Công nghệ dán bề mặt SMT (Surface Mount Technology) là gì? Ứng dụng của nó trong sản xuất bộ nguồn máy tính

công nghệ dán bề mặt SMT - Feature Image
Mục lục Nội dung

Công nghệ dán bề mặt SMT đã trở thành tiêu chuẩn và là nền tảng vững chắc của ngành sản xuất thiết bị điện tử toàn cầu. Vậy công nghệ này có những đặc điểm gì nổi bật? Nó được ứng dụng như thế nào trong thực tế, hay cụ thể hơn là trong lĩnh vực sản xuất nguồn máy tính. Hãy cùng Jetek tìm hiểu trong bài viết này nhé.

Công nghệ dán bề mặt (Surface Mount Technology – SMT) là gì?

Khái niệm công nghệ dán bề mặt SMT

Công nghệ dán bề mặt (Surface Mount technology) thường được gọi là SMT, được hiểu là một quá trình lắp ráp trực tiếp các linh kiện điện tử lên bề mặt bảng mạch in PCB (Printed Circuit Board). Công nghệ dán bề mặt SMT loại bỏ các chi tiết như chân dính (lead) thường thấy trong công nghệ xuyên lỗ THT (Through-Hole Technology).

Công nghệ SMT được phát triển từ những năm 1960. IBM – tập đoàn hàng đầu thế giới về công nghệ – là một trong những đơn vị tiên phong ứng dụng công nghệ này vào dây chuyền sản xuất hàng loạt của họ.

Lợi ích và hiệu quả của công nghệ SMT là gì?

Bằng việc áp dụng công nghệ dán bề mặt SMT, các linh kiện điện tử nhỏ như vi mạch, bóng IC, điện trở hay tụ điện được phủ một lớp chất dẻo đặc biệt. Lớp nhựa này có tác dụng hỗ trợ hàn dính các linh kiện này vào PCB.

Phương pháp SMT giúp các linh kiện nhỏ có thể dễ dàng được gắn trực tiếp lên bề mặt PCB. Vì thế nó giúp tiết kiệm không gian và nâng cao hiệu quả quy trình sản xuất tự động.

Kể từ khi xuất hiện, công nghệ dán bề mặt SMT đã nâng cao đáng kể mức độ tự động hóa của ngành điện tử. Ngoài ra công nghệ này còn giúp tiết kiệm chi phí và tăng sản lượng sản phẩm, giảm sự phụ thuộc vào lao động thủ công, hợp lý hóa quá trình sản xuất. SMT giúp tạo ra các sản phẩm điện tử có khả năng hoạt động ở tốc độ cao và mang lại hiệu suất vượt trội so với các sản phẩm truyền thống được lắp ráp theo công nghệ THT.

công nghệ dán bề mặt SMT - 1

Công nghệ SMT BGA (Ball Grid Array)

Mảng lưới bóng BGA (Ball Grid Array) là một loại công nghệ dán bề mặt SMT được sử dụng để đóng gói các mạch tích hợp. BGA bao gồm nhiều lớp chồng chéo. Mỗi lớp có thể chứa nhiều loại thành phần, từ các đơn vị riêng lẻ đến các mạch phức tạp với số lượng hàng triệu, bao gồm bộ ghép kênh, cổng logic và flip-flop.

Trong công nghệ SMT BGA, các viên hàn được đặt trên PCB. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các bộ phận với bề mặt PCB thông qua quá trình hấp dẫn nhiệt.

Công nghệ SMT BGA được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm điện tử tiêu dùng (điện thoại di động, laptop, máy tính bảng); thiết bị điện công nghiệp và tự động hóa; thiết bị y tế và máy chủ… Công nghệ này mang lại những lợi thế đáng kể, đóng vai trò then chốt trong việc tích hợp và tối ưu hóa hiệu suất của các sản phẩm điện tử.

công nghệ dán bề mặt SMT - 2

Bảng mạch in PCB (Printed Circuit Board) là gì?

Khái niệm PCB là gì?

Nếu có kiến thức trong lĩnh vực kỹ thuật điện, chắc hẳn bạn đã từng nghe qua khái niệm PCB. Vậy PCB là gì?

Bảng mạch in, thường được gọi là PCB (từ viết tắt của Printed Circuit Board), là một thành phần quan trọng trong các thiết bị điện tử. Giống như cái tên, nó là một tấm bảng mạch dùng để kết nối các thành phần điện tử thông qua các mạch dẫn điện.

Vật liệu tạo nên PCB là gì?

Đây cũng là một câu hỏi mà nhiều người quan tâm. PCB thường được làm từ những vật liệu cách điện có tính dẫn điện như sợi carbon hay sợi thủy tinh.

Hình dạng và kích thước của PCB là gì?

PCB có thể có kích thước và hình dạng khác nhau. Điều này tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của thiết bị mà chúng được tích hợp vào. Công nghệ PCB tiên tiến được bổ sung các lớp chống hàn và chống ăn mòn giúp bảo vệ thiết bị trước các yếu tố môi trường.

Bảng mạch in PCB được ứng dụng trong các thiết bị di động, laptop, thiết bị y tế và rất nhiều thiết bị điện tử khác.

công nghệ dán bề mặt SMT - 3

Dây chuyền sản xuất bộ nguồn máy tính và công nghệ SMT

Dây chuyền sản xuất sử dụng công nghệ dán bề mặt SMT được ứng dụng vào ngành kỹ thuật điện tử nói chung và sản xuất nguồn máy tính nói riêng như thế nào?

Công nghệ dán bề mặt SMT được áp dụng trong các dây chuyền hiện đại, được thiết kế để sản xuất các mạch điện tử có đặc điểm nhỏ gọn, di động. Dây chuyền này giúp tối ưu hóa kích thước PCB, giúp bảng mạch in có thêm không gian để chứa các thiết bị bổ sung như điốt, điện trở và tụ điện.

Việc tận dụng công nghệ dán bề mặt SMT giúp quy trình sản xuất trở nên nhanh hơn, hợp lý hơn và đạt được hiệu quả cao hơn. Công nghệ này hiện đang nắm vai trò cốt lõi, thúc đẩy các dây chuyền lắp ráp linh kiện điện tử hiện đại trên toàn thế giới.

Trong ngành phần cứng máy tính nói riêng, công nghệ dán bề mặt SMT đóng vai trò xây dựng nên mọi thiết bị, trong đó không thể thiếu nguồn máy tính. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu các công đoạn lắp ráp sử dụng công nghệ SMT như thế nào trong phần sau. Trước hết bạn cần biết rằng có hai cơ sở để phân loại dây chuyền sản xuất sử dụng công nghệ dán bề mặt SMT, đó là:

  • Dựa theo mức độ tự động hóa: Dây chuyền sản xuất tự động và bán tự động.
  • Dựa theo quy mô và kích thước của dây chuyền: Dây chuyền sản xuất loại nhỏ, vừa hoặc lớn.

Quá trình lắp ráp

  • Bước 1 – Chuẩn bị: Các bảng mạch in PCB được làm sạch và kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo tính toàn vẹn (không có vết nứt hoặc hư hỏng trên bề mặt).
  • Bước 2: Các bộ phận/linh kiện được lấy từ băng chuyền hoặc khay.
  • Bước 3: Đặt các linh kiện được theo vị trí chính xác của chúng trên bề mặt PCB.
  • Bước 4 – Quét keo hàn: Một loại keo hàn có độ bám dính cao được đặt lên các điểm hàn (pad) trên PCB.
  • Bước 5 – Hấp dẫn nhiệt (reflow): Các linh kiện đặt trên PCB được chuyển đến lò sấy. Tại đây keo hàn sẽ tan chảy, dính cố định các linh kiện trên bề mặt PCB.
  • Bước 6 – Kiểm tra và thử nghiệm lần cuối: Sau khi linh kiện đã được cố định trên PCB, nó sẽ trải qua quá trình kiểm tra lại để đảm bảo vị trí chính xác và chất lượng sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn đặt ra.

Công nghệ dán bề mặt SMT: Tối ưu chất lượng sản xuất nguồn máy tính

Để tối ưu chất lượng sản xuất nguồn máy tính cũng như các thiết bị điện tử khác, chúng ta cần phải xem xét đến ưu và nhược điểm của công nghệ dán bề mặt SMT.

Ưu điểm

  • Công nghệ SMT giúp lắp ráp các linh kiện lên bề mặt PCB một cách trực tiếp, từ đó giúp làm giảm kích thước linh kiện và tận dụng không gian hiệu quả. Linh kiện nhỏ nhất được lắp ráp bởi SMT có kích thước chỉ 0,1×0,1mm.
  • Quá trình lắp ráp được sắp xếp hợp lý và nhanh chóng, mật độ kết nối cao hơn so với công nghệ THT truyền thống.
  • Với công nghệ dán bề mặt SMT, các lỗi nhỏ sẽ được tự động khắc phục trong quá trình lắp ráp nhờ vào sức căng bề mặt của vật hàn nóng chảy.
  • Các thiết bị được sản xuất bởi công nghệ SMT có giá cạnh tranh và độ bền cao, ít hư hỏng.
  • Các thành phần SMT còn có tính đa dạng, đáp ứng nhiều nhu cầu của người dùng.

Nhược điểm

Mặc dù có những ưu điểm đáng chú ý nhưng công nghệ dán bề mặt SMT cũng có những hạn chế nhất định:

  • Quá trình sản xuất theo công nghệ dán bề mặt SMT đòi hỏi thời gian và chi phí đầu tư đáng kể liên quan đến việc lắp đặt, phần mềm quản lý và vận hành hệ thống.
  • Do các linh kiện có kích thước từ nhỏ đến rất nhỏ nên có thể phát sinh lỗi hay hư hỏng các mối hàn trong quá trình vận hành hệ thống.
  • Các vấn đề về khả năng tương thích của hệ thống SMT với một số thành phần nhận nhất định có thể dẫn đến tình trạng ngắt kết nối thường xuyên.
  • Tính chất nhỏ gọn và phức tạp của các thành phần trong công nghệ dán bề mặt SMT khiến cho việc sửa chữa và lắp đặt thủ công trở nên khó khăn và tốn kém hơn.

Tìm hiểu các thiết bị thường được dùng trong công nghệ dán bề mặt SMT

Thiết bị thụ động

Các thành phần SMT thụ động bao gồm điện trở và tụ điện, có kích thước theo gói tiêu chuẩn hóa như 1812, 0805, 1206, 0603… Các thành phần này thường bao gồm cuộn cảm, tụ điện và thiết bị tổng hợp.

Bóng bán dẫn và diode

Bóng bán dẫn (transistor) và diode là hai thành phần cơ bản trong công nghệ dán bề mặt SMT. Chúng có kích thước nhỏ nên thường được đặt trong các gói nhựa bảo vệ. Bóng bán dẫn đóng vai trò là khối xây dựng thiết yếu cho các thiết bị điện tử khác nhau. Nó hỗ trợ các chức năng như điều chỉnh điện áp, chuyển mạch, dao động, khuếch đại và điều chế tín hiệu.

Mạch tích hợp

Mạch tích hợp, thường được gọi là IC (viết tắt của Integrated circuit). Chúng là một loại chip logic tích hợp truyền tín hiệu và tối ưu hóa nhiệt độ bo mạch. Rất nhiều gói tích hợp của IC, được sử dụng cho các mục đích cụ thể khác nhau:

  • Đối với các loại chip nhỏ, các gói SOIC được sử dụng cho các mạch dao động điều chế tín hiệu và khuếch đại, cũng như các chip logic nhỏ gọn từ dòng 74. Các phiên bản gói nhỏ hơn bao gồm TSOP và SSOP.
  • Các loại chip lớn hơn cần tiếp cận trực tiếp sẽ sử dụng gói tích hợp VLSI, thường có dấu chân hình chữ nhật hoặc hình vuông. Các gói này cung cấp khả năng kết nối và tích hợp nâng cao, thay đổi tùy theo loại sản phẩm và yêu cầu của nhà sản xuất.

công nghệ dán bề mặt SMT - 4

Kết

Chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu một cách chi tiết về công nghệ dán bề mặt SMT cũng như bảng mạch in PCB. Chúng là những yếu tố nền tảng tạo nên ngành công nghiệp kỹ thuật điện tử được ứng dụng trong mọi mặt của đời sống hiện nay. Có thể nói SMT và PCB liên quan đến mọi thiết bị điện tử mà bạn sử dụng mỗi ngày, trong đó có cả những bộ nguồn máy tính Jetek của công ty Huetronics. Chọn Jetek là chọn chất lượng, đổi lại sự ổn định và bền bỉ cho hệ thống máy tính của bạn. Hẹn gặp lại bạn trong những bài viết tiếp theo của chúng tôi.