SMD được gắn trực tiếp lên bề mặt PCB bằng keo hàn (solder paste). Sau đó, chúng được nung chảy bằng lò hàn reflow hoặc dùng phương pháp hàn sóng.

Quy trình dán linh kiện SMD bao gồm:

In kem hàn (Solder Paste Printing): Kem hàn chứa hỗn hợp chì và thiếc được in lên PCB.
Gắn linh kiện (Pick and Place): Máy gắp linh kiện và đặt chính xác vào vị trí cần dán.
Hàn reflow (Reflow Soldering): PCB được đưa vào lò nung để làm chảy kem hàn, giúp linh kiện bám chắc vào bảng mạch.
Kiểm tra lỗi (Inspection): Kiểm tra bằng máy AOI (Automated Optical Inspection) hoặc X-ray để phát hiện lỗi hàn.

Nguyên lý hoạt động của công nghệ SMD

Quy trình dán linh kiện SMD bao gồm:

In kem hàn (Solder Paste Printing): Kem hàn chứa hỗn hợp chì và thiếc được in lên PCB.
Gắn linh kiện (Pick and Place): Máy gắp linh kiện và đặt chính xác vào vị trí cần dán.
Hàn reflow (Reflow Soldering): PCB được đưa vào lò nung để làm chảy kem hàn, giúp linh kiện bám chắc vào bảng mạch.
Kiểm tra lỗi (Inspection): Kiểm tra bằng máy AOI (Automated Optical Inspection) hoặc X-ray để phát hiện lỗi hàn.

Sự khác biệt giữa SMT và SMD là gì?

SMT (Surface Mount Technology) và SMD (Surface Mount Device) là hai khái niệm quan trọng và khác biệt nhau trong ngành điện tử. Đáng tiếc là nhiều người không thực sự hiểu rõ sự khác biệt giữa chúng. Nếu bạn đọc đến đây, bạn là người may mắn vì sẽ có cơ hội hiểu rõ hơn về sự khác biệt này.

SMT (Công nghệ Gắn kết Bề mặt) ám chỉ đến toàn bộ quy trình liên quan đến việc hàn và gắn các linh kiện điện tử trên bảng mạch. Các linh kiện điện tử này có thể bao gồm tụ điện, điện trở và các bóng bán dẫn trên PCB, cùng với nhiều thành phần khác. Mặc dù có thể thực hiện việc đặt các linh kiện này bằng tay, nhưng hầu hết các nhà sản xuất sử dụng các máy móc đặc biệt. Việc sử dụng máy móc giúp đảm bảo kết quả là hoàn hảo và chất lượng cao hơn.

Các máy SMT, đặc biệt là các máy Pick-and-Place, chọn lựa và đặt các linh kiện một cách tỉ mỉ lên bảng mạch. Mặc dù bạn có thể làm điều này bằng cách thủ công nếu muốn hoặc có kinh nghiệm, nhưng thường thì việc sử dụng máy móc là bắt buộc để đạt được kết quả tốt nhất cho sản phẩm.

SMD (Surface Mount Device) là các linh kiện điện tử được gắn trực tiếp lên mạch để hoạt động. SMT là công nghệ tổng thể, trong khi SMD là các bộ phận cụ thể được gắn lên bảng mạch. Để đưa các thành phần này lên bảng mạch, các nhà sản xuất thường sử dụng máy móc chuyên dụng để gắn và hàn SMD một cách chính xác và hiệu quả trên bảng mạch.

Ở giai đoạn đầu, việc đặt các linh kiện bề mặt thường được thực hiện bằng tay. Tuy nhiên, với sự tiến bộ của công nghệ, các máy Pick-and-Place đã đảm nhận vai trò quan trọng này. Những thiết bị này hoạt động nhanh chóng và hiệu quả hơn nhiều so với việc đặt linh kiện bằng tay.

Các thành phần công nghệ dán bề mặt SMT phổ biến

Trên bo mạch, có rất nhiều loại thành phần công nghệ dán bề mặt SMT được sử dụng để hình thành mạch hoạt động. Các thành phần SMT phổ biến nhất bao gồm:

Thành phần thụ động

Các thành phần thụ động như điện cảm, điện dung và các thiết bị tổng hợp đóng vai trò quan trọng trong công nghệ điện tử hiện đại, đặc biệt là trong công nghệ dán bề mặt (SMT). Điện cảm, hay còn gọi là cuộn cảm, là loại thành phần thụ động được sử dụng để lọc tín hiệu, giảm nhiễu và điều chỉnh tần số trong các mạch điện tử. Điện cảm thường có hình dạng trụ và hình chữ nhật, giúp cho việc gắn và hàn trên bề mặt của bo mạch điện tử trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn so với các thành phần xuyên lỗ.

Bóng bán dẫn và điện trở

Bóng bán dẫn là một loại linh kiện điện tử cực kỳ quan trọng trong công nghệ SMT. Chúng được sử dụng để khuếch đại và chuyển đổi công suất và tín hiệu điện tử trên bo mạch. Bóng bán dẫn có khả năng biến đổi năng lượng điện thành các dạng khác nhau, từ điện áp cao đến điện áp thấp, và từ dòng điện mạnh đến dòng điện yếu. Đặc biệt, chúng có thể hoạt động như một công tắc điện tử (cắt mở dòng điện khi có điều kiện nhất định) và một bộ khuếch đại (tăng cường tín hiệu điện trong mạch) đồng thời.

Diode

Điện trở đóng vai trò quan trọng trong các mạch điện tử bằng cách chia điện áp, giảm dòng điện và điều chỉnh tín hiệu. Điện trở giúp kiểm soát lượng điện trong mạch, từ đó ổn định hoạt động của các thành phần khác và bảo vệ chúng khỏi các điện áp cao. Điện trở SMD thường có kích thước nhỏ và hình dạng trụ hoặc hình chữ nhật, giúp tiết kiệm không gian trên bo mạch và tăng tính hiệu quả của hệ thống.

Mạch tích hợp

Mạch tích hợp là những linh kiện điện tử không thể thiếu trong công nghệ SMT, đặc biệt là trong việc phát triển các mạch điện tử hiện đại. Những chip logic này có vai trò quan trọng trong việc xử lý và truyền tín hiệu giữa các thành phần khác nhau trên bo mạch. Chúng được thiết kế để thực hiện các chức năng logic đơn giản nhưng cần thiết, từ việc điều khiển luồng dữ liệu đến giám sát hoạt động của các linh kiện khác.