เทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMT)

บทความนี้จะกล่าวถึงลักษณะของเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMT) ข้อดี และฟังก์ชันของอุปกรณ์การติดตั้งบนพื้นผิว (SMD) หรือส่วนประกอบ SMT

หากพิจารณาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เชิงพาณิชย์ในยุคปัจจุบัน จะพบว่าอุปกรณ์ดังกล่าวประกอบด้วยชิ้นส่วนเล็กๆ จำนวนมาก ซึ่งแตกต่างจากชิ้นส่วนแบบดั้งเดิมที่มีสายไฟซึ่งใช้ในโครงการและชุดอุปกรณ์ภายในบ้าน ชิ้นส่วนเหล่านี้จะติดตั้งบนพื้นผิวโดยตรงบนแผงวงจรและมักมีขนาดเล็กมาก

เทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMT) และส่วนประกอบ SMT ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์เชิงพาณิชย์ในปัจจุบัน เทคโนโลยี SMT มีข้อได้เปรียบที่สำคัญในการผลิต ช่วยให้สามารถผสานรวมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ในพื้นที่จำกัดได้ นอกจากนี้ เทคโนโลยีดังกล่าวยังช่วยให้การผลิตและการบัดกรีอัตโนมัติเป็นไปได้ง่ายขึ้น จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ

SMT คืออะไรกันแน่?

ในช่วงทศวรรษปี 1970 และ 1980 การใช้ระบบอัตโนมัติในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด การใช้ส่วนประกอบแบบดั้งเดิมที่มีตัวนำทำให้เกิดความท้าทายหลายประการ ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุต้องใช้ตัวนำที่ขึ้นรูปไว้ล่วงหน้าเพื่อให้ใส่ผ่านรูได้ ในขณะที่วงจรรวมต้องใช้ตัวนำที่จัดตำแหน่งอย่างแม่นยำจึงจะใส่ได้อย่างถูกต้อง

ในเทคโนโลยีแผงวงจรพิมพ์ สายไฟของส่วนประกอบไม่จำเป็นต้องผ่านแผงวงจร เพียงแค่บัดกรีส่วนประกอบโดยตรงบนพื้นผิวก็เพียงพอแล้ว ส่งผลให้เทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMT) ได้รับการพัฒนาขึ้น ซึ่งได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วเนื่องจากมีข้อดีหลายประการ ปัจจุบัน SMT เป็นเทคโนโลยีที่โดดเด่นในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ทำให้สามารถผลิตส่วนประกอบขนาดเล็กมากได้เป็นพันล้านชิ้น โดยเฉพาะตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน

SMT ที่ใช้อยู่

การใช้เทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMT) ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในการผลิตแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ส่วนประกอบเหล่านี้มีขนาดเล็กกว่า มักมีประสิทธิภาพที่เหนือกว่า และสามารถประกอบได้โดยใช้เครื่องจักรหยิบและวางอัตโนมัติ ซึ่งมักจะทำให้ไม่จำเป็นต้องประกอบด้วยมือ ในทางกลับกัน การวางส่วนประกอบที่มีสายไฟเป็นกระบวนการที่ท้าทายเนื่องจากต้องขึ้นรูปสายไฟล่วงหน้าเพื่อให้พอดีกับรูเฉพาะ ซึ่งมักส่งผลให้เกิดความยากลำบากในกระบวนการวาง

แม้ว่าขั้วต่อและส่วนประกอบบางส่วนยังคงต้องวางด้วยมือ แต่โดยทั่วไปแล้วแผงวงจรพิมพ์ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดความจำเป็นนี้โดยปรับให้เข้ากับส่วนประกอบที่สามารถวางโดยอัตโนมัติได้ นอกจากนี้ ผู้ผลิตส่วนประกอบยังได้พัฒนาเวอร์ชันติดตั้งบนพื้นผิวแบบพิเศษที่ช่วยให้การประกอบแผงวงจรส่วนใหญ่ทำได้โดยอัตโนมัติเกือบสมบูรณ์

การใช้งาน SMT

แม้ว่าส่วนประกอบของเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMT) บางส่วนจะเหมาะสำหรับใช้ในโครงการที่บ้าน แต่จำเป็นต้องใช้เทคนิคการบัดกรีที่พิถีพิถันและแม่นยำ วงจรรวมที่มีระยะห่างระหว่างพินกว้างอาจยังคงมีปัญหาในการบัดกรี และวงจรที่มีพินมากกว่า 50 พินมักต้องใช้อุปกรณ์บัดกรีเฉพาะทาง ส่วนประกอบเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานการผลิตขนาดใหญ่ จึงจำเป็นต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเมื่อทำงานกับบอร์ดที่ประกอบเสร็จแล้ว

การใช้ส่วนประกอบ SMT ช่วยประหยัดต้นทุนให้กับผู้ผลิตได้อย่างมาก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคการผลิต โชคดีที่ส่วนประกอบแบบมีตะกั่วแบบดั้งเดิม ซึ่งสามารถบัดกรีด้วยมือได้นั้นยังคงหาได้ง่ายและโดยทั่วไปจะใช้งานได้จริงมากกว่าสำหรับโครงการภายในบ้าน อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบ SMT สามารถนำไปใช้ในการก่อสร้างที่อยู่อาศัยได้ เมื่อตะกั่วและการเชื่อมต่อมีขนาดเพียงพอที่จะบัดกรีด้วยเครื่องมือทั่วไป

ข้อได้เปรียบของเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิวในการออกแบบ

• ข้อดีหลักของการออกแบบคือการลดน้ำหนักและพื้นที่อย่างมาก พร้อมทั้งลดสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าลงอย่างเห็นได้ชัด

• น้ำหนักของส่วนประกอบ SMT อาจลดลงเหลือเพียงหนึ่งในสิบของส่วนประกอบแบบรูทะลุ ส่งผลให้มีน้ำหนักเบาลงอย่างเห็นได้ชัดในส่วนของน้ำหนักรวมของชุดติดตั้งบนพื้นผิว (SMA)

• ลักษณะที่กะทัดรัดของส่วนประกอบ SMT ช่วยให้ใช้พื้นที่บนแผงวงจรพิมพ์ได้ค่อนข้างน้อย โดยทั่วไปอยู่ที่ระหว่างครึ่งหนึ่งถึงหนึ่งในสามของพื้นที่ทั้งหมด

• พื้นที่ที่ประหยัดจริงบนบอร์ดจะขึ้นอยู่กับสัดส่วนของชิ้นส่วนรูทะลุที่ถูกแทนที่ด้วยชิ้นส่วนแบบติดพื้นผิว เนื่องจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทุกชิ้นไม่ได้มีแบบติดพื้นผิว

ข้อดีของเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิวในการผลิต

• นอกจากนี้ กระบวนการผลิตยังให้ข้อดีมากมาย

• ข้อได้เปรียบที่สำคัญของ SMT ในการผลิต ได้แก่ ต้นทุนบอร์ดที่ต่ำลง ค่าใช้จ่ายในการจัดการวัสดุที่ลดลง และกระบวนการผลิตที่ควบคุมได้มากขึ้น

• ด้วย SMT การกำหนดเส้นทางการติดตามจะน้อยที่สุด ขนาดบอร์ดจะลดลง และจำนวนรูที่เจาะก็ลดลง

• หากฟังก์ชันการทำงานของแผงวงจรติดตั้งบนพื้นผิวยังคงเหมือนเดิม ระยะห่างระหว่างส่วนประกอบที่เพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากการใช้ชิ้นส่วน SMT ที่มีขนาดเล็กลงและการลดจำนวนรูเจาะก็อาจส่งผลให้จำนวนชั้นที่จำเป็นในแผงวงจรพิมพ์ลดลงได้เช่นกัน ส่งผลให้ต้นทุนโดยรวมของแผงวงจรพิมพ์ลดลง

ข้อดีของเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิวไม่ได้ส่งผลให้ต้นทุนการประกอบ SMT ลดลงเสมอไป ความคุ้มทุนของ SMT ขึ้นอยู่กับการใช้งานและการใช้งานเฉพาะ

ข้อเสียของเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว

• การใช้ระยะห่างของตะกั่วที่แคบอาจก่อให้เกิดความท้าทายที่สำคัญในกระบวนการซ่อมแซม

• ไม่สามารถรับประกันได้ว่าการเชื่อมต่อด้วยการบัดกรีจะทนต่อสารประกอบที่ใช้ในงานเคลือบ และอาจได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

• ส่วนประกอบที่สร้างความร้อนสูงหรือกระบวนการที่มีภาระไฟฟ้าสูงไม่เหมาะกับเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMT) เนื่องจากอาจทำให้บัดกรีหลอมละลายที่อุณหภูมิสูงได้

• การบัดกรีอาจไวต่อแรงกดทางกล ซึ่งอาจส่งผลต่อความสมบูรณ์ของบัดกรีได้ ดังนั้นขอแนะนำให้ประกอบชิ้นส่วนที่ต้องโต้ตอบกับผู้ใช้โดยตรงโดยใช้เทคนิครูทะลุเพื่อให้การรองรับทางกายภาพดีขึ้น

บทสรุป

Jarltechนำเสนอบริการเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิวที่ครอบคลุม นอกเหนือจากเทคโนโลยีแบบรูทะลุ การออกแบบ PCB การจัดวาง PCB และความสามารถอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง ทีมงานมืออาชีพที่มีประสบการณ์สูงของเรามีความเชี่ยวชาญในด้านการพัฒนาและการผลิตผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่กำหนดเอง และเชี่ยวชาญในการให้โซลูชันที่คุ้มต้นทุนในขณะที่รักษามาตรฐานคุณภาพสูงสุด