Что такое технология поверхностного монтажа?
Технология поверхностного монтажа (SMT) — это метод сборки и производства, широко используемый в электронной промышленности. Он включает в себя монтаж электронных компонентов на поверхность печатной платы. Эти компоненты специально разработаны для прямого крепления, что исключает необходимость в жестком монтаже или вставке их через отверстия, как в традиционных методах сборки. SMT использует автоматизированные методы производства, такие как оплавление пайки, для пайки компонентов непосредственно на поверхность печатной платы. Этот эффективный и экономичный подход стал преобладающим выбором для крупносерийного производства бытовой электроники.
SMT и SMD: в чем разница?
Эти два сокращения часто путают в сфере услуг по производству электроники. В статье. Они отличаются только одной буквой, но на практике SMT и SMD — это отдельные понятия. SMT — это процесс, а SMD — это сокращение от Surface Mount Devices, что является одним из компонентов технологии поверхностного монтажа. Устройства поверхностного монтажа включают в себя различные типы корпусов, такие как чипы, SOP, SOJ, PLCC, LCCC, QFP, BGA, CSP и многое другое.
SMD — это небольшая деталь, прикрепленная к плате. производство электроники. Они разработаны так, чтобы быть меньше предыдущих компонентов в ответ на рыночный спрос на меньшую, более быструю и дешевую электронику. Предыдущие компоненты были не только больше, но и требовали другого, более медленного процесса нанесения. В то время как предыдущие версии компонента имели провода, проходящие через печатную плату, штырьки, используемые в SMD, были приварены к печатной плате. Это означает более эффективное использование пространства платы, поскольку нет необходимости делать отверстия, и обе стороны платы становятся доступными. SMD были созданы для использования эффективной и точной технологии поверхностного монтажа.
Сравнение технологий поверхностного монтажа и сквозного монтажа
Технология сквозных отверстий (THT) уже давно является основным элементом в производстве электроники, известным своими прочными и надежными соединениями. При сборке THT компоненты вставляются в отверстия на печатной плате, а их выводы впоследствии припаиваются на противоположной стороне. Этот метод является стандартом на протяжении десятилетий, особенно для таких компонентов, как разъемы и переключатели, которые требуют механической стабильности и прочности.
Однако в последние годы электронная промышленность пережила значительный сдвиг в сторону технологии поверхностного монтажа (SMT). SMT представляет собой современную методологию, при которой компоненты крепятся непосредственно на поверхность печатной платы, что исключает необходимость в отверстиях и позволяет создавать более компактные размеры печатной платы. Хотя эти методы имеют общую цель, они существенно различаются по своему подходу:
- Технология поверхностного монтажа значительно помогла решить распространенные проблемы с пространством при монтаже в сквозные отверстия.
- Количество выводов в технологии поверхностного монтажа значительно увеличилось по сравнению со старыми аналогами.
- В технологии поверхностного монтажа компоненты не имеют выводов и монтируются непосредственно на поверхность платы. В сквозном отверстии элемент имеет выводы, подключенные к монтажной плате через сквозное отверстие.
- Контактные площадки на поверхности в технологии поверхностного монтажа не используются для соединения слоев на печатных платах.
- Компоненты в технологии сквозного отверстия больше, что приводит к снижению плотности компонентов на единицу площади. Плотность упаковки, которая может быть достигнута с помощью технологии поверхностного монтажа, очень высока, поскольку это позволяет монтировать компоненты с обеих сторон, когда это необходимо.
- Технология поверхностного монтажа сделала возможными решения, которые казались невозможными при монтаже в сквозные отверстия.
- Технология поверхностного монтажа подходит для массового производства и позволяет снизить стоимость сборки устройства, что невозможно при использовании технологии сквозного монтажа.
- С технологией поверхностного монтажа получение более высокой скорости схемы становится проще из-за уменьшенного размера. Технология поверхностного монтажа удовлетворяет одному из главных маркетинговых требований, помогая создавать высокопроизводительные схемы в очень малых размерах.
Применение технологии поверхностного монтажа на печатной плате
Сегодня редко можно встретить электронное устройство, не использующее технологию SMT. Она сделала возможной невероятную миниатюризацию и улучшение производительности потребительских гаджетов, таких как смартфоны и планшеты. Однако, помимо мобильных телефонов, компоненты SMT можно найти, обеспечивая сложные возможности практически в каждой отрасли. Производители автомобилей полагаются на прочные компоненты SMT под капотом для мониторинга систем и предоставления обратной связи о производительности в реальном времени. Инженеры аэрокосмической отрасли используют легкие устройства SMT для оснащения систем полета, сохраняя при этом надежность в экстремальных условиях. Производители медицинских приборов полагаются на SMT для создания спасающих жизни портативных и имплантируемых устройств.
Кроме того, SMT сыграла важную роль в инновациях в области светодиодного освещения. Эта технология позволила создать эффективные и универсальные решения в области освещения, такие как настраиваемые массивы лампочек и встроенные световые полосы. Инновации в области светодиодных решений в области освещения с поддержкой SMT имеют потенциал для значительного повышения энергоэффективности.
Хотя SMT полагается на сложное оборудование для точной автоматизированной сборки, он оказался универсальным производственным процессом. Поскольку электроника продолжает становиться все более мощной и компактной, мы можем ожидать, что технология поверхностного монтажа останется незаменимой — продвигая инновации во всех секторах.
Преимущества и недостатки SMT
В промышленности он в значительной степени заменил метод строительства по технологии сквозных отверстий, то есть печатную плату с проволочными компонентами в отверстии.
Наши преимущества
• миниатюризация
Геометрические размеры и объем электронных компонентов в технологии поверхностного монтажа намного меньше, чем у компонентов с интерполяцией через сквозное отверстие. Как правило, компоненты с интерполяцией через сквозное отверстие могут быть уменьшены на 60%~70%, а некоторые компоненты могут даже уменьшить свой размер и объем на 90%. Между тем, вес компонента может быть уменьшен на 60-90%.
• Высокая скорость передачи сигнала
Технология поверхностного монтажа собирает компоненты не только компактной структуры, но и высокой плотности безопасности. Когда печатная плата склеивается с обеих сторон, плотность сборки может достигать 5-5-20 паяных соединений на квадратный сантиметр. SMT PCB может реализовать высокоскоростную передачу сигнала за счет коротких замыканий и небольших задержек. Между тем, собранные SMT PCB более устойчивы к вибрации и ударам. Это имеет большое значение для реализации сверхвысокой скорости работы электронного оборудования.
• Высокочастотный эффект
Поскольку элемент не имеет выводов или выводы короткие. Параметры распределения цепи уменьшаются, а радиочастотные помехи уменьшаются.
• Технология поверхностного монтажа выгодна для автоматизации производства, повышения производительности и эффективности производства.
Стандартизация, сериализация и последовательность условий сварки чип-компонентов позволяют сделать технологию поверхностного монтажа высокоавтоматизированной. Отказы компонентов во время сварки значительно сокращаются, а надежность повышается.
• Низкая стоимость материала
Большинство компонентов SMT обходятся дешевле в упаковке, чем компоненты THT того же типа и функции, за счет повышения эффективности производственного оборудования и снижения расхода упаковочных материалов. Поэтому цена продажи компонентов SMT ниже, чем Компоненты ТНТ.
• Упрощение производственных процессов и снижение себестоимости продукции.
При установке на Печатной платы, нет необходимости сгибать, формировать или укорачивать выводной провод компонентов, что сокращает весь процесс и повышает эффективность производства. Стоимость обработки той же функциональной схемы ниже, чем у сквозной интерполяции, что в целом может снизить общую стоимость производства на 30%-50%.
Недостатки бонуса без депозита
• Небольшие помещения могут затруднить ремонт.
• Это не гарантирует, что паяное соединение выдержит соединения, используемые в процессе заливки. Соединения могут быть или не быть разрушены при выполнении термоциклирования.
• Компоненты, которые генерируют большое количество тепла или выдерживают высокие нагрузки, не следует монтировать на поверхность, поскольку припой плавится при высоких температурах.
• Припой также ослабевает из-за механического напряжения. Это означает, что компоненты, которые будут напрямую взаимодействовать с пользователем, должны быть подключены с помощью физического соединения, установленного через отверстие.
Общие этапы процесса SMT
Технология поверхностного монтажа — это метод крепления электронных компонентов к поверхности печатной платы. Она приваривает сборку поверхностного монтажа к пластине методом пайки оплавлением припоя. Процесс сборки поверхностного монтажа начинается на этапе проектирования, где выбирается множество различных компонентов, а печатная плата проектируется с использованием таких программных пакетов, как Orcad или Capstar.
• Подготовка и проверка материалов
Подготовьте SMC и печатную плату, проверьте их на наличие дефектов. Печатные платы обычно имеют плоские, обычно оловянно-свинцовые, серебряные или позолоченные контактные площадки для пайки, без отверстий, называемые контактными площадками.
• Подготовка шаблона
Стальная сетка используется для фиксированного положения при печати паяльной пасты. Изготавливается в соответствии с проектным положением площадки на печатной плате.
• Печать паяльной пасты
Первая машина, которая устанавливается во время производства, — это принтер для нанесения паяльной пасты, который предназначен для нанесения паяльной пасты на соответствующую паяльную площадку на печатной плате с помощью шаблона и скребка. Это наиболее широко используемый метод нанесения паяльной пасты, но распылительная печать становится все более популярной, особенно в субподрядных отделах, где шаблон не требуется, а модификация упрощает изготовление паяльной пасты, обычно флюса и смеси олова, используемой для соединения SMC и Контактные площадки печатной платы. Подходит для печатных плат и кристаллов с использованием скребка под углом 45°-60° для обнаружения паяльной пасты.
• Проверка паяльной пасты
Большинство прессов для паяльной пасты имеют опцию включения автоматического обнаружения, но в зависимости от размера печатной платы этот процесс может быть трудоемким, поэтому обычно можно выбрать отдельную машину. Внутренняя система обнаружения принтера для паяльной пасты ИСПОЛЬЗУЕТ 2D-технологию, в то время как специализированная SP [машина ИСПОЛЬЗУЕТ 3D-технологию для более тщательного обнаружения, включая объем паяльной пасты каждой площадки, а не только области печати.
• Расположение компонентов
После того, как печатная плата была подтверждена с правильным количеством нанесений припоя, она переходит к следующей части производственного процесса, то есть к размещению компонентов. Каждый компонент извлекается из пакета с помощью вакуумной или зажимной насадки, проверяется визуальной системой и размещается на высокой скорости в запрограммированном положении.
• Первая проверка детали (FAI)
Одной из многочисленных проблем, с которыми сталкиваются производители печатных плат, является процесс первой сборки или первой проверки детали (FAI) для проверки информации о клиенте, что может занять много времени. Этот шаг имеет решающее значение, поскольку любые необнаруженные ошибки могут привести к значительным переделкам.
• Пайка оплавлением
После проверки всех позиций компонентов сборка печатной платы переносится в сварочный аппарат оплавления, где путем нагрева сборки до достаточной температуры формируются все электросварные соединения между компонентом и печатной платой. Это, по-видимому, одна из наименее сложных частей процесса сборки, но правильный профиль оплавления является ключом к обеспечению приемлемых паяных соединений, которые не перегреваются и не повреждают детали или сборку.
• Чистка и осмотр
Очистите плату после сварки и проверьте на наличие дефектов. Переделайте или отремонтируйте дефекты и сохраните продукцию. Обычное оборудование, связанное с SMT, включает увеличительную линзу, старый мастер (автоматический оптический осмотр), летающий игольчатый тестер, рентгеновский аппарат и другие оптические контрольные машины, которые можно подключить к позиции машины, чтобы можно было отрегулировать позицию компонента, и машины SPI, которые можно подключить к принтеру, чтобы можно было отрегулировать шаблоны выравнивания печатных плат.
Выводы
Как мы видели, технология поверхностного монтажа произвела революцию в проектировании и производстве электроники за последние несколько десятилетий. Переход от сквозного монтажа к SMT дал возможность бесконечным инновациям в создании более компактных, более мощных и многофункциональных устройств. Хотя тонкости SMT могут быть сложными для новичков в разработке электронного оборудования, партнерство с опытным компания по сборке печатных плат как MOKO Technology делает процесс гладким. Наш завод-изготовитель оснащен передовым машина для технологии поверхностного монтажа как показано на рисунке ниже. Благодаря нашему опыту в производстве плотных SMT-компонентов и надежному контролю качества мы помогаем продвигать идеи от прототипа до производства.
