Technologia montażu powierzchniowego (SMT)

W tym artykule omówiono istotę technologii montażu powierzchniowego (SMT), jej zalety oraz funkcję urządzeń montowanych powierzchniowo (SMD) lub komponentów SMT.

Przegląd dowolnego współczesnego, komercyjnego urządzenia elektronicznego ujawni, że składa się ono z mnóstwa drobnych elementów. W przeciwieństwie do tradycyjnych komponentów z przewodami, stosowanych w domowych projektach i zestawach, te elementy są montowane powierzchniowo bezpośrednio na płytkach i często charakteryzują się bardzo małymi rozmiarami.

Technologia montażu powierzchniowego (SMT) i komponenty SMT są szeroko stosowane we współczesnym sprzęcie komercyjnym. SMT oferuje znaczące korzyści w procesie produkcji, umożliwiając integrację większej liczby elementów elektronicznych w ograniczonej przestrzeni. Ponadto, ułatwia automatyzację produkcji i lutowania, zwiększając tym samym wydajność i niezawodność.

Czym właściwie jest SMT?

W latach 70. i 80. XX wieku nastąpił znaczny wzrost wykorzystania automatyzacji w produkcji sprzętu elektronicznego. Stosowanie tradycyjnych komponentów z wyprowadzeniami wiązało się z szeregiem wyzwań. Rezystory i kondensatory wymagały wyprowadzeń wstępnie uformowanych, aby pasowały do ​​otworów przelotowych, podczas gdy układy scalone wymagały precyzyjnie dopasowanych wyprowadzeń, aby można je było prawidłowo włożyć.

W technologii płytek drukowanych wyprowadzenia komponentów nie muszą przechodzić przez płytkę; wystarczy, że komponenty zostaną przylutowane bezpośrednio do powierzchni. Doprowadziło to do rozwoju technologii montażu powierzchniowego (SMT), która szybko zyskała na popularności ze względu na swoje zalety. Obecnie SMT jest dominującą technologią w produkcji elektroniki, umożliwiającą produkcję niezwykle małych komponentów, liczonych w miliardach, w szczególności kondensatorów i rezystorów.

SMT w użyciu

Zastosowanie technologii montażu powierzchniowego (SMT) stało się powszechne w produkcji płytek drukowanych. Komponenty te są mniejsze, często zapewniają lepszą wydajność i mogą być montowane za pomocą automatycznych maszyn typu pick-and-place, co często eliminuje konieczność montażu ręcznego. Z kolei montaż komponentów z przewodami stanowił wyzwanie ze względu na konieczność wstępnego formowania przewodów w celu dopasowania ich do konkretnych otworów, co często skutkowało trudnościami w procesie montażu.

Chociaż niektóre złącza i komponenty nadal wymagają ręcznego montażu, płytki drukowane są zazwyczaj projektowane tak, aby ograniczyć tę konieczność, dostosowując się do komponentów, które można montować automatycznie. Co więcej, producenci komponentów opracowali specjalistyczne wersje do montażu powierzchniowego, które umożliwiają niemal całkowitą automatyzację montażu większości płytek.

Aplikacje SMT

Chociaż niektóre komponenty montowane powierzchniowo (SMT) nadają się do zastosowań domowych, wymagają one precyzyjnych i skrupulatnych technik lutowania. Układy scalone z dużym odstępem między pinami mogą nadal stanowić wyzwanie, a te z pięćdziesięcioma lub więcej pinami często wymagają specjalistycznego sprzętu lutowniczego. Te komponenty są przeznaczone głównie do zastosowań w produkcji na dużą skalę. Należy zachować szczególną ostrożność podczas pracy na płytkach, które zostały już zmontowane.

Zastosowanie komponentów SMT oferuje producentom znaczne oszczędności kosztów, dlatego są one szeroko stosowane w sektorze produkcyjnym. Na szczęście tradycyjne komponenty z wyprowadzeniami, które można lutować ręcznie, są nadal łatwo dostępne i generalnie bardziej praktyczne w projektach domowych. Niemniej jednak, komponenty SMT mogą być wykorzystywane w budownictwie mieszkaniowym, o ile ich wyprowadzenia i połączenia są wystarczająco duże, aby można je było lutować konwencjonalnymi narzędziami.

Zaleta technologii montażu powierzchniowego w projektowaniu

• Głównymi zaletami tej konstrukcji są znaczące zmniejszenie masy i przestrzeni, a także zauważalne obniżenie szumu elektrycznego.

• Waga komponentów SMT może stanowić nawet jedną dziesiątą wagi ich odpowiedników montowanych przewlekanie, co skutkuje zauważalną redukcją całkowitej wagi zespołu montowanego powierzchniowo (SMA).

• Kompaktowa konstrukcja podzespołów SMT sprawia, że ​​zajmują one stosunkowo mało miejsca na płytce drukowanej, zazwyczaj od połowy do jednej trzeciej całkowitej powierzchni.

• Rzeczywista oszczędność miejsca na płytce zależeć będzie od proporcji elementów przewlekanych zastąpionych elementami montowanymi powierzchniowo, ponieważ nie wszystkie części elektroniczne nadają się do montażu powierzchniowego.

Zalety technologii montażu powierzchniowego w produkcji

• Ponadto proces produkcyjny przynosi znaczne korzyści.

• Do istotnych zalet technologii SMT w produkcji należą niższe koszty płytek, zmniejszone wydatki na obsługę materiałów i bardziej kontrolowany proces produkcji.

• W przypadku montażu powierzchniowego SMT minimalizuje się prowadzenie ścieżek, zmniejsza się rozmiar płytki i liczba wywierconych otworów.

• Jeśli funkcjonalność płytki do montażu powierzchniowego pozostanie niezmieniona, zwiększony odstęp między komponentami, wynikający z zastosowania mniejszych elementów SMT i zmniejszenia liczby wierconych otworów, może również prowadzić do zmniejszenia liczby warstw wymaganych na płytce drukowanej. W rezultacie całkowity koszt płytki drukowanej ulega obniżeniu.

Zalety technologii montażu powierzchniowego nie zawsze przekładają się na niższe koszty montażu SMT. Opłacalność montażu SMT zależy od konkretnego zastosowania i sposobu wdrożenia.

Wady technologii montażu powierzchniowego

• Zastosowanie wąskiego odstępu między wyprowadzeniami może stanowić poważne wyzwanie w procesie naprawy.

• Nie można zagwarantować, że połączenia lutowane wytrzymają działanie związków stosowanych w zalewach, a ponadto mogą ulec uszkodzeniu pod wpływem cykli termicznych.

• Komponenty generujące duże ilości ciepła lub przetwarzające duże obciążenia elektryczne nie nadają się do montażu powierzchniowego (SMT) ze względu na ryzyko stopienia się lutu w wysokich temperaturach.

• Lut może być podatny na naprężenia mechaniczne, które mogą potencjalnie zagrozić jego integralności. Dlatego zaleca się montaż komponentów, które będą bezpośrednio oddziaływać na użytkowników, za pomocą technik przewlekanych, aby zapewnić lepsze podparcie fizyczne.

Wniosek

JarltechOferujemy kompleksowy zakres usług w zakresie montażu powierzchniowego, a także montażu przewlekanego, projektowania i rozmieszczania płytek PCB oraz innych powiązanych usług. Nasz zespół doświadczonych specjalistów posiada bogate doświadczenie w projektowaniu i produkcji niestandardowych produktów elektronicznych, a także potrafi dostarczać ekonomiczne rozwiązania przy jednoczesnym zachowaniu najwyższych standardów jakości.