양면 SMT 조립은 어떻게 작동하나요?

표면 실장 기술(SMT)은 인쇄 회로 기판(PCB)에 전기 부품을 부착하는 기술로, 구멍을 뚫지 않고 PCB 표면에 부품을 장착하는 방식입니다. 양면 SMT(표면 실장 기술) 조립은 PCB 양면에 부품을 실장할수 있게 하여 PCB의 기능을 극대화하고 크기를 최소화합니다. 이제 양면 SMT 조립의 작동 원리와 주요 공정 단계를 살펴보겠습니다  .

PCBgogo의 SMT 조립

양면 SMT 조립이란 무엇이며  ,  왜 사용하는가?

SMT 조립 SMT(Surface Mount Technology)는 인쇄 회로 기판에 전자 부품을 장착하기 위해 리플로우 솔더링 또는 기타 정해진 공정을 사용하는 솔더링 기술의 한 종류입니다. 이 공정은 복잡하며 단면 SMT와 양면 SMT로 나뉩니다. 

양면 SMT  는 양면 PCB를 활용하는 공정입니다. A면과 B면 모두에 표면 실장 부품이 배치됩니다. 즉, 상단과 하단 레이어 모두에 전도성 경로가 존재하므로 설계자는 양면에 더 많은 부품을 배치할수 있습니다 . 레이아웃 공간이 증가하면 전기적 성능이 향상되고 PCB 크기가 줄어들어  휴대성과 복잡성이 향상된 소형 제품을 구현할수 있습니다.

이를 통해 현대 전자 설계자는 사용 가능한 보드 면적 전체를 최대한 활용하여 더 높은 밀도와 더 소형화된 회로를 구현할수 있습니다.   조립 과정은 복잡한 부품을 사용하기 때문에 다소 복잡합니다. 다음은 양면 PCB를 조립하는 두가지 방법입니다.

양면 SMT 조립 공정 (방법 A: 양면 리플로우 솔더링)

이는 양면 PCB 조립에 가장 널리 사용되는 현대적인 방법입니다. 일반적인 SMT 조립 공정과 거의 유사하지만 몇가지 단계가 추가됩니다. PCB 양면에 솔더 페이스트를 도포하고 부품을 배치한 후 리플로우 솔더링을 하여 높은 정밀도와 신뢰성을 보장합니다. 다음은 솔더 페이스트를 사용한 양면 리플로우 조립의 전체 공정입니다.

1단계: A면 솔더 페이스트 인쇄

첫 번째 면(A면)은 스텐실 프린팅 과정을 거치고, 솔더 페이스트를 표면 실장 패드에 정확하게 도포합니다. 솔더 브리지 발생 및 솔더 부족을 방지하려면 정확한 정렬, 프린팅 두께 및 스텐실 청결도가 매우 중요합니다.

2단계: A면 SPI 검사

솔더 페이스트 검사(SPI)는 선택 사항이지만PCBgogo각 보드마다 이 과정을 처리합니다. 인쇄된 솔더 페이스트의 부피, 면적 및 높이를 확인하여 인쇄 일관성을 보장하기 위한 것입니다.

3단계: A면 구성 요소 배치

픽앤플레이스 장비는 인쇄된 솔더 페이스트 위에 부품을 올려놓고, 페이스트는 부품을 일시적으로 고정시켜 줍니다. 

4단계: A면 리플로우 솔더링

리플로우 오븐에서 A면을 리플로우합니다. 기계가 기판을 서서히 가열하여 솔더 페이스트를 녹인 다음, 기판을 냉각시켜 솔더 접합부를 굳힙니다.

5단계: 측면 AC 기울기 및 AOI

리플로우 공정 후 조립품은 자연 냉각됩니다. 세척은 선택 사항이지만, 무세척 또는 수용성 솔더 페이스트를 사용하는 경우 필요에 따라 수행됩니다. AOI(자동 조립 검사)는 발생 가능한 문제를 검사하고 수리하기 위해 실시됩니다.

→ 그러면 A면 작업이 완료됩니다.  납땜된 부품에 압력이 가해지지 않도록 고정 장치나 컨베이어를 사용하여 기판을 뒤집습니다. 그런 다음 A면과 동일한 단계를 반복합니다.

6단계: B면 솔더 페이스트 인쇄

7단계: B면 SPI 검사

8단계: B면 부품 배치

9단계: B면 리플로우 솔더링

PCBgogo의 리플로우 오븐

10단계: B면 세척  및 AOI

11단계: 최종 검사(X선 /OQC )

최종 검사는 최고의 품질 보증을 위해 실시됩니다. BGA 또는 QFN의 경우 X선 검사가 사용될 수 있습니다.

양면 PCB 조립 공정 중 일부에서는 스루홀 부품을 삽입하고 납땜하는 추가 단계가 필요합니다. 이 부품들은 구멍에 삽입되어 기판의 양면에 연결되어 기계적 강도를 높이고 안정적인 전기적 연결을 보장합니다. 

양면 SMT 조립  공정(방법 B: 접착제 + 웨이브 솔더링) 

솔더 페이스트와 리플로우를 사용하는 일반적인 양면 SMT 공정과 비교하여, 접착제와 웨이브 솔더링을 사용하는 방식은 수십 년 동안 대량 PCB 제조에 널리 사용되어 온 보다 전통적인 조립 방식입니다. 이 공정에는 다음과 같은 단계가 포함됩니다. 

웨이브 솔더링 양면 SMT 조립 공정 3

1. 입고 검사

조립 파일 검사는 설계자의 기준을 충족하는지 확인하기 위해 수행됩니다. 파일에는 거버 파일, BOM, 배치 파일 등이 포함됩니다.

2. A면에 스크린 솔더 페이스트 인쇄.

A면은 먼저 인쇄되는 면입니다. A면의 공정은 단면 SMT 조립 시와 유사하게 진행됩니다.

3. 표면 실장

픽앤플레이스 장비는 솔더 페이스트가 도포된 패드에 부품을 장착합니다.

PCBgogo의 픽앤플레이스 장비

4. 건조

PCB와 솔더 페이스트 모두에서 습기를 제거하여 리플로우 과정에서 솔더 스플래터나 기포 발생을 방지합니다.

5. A면 리플로우 솔더링 

기판은 A면에 부품을 장착한 후 리플로우 오븐을 통과합니다. 이 과정에서 솔더 페이스트가 녹아 견고한 접합부를 형성합니다.

6. 청소하기

플럭스 잔류물이나 오염 물질을 제거하여 안정적인 접착력과 후속 공정의 안정성을 보장합니다.

7. 접시 돌리기

이 부분은 양면 PCB의 B면을 인쇄할수 있도록 특별히 설계되었습니다.

8. B면 접착제 분사

웨이브 솔더링 시 B면 부품을 단단히 고정하여 솔더 웨이브에 씻겨 나가지 않도록 하십시오.

9. 표면 실장

10. 건조

11. PCB B면을 웨이브 솔더링합니다.

이 경우, SMT 웨이브 솔더링은 리플로우 솔더링보다 선호되는데, 이는 인쇄면 A가 재용융되는 것을 방지하기 때문입니다.

12. 청소하기

13. VI 및 AOI

이곳에서는 설계에 결함이 없는지 확인하기 위해 육안 검사와 자동 광학 검사를 통해 품질을 검사합니다.

PCBgogo의 AOI

웨이브 솔더링 SMT 조립 공정에 대한 간략한 설명

1. 조제 

이 공정에서 일반적으로 사용되는 기판은 양면 인쇄 회로 기판이므로, 기판 입력면에 납땜된 부품이 솔더 마스크의 재용융으로 인해 녹아서 떨어져 나가는 것을 방지하기 위해 입력면에 디스펜서를 설치하는 것이 좋습니다. 인쇄 회로 기판 입력면에 물방울을 분사하여 전자 부품을 기판에 고정시키는 방식입니다. 

2. 부품 배치

이 공정의 목적은 표면 실장 부품이 인쇄 회로 기판의 정확한 위치에 정밀하게 고정되도록 하는 것입니다. 이를 위해 픽앤플레이스 장비가 사용됩니다.  

3. 숙성  

이 도구는 패치 접착제를 녹이는데 사용되며, 이를 통해 부품과 인쇄 회로 기판이 강력하게 접착되도록 도와줍니다.  

4. 리플로우 솔더링

이 공정은 SMT 리플로우 솔더링로를 이용하여 솔더 페이스트를 녹여 SMT 부품과 인쇄 회로 기판이 단단히 접합되도록 합니다. 

5. 청소

이 공정은 SMT 방식으로 조립된 인쇄 회로 기판에서 플럭스와 같은 유해한 납땜 잔류물을 제거하는 과정입니다.  

6. 검사

여기서는 용접된 기판 조립 품질을 검사하여 모든 작업이 정확하고 우수한 품질로 이루어졌는지 확인합니다. 확대경, 온라인 테스터, 현미경, AOI, 플라잉 프로브 테스터 등을 사용하여 공정이 제대로 수행되었는지 확인합니다.

7. 재작업

여기서는 결함이 발견된 PCB를 다룹니다. 해당 PCB는 결함을 제거하기 위해 재작업됩니다.  

요약

양면 SMT 조립은 다층 PCB를 조립할때 매우 필요한 공정입니다. 주로 PCB의 상단 및 하단 레이어에 인쇄가 필요한 경우에 사용됩니다. 이 글에서는 해당 공정과 사용되는 장비에 대해 자세히 설명합니다.

PCBgogo는 고객의 PCB 제작 문제를 해결해 드릴 수 있는 전문 PCB 제작 업체입니다. 양면 PCB 조립 분야의 선두 제조업체로서, 당사는 전문 엔지니어링 지원과 엄격한 품질 관리를 갖춘 6개의 SMT 생산 라인을 보유하고 있으며, 시제품 제작부터 양산까지 완벽한 PCB 조립 솔루션을 제공합니다 .  거버 파일과 BOM을 제출해 주시면 됩니다 .즉각적이고 투명한 견적온라인 시스템을 통해 문의하세요. 지금 바로 연락 주시면 전문적인 PCB 솔루션을 제공해 드립니다.