Oberflächenmontagetechnik (SMT)

Dieser Artikel untersucht die Natur der Oberflächenmontagetechnik (SMT), ihre Vorteile und die Funktion von Oberflächenmontagegeräten (SMDs) oder SMT-Komponenten

Ein Blick auf jedes moderne kommerzielle elektronische Gerät zeigt, dass es aus einer Vielzahl winziger Komponenten besteht. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Komponenten mit Kabeln, die in Heimprojekten und Bausätzen verwendet werden, werden diese Komponenten direkt auf die Platine oberflächenmontiert und weisen häufig eine sehr kleine Größe auf.

Surface Mount Technology (SMT) und SMT-Komponenten werden in modernen kommerziellen Geräten häufig eingesetzt. SMT bietet erhebliche Vorteile bei der Herstellung und ermöglicht die Integration von mehr Elektronik auf engstem Raum. Darüber hinaus erleichtert es die automatisierte Produktion und das Löten und verbessert so sowohl die Effizienz als auch die Zuverlässigkeit.

Was genau ist SMT?

In den 1970er und 1980er Jahren kam es bei der Herstellung elektronischer Geräte zu einem deutlichen Anstieg der Automatisierung. Die Verwendung herkömmlicher Komponenten mit Anschlüssen brachte eine Reihe von Herausforderungen mit sich. Widerstände und Kondensatoren erforderten Anschlüsse, die vorgeformt waren, um durch Löcher zu passen, während integrierte Schaltkreise Anschlüsse benötigten, die präzise ausgerichtet waren, um richtig eingesetzt zu werden.

Bei der Leiterplattentechnologie müssen die Anschlüsse der Bauteile nicht durch die Platine geführt werden; es genügt, die Bauteile direkt auf die Oberfläche zu löten. Dies führte zur Entwicklung der Surface Mount Technology (SMT), die aufgrund ihrer Vorteile rasch an Popularität gewann. Derzeit ist SMT die dominierende Technologie in der Elektronikfertigung und ermöglicht die Herstellung extrem kleiner Bauteile in Milliardenhöhe, insbesondere Kondensatoren und Widerstände.

SMT im Einsatz

Bei der Herstellung elektronischer Leiterplatten hat sich die Oberflächenmontagetechnik (SMT) durchgesetzt. Diese Komponenten sind kleiner, bieten oft eine bessere Leistung und können mit automatisierten Bestückungsautomaten montiert werden, wodurch die manuelle Montage häufig überflüssig wird. Im Gegensatz dazu war die Platzierung verdrahteter Komponenten ein anspruchsvoller Prozess, da die Drähte vorgeformt werden mussten, um in bestimmte Löcher zu passen, was während des Platzierungsprozesses häufig zu Schwierigkeiten führte.

Während einige Steckverbinder und Komponenten noch immer manuell platziert werden müssen, sind Leiterplatten normalerweise so konzipiert, dass diese Notwendigkeit reduziert wird, indem sie an Komponenten angepasst werden, die automatisch platziert werden können. Darüber hinaus haben Komponentenhersteller spezielle Oberflächenmontageversionen entwickelt, die eine nahezu vollständige Automatisierung der Montage der meisten Platinen ermöglichen.

SMT-Anwendungen

Während einige Komponenten der Oberflächenmontagetechnik (SMT) für den Einsatz in Heimprojekten geeignet sind, erfordern sie sorgfältige und präzise Löttechniken. Integrierte Schaltkreise mit großem Pinabstand können immer noch Lötprobleme darstellen, und solche mit 50 oder mehr Pins erfordern oft spezielle Lötgeräte. Diese Komponenten sind in erster Linie für groß angelegte Fertigungsanwendungen konzipiert. Bei der Arbeit an bereits montierten Platinen ist besondere Vorsicht geboten.

Die Verwendung von SMT-Komponenten bietet Herstellern erhebliche Kosteneinsparungen, weshalb sie im Fertigungssektor weit verbreitet sind. Glücklicherweise sind herkömmliche bedrahtete Komponenten, die manuell gelötet werden können, immer noch leicht erhältlich und im Allgemeinen praktischer für Heimprojekte. Dennoch können SMT-Komponenten im Wohnungsbau eingesetzt werden, wenn ihre Leitungen und Anschlüsse ausreichend groß sind, um mit herkömmlichen Werkzeugen gelötet zu werden.

Vorteile der Oberflächenmontagetechnik im Design

• Die Hauptvorteile des Designs sind eine erhebliche Gewichts- und Platzersparnis sowie eine deutliche Verringerung des elektrischen Rauschens.

• Das Gewicht von SMT-Komponenten kann bis zu einem Zehntel des Gewichts ihrer bedrahteten Gegenstücke betragen, was zu einer deutlichen Reduzierung des Gesamtgewichts der oberflächenmontierten Baugruppe (SMA) führt.

• Aufgrund der kompakten Bauweise von SMT-Komponenten nehmen sie relativ wenig Platz auf einer Leiterplatte ein, normalerweise zwischen der Hälfte und einem Drittel der Gesamtfläche.

• Die tatsächliche Platzersparnis auf einer Platine hängt vom Anteil der durchkontaktierten Komponenten ab, die durch oberflächenmontierte Teile ersetzt werden, da nicht jedes elektronische Teil als oberflächenmontierbares Bauteil erhältlich ist.

Vorteile der Oberflächenmontagetechnik in der Fertigung

• Darüber hinaus ergeben sich auch durch den Herstellungsprozess erhebliche Vorteile.

• Zu den wesentlichen Vorteilen von SMT in der Fertigung gehören niedrigere Platinenkosten, reduzierte Materialhandhabungskosten und ein kontrollierterer Produktionsprozess.

• Mit SMT wird die Leiterbahnführung minimiert, die Platinengröße reduziert und die Anzahl der Bohrlöcher verringert.

• Wenn die Funktionalität der oberflächenmontierten Leiterplatte unverändert bleibt, kann der durch die Verwendung kleinerer SMT-Teile und die Reduzierung der Bohrlöcher vergrößerte Abstand zwischen den Komponenten auch zu einer Verringerung der Anzahl der erforderlichen Schichten in der Leiterplatte führen. Folglich werden die Gesamtkosten der Leiterplatte reduziert.

Die Vorteile der Oberflächenmontage führen nicht zwangsläufig zu geringeren Kosten bei der SMT-Montage. Die Wirtschaftlichkeit von SMT hängt von der jeweiligen Anwendung und Implementierung ab.

Nachteile der Oberflächenmontagetechnik

• Die Verwendung eines engen Leitungsabstands kann im Reparaturprozess eine erhebliche Herausforderung darstellen.

• Es kann nicht garantiert werden, dass Lötverbindungen den in Vergussanwendungen verwendeten Verbindungen standhalten, und sie können durch thermische Zyklen beeinträchtigt werden.

• Komponenten, die erhebliche Wärme erzeugen oder hohe elektrische Lasten verarbeiten, sind für die Oberflächenmontagetechnik (SMT) ungeeignet, da die Möglichkeit besteht, dass das Lot bei erhöhten Temperaturen schmilzt.

• Das Lot kann anfällig für mechanische Belastungen sein, die seine Integrität beeinträchtigen könnten. Daher wird empfohlen, Komponenten, die direkt mit Benutzern interagieren, mit Durchstecktechniken zu montieren, um eine bessere physische Unterstützung zu gewährleisten.

Abschluss

Jarltechbietet eine umfassende Palette an Dienstleistungen im Bereich Oberflächenmontagetechnik sowie Durchstecktechnik, PCB-Design, PCB-Layout und andere damit verbundene Leistungen. Unser Team aus erfahrenen Fachleuten ist mit der Entwicklung und Herstellung kundenspezifischer elektronischer Produkte bestens vertraut und kann kostengünstige Lösungen unter Einhaltung höchster Qualitätsstandards anbieten.