Technologia montażu powierzchniowego (SMT)

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

Przegląd dowolnego współczesnego komercyjnego urządzenia elektronicznego ujawni, że składa się ono z wielu drobnych komponentów. W przeciwieństwie do tradycyjnych komponentów z przewodami wykorzystywanych w domowych projektach i zestawach, te komponenty są montowane powierzchniowo bezpośrednio na płytkach i często wykazują bardzo mały rozmiar.

Technologia montażu powierzchniowego (SMT) i komponenty SMT są szeroko stosowane we współczesnym sprzęcie komercyjnym. SMT oferuje znaczące korzyści podczas produkcji, umożliwiając integrację większej liczby elementów elektronicznych w ograniczonych przestrzeniach. Ponadto ułatwia zautomatyzowaną produkcję i lutowanie, 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, które zostały wstępnie uformowane, aby pasowały do ​​otworów, podczas gdy układy scalone wymagały wyprowadzeń, które były precyzyjnie wyrównane, 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 popularność ze względu na swoje zalety. Obecnie SMT jest dominującą technologią w produkcji elektroniki, umożliwiającą produkcję niezwykle małych komponentów w miliardach, w szczególności kondensatorów i rezystorów.

SMT w użyciu

Zastosowanie technologii montażu powierzchniowego (SMT) stało się powszechne w produkcji płytek elektronicznych. Te komponenty są mniejsze, często zapewniają lepszą wydajność i mogą być montowane przy użyciu zautomatyzowanych maszyn typu pick-and-place, co często eliminuje konieczność ręcznego montażu. Natomiast umieszczanie komponentów przewodowych było trudnym procesem ze względu na konieczność wstępnego formowania przewodów, aby pasowały do ​​określonych otworów, co często skutkowało trudnościami w procesie umieszczania.

Podczas gdy niektóre złącza i komponenty nadal wymagają ręcznego umieszczania, płytki drukowane są zazwyczaj projektowane tak, aby zmniejszyć tę konieczność poprzez dostosowanie się do komponentów, które można umieszczać automatycznie. Ponadto producenci komponentów opracowali specjalistyczne wersje do montażu powierzchniowego, które ułatwiają niemal całkowitą automatyzację montażu większości płytek.

Zastosowania SMT

Chociaż niektóre komponenty technologii montażu powierzchniowego (SMT) nadają się do użytku w projektach domowych, wymagają one precyzyjnych i skrupulatnych technik lutowania. Układy scalone z dużym odstępem między pinami mogą nadal stwarzać problemy z lutowaniem, a te z pięćdziesięcioma lub większą liczbą pinów 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 wykorzystywane w sektorze produkcyjnym. Na szczęście tradycyjne komponenty z wyprowadzeniami, które można lutować ręcznie, są nadal łatwo dostępne i są ogólnie bardziej praktyczne w projektach domowych. Niemniej jednak komponenty SMT mogą być wykorzystywane w budownictwie mieszkaniowym, gdy ich wyprowadzenia i połączenia są wystarczająco duże, aby można je było lutować za pomocą konwencjonalnych narzędzi.

Zaleta technologii montażu powierzchniowego w projektowaniu

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

• Masa komponentów SMT może stanowić nawet jedną dziesiątą masy komponentów montowanych przewlekanie, co skutkuje zauważalną redukcją całkowitej masy zespołu montowanego powierzchniowo (SMA).

• Kompaktowa konstrukcja elementów SMT pozwala im zajmować 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 elementy 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 zalicza się niższe koszty płytek drukowanych, zmniejszone wydatki na obsługę materiałów i bardziej kontrolowany proces produkcji.

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

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

Zalety technologii montażu powierzchniowego nie zawsze przekładają się na niższe koszty montażu SMT. Opłacalność SMT zależy od konkretnego zastosowania i 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 być narażone na cykle termiczne.

• Elementy 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 potencjalnie mogą naruszyć jego integralność. Dlatego zaleca się, aby komponenty, które będą bezpośrednio oddziaływać z użytkownikami, były montowane przy użyciu technik otworów przelotowych, aby zapewnić lepsze wsparcie fizyczne.

Wniosek

Jarltechoferuje kompleksowy zakres usług w zakresie technologii montażu powierzchniowego, oprócz technologii przewlekanej, projektowania PCB, układu PCB i innych powiązanych możliwości. Nasz zespół wysoce doświadczonych specjalistów jest dobrze zorientowany w rozwoju i produkcji niestandardowych produktów elektronicznych i jest biegły w dostarczaniu opłacalnych rozwiązań przy jednoczesnym zachowaniu najwyższych standardów jakości.