Begin jaren 1980 werd Surface Mount Technology (SMT) voor het eerst toegepast in de elektronica-industrie. Deze technologie verschilt van de traditionele Through-Hole Technology (THT), waarbij componenten in de gaten van de printplaat worden geplaatst, terwijl SMT SMD-componenten direct op het oppervlak van de printplaat monteert. Omdat het SMT-proces efficiënter, lichter en goedkoper is, ontwikkelde deze methode zich al snel tot een nieuwe richting voor de ontwikkeling van de industrie.

Elektronische producten worden tegenwoordig steeds kleiner, lichter en stellen steeds hogere prestatie-eisen, wat de brede toepassing van surface mount-technologie heeft bevorderd. Deze technologie biedt ruimte aan meer componenten in een beperkte ruimte, heeft een hogere assemblagesnelheid en is bovendien geschikt voor automatisering. Daarom wordt SMT-technologie veel gebruikt in sectoren zoals consumentenelektronica, medische apparatuur en auto's.

In dit artikel leert u wat oppervlaktemontagetechnologie is, wat de betekenis ervan is, wat de voordelen ervan zijn, hoe oppervlaktemontage van PCB's eruitziet, welke soldeertechnieken gangbaar zijn en wat de verschillen zijn met traditionele through-hole assemblage. Daarnaast wordt uitgelegd hoe fabrikanten zoals SMT-bedrijf PCBasic betrouwbare procesoplossingen voor oppervlaktemontagetechnologie bieden.

Wat is Surface Mount-technologie?

SMT staat voor Surface Mount Technology. Bij SMT worden componenten direct op het oppervlak van een printplaat gemonteerd. De componenten die direct op het oppervlak van de printplaat worden gemonteerd, staan bekend als Surface Mount Devices (SMD). Bij Through Hole Technology (THT) daarentegen worden componenten in de printplaat geplaatst. Deze technologie is tijdrovend en gevoeliger voor fouten door menselijke tussenkomst. SMT daarentegen is een volledig geautomatiseerd proces dat kosten en tijd bespaart en de kwaliteit en efficiëntie verhoogt. Zowel surface mount-technologie als through hole-technologie kunnen echter op dezelfde elektronische printplaat worden gebruikt. Dit komt doordat sommige elektronische componenten, zoals hoogvermogencomponenten zoals DC-DC-converters en -transformatoren, niet geschikt zijn voor SMT.

Veelvoorkomende SMD-componentpakketten

De componenten die in de oppervlaktemontagetechnologie worden gebruikt voor montage op het oppervlak van printplaten, staan bekend als Surface Mount Devices (SMD's). Deze SMD's omvatten diverse elektronische componenten, zoals weerstanden, condensatoren en geïntegreerde schakelingen (IC's). Al deze SMD's zijn verkrijgbaar in verschillende afmetingen en lengtes, ook wel 'behuizingen' genoemd.

Er zijn verschillende pakketten met weerstanden, condensatoren, inductoren, diodes en IC's verkrijgbaar. Enkele van de meest gebruikte SMD-pakketten zijn:

Weerstand-, spoel-, condensator- en diodepakketten
Pakkettype	Afmeting in mm	Beschrijving
0201	0.6 X 0.3	Klein formaat, vooral gebruikt in RF-circuits
0402	1.0 X 0.5	Wordt vooral gebruikt in sensoren en consumentenelektronica
0603	1.5 X 0.8	Wordt vooral gebruikt in audio-apparaten en defensietoepassingen
0805	2.0 X 1.3	Meestal gebruikt in militaire en industriële toepassingen
1206	3.0 X 1.5	Vaak gebruikt in krachtige elektronische apparaten

Pakketten met geïntegreerde schakelingen (IC).
Pakkettype	Beschrijving
DIP	Dual In-Line Package is eenvoudig te gebruiken en wordt vaak gebruikt in prototypeprojecten.
SOP	Small Outline Package is compact en wordt vaak gebruikt in consumentenelektronica.
TSOP	Dunne, kleine behuizing, gebruikt voornamelijk RAM en heeft een klein volume.
QFP	Quad Flat Package wordt gebruikt om de printplaatdichtheid te verhogen.
QFN	Quad Flat No Leads worden vooral gebruikt in smartphones en industriële elektronica.
BGA	Ball Grid Array wordt vooral gebruikt voor microprocessoren en controllers.
LQFP	Low Profile Quad Flat Package wordt veel gebruikt in de IC-productie-industrie.
TQFP	Dunne Quad Flat-behuizingen worden vaak gebruikt op kleine elektronische apparaten.
SEC	Kleinschalige geïntegreerde schakeling, vaak gebruikt in warmteafvoerapparaten zoals LDO's en koellichamen.
TSSOP	Dunne, krimpende, kleine behuizing, gebruikt in consumentenelektronica
PBGA	Plastic Ball Grid Array, een type BGA, wordt vooral gebruikt bij de ontwikkeling van microprocessoren.

   

Wanneer u Surface Mount-technologie moet gebruiken

Moderne elektronische apparaten, zoals mobiele telefoons, laptops en andere elektronische gadgets, worden elk jaar slimmer en lichter. Deze transitie is uitgegroeid tot een nieuwe uitdaging voor wetenschappers om complexere ontwerpen te maken op minder printplaatoppervlakken. Surface Mount Technology (SMT) is de beste oplossing gebleken om deze uitdagingen het hoofd te bieden, omdat het een maximum aan Surface Mount Devices (SMD's) op een kleiner oppervlak kan plaatsen, wat resulteert in lichtgewicht en slimme elektronische apparaten. Om deze reden wordt surface mount technology veelvuldig toegepast in bijna elke elektronische industrie, zoals medische apparatuur, luchtvaart, defensie en consumentenelektronica.

Surface Mount Technology maakt gebruik van een geautomatiseerde machine, een zogenaamde pick-and-placemachine, om grote volumes SMT-assemblage te produceren. Dit maakt het ideaal voor veel grootschalige SMT-bedrijven en de elektronica-industrie. Het uitgebreide geautomatiseerde proces van SMT zorgt voor een hoge efficiëntie en kosteneffectiviteit. Componenten die worden gebruikt in surface mount-technologie, ook wel Surface Mount Devices (SMD's) genoemd, zijn zeer klein, wat niet alleen helpt om meer componenten op een printplaat (PCB) te plaatsen, maar ook gunstig is voor hoogfrequente schakelingen. Om deze redenen gebruiken grootschalige elektronica-industrieën SMT-technologie voornamelijk voor de productie van compacte, lichtgewicht, slimme en hoogwaardige elektronische apparaten door middel van efficiënte surface mount PCB-assemblage.

Voordelen van Surface Mount-technologie

Surface Mount Technology biedt talloze voordelen ten opzichte van through-hole technologie, wat heeft geleid tot een grote verschuiving in de printplaatindustrie naar de keuze voor surface mount technologie. Enkele voordelen zijn:

•  Bij SMT worden componenten direct op het oppervlak van de printplaat gemonteerd, in tegenstelling tot THT, waarbij componenten in de printplaat worden geboord. Deze eigenschap van SMT maakt het mogelijk om componenten aan beide zijden van een printplaat te monteren, waardoor complexere ontwerpen in een kleiner oppervlak passen. 

•  In tegenstelling tot doorgaande componenten zijn opbouwcomponenten zeer klein van formaat, waardoor er maximaal een maximaal aantal componenten op een elektronische printplaat past.

•  Het assemblageproces van surface mount devices verloopt snel dankzij het gebruik van een volledig geautomatiseerde pick-and-place machine, wat resulteert in een productie in grote volumes. Het geautomatiseerde assemblageproces van SMT maakt bovendien snelle productie, hoge efficiëntie en de kleinste foutmarge mogelijk.

•  Signaalintegriteit is een van de grootste uitdagingen in moderne elektronische ontwerpen. Bij SMT zijn de componenten kleiner en op het oppervlak van de printplaat gemonteerd, waardoor signalen minder afstand hoeven af te leggen. Dit vermindert de problemen met overspraak tussen signalen en vermindert de inductantie en capaciteit. Daarom zijn opbouwcomponenten ideaal voor hoogfrequente schakelingen.

•  De geautomatiseerde pick-and-placemachines maken productie in grote volumes mogelijk, wat resulteert in lagere totale productiekosten.

Over PCBasic

Tijd is geld in uw projecten – en PCB-basis begrijpt het. PCBasic is een PCB-assemblagebedrijf: die elke keer snelle, vlekkeloze resultaten levert. Onze uitgebreide PCB-assemblagediensten: bieden deskundige technische ondersteuning bij elke stap, waardoor topkwaliteit in elk bord wordt gegarandeerd. Als toonaangevend Fabrikant van PCB-assemblage:, Wij bieden een totaaloplossing die uw toeleveringsketen stroomlijnt. Werk samen met onze geavanceerde PCB-prototypefabriek voor snelle doorlooptijden en superieure resultaten waarop u kunt vertrouwen.

Montageproces voor Surface Mount-technologie

Het proces waarbij de surface mount-apparaten op het oppervlak van de printplaat worden gemonteerd, staat bekend als het SMT-assemblageproces. Het SMT-assemblageproces bestaat uit vier hoofdstappen. Elke stap wordt als volgt uitgelegd. 

  

Soldeerpasta is een mengsel van soldeerpoeder en vloeimiddel. Dit mengsel wordt gebruikt om oppervlaktegemonteerde componenten zoals weerstanden, transistors, spoelen en IC's aan te sluiten op de printplaat. In de eerste stap wordt soldeerpasta aangebracht op de contactpunten op de printplaat. Dit gebeurt met een dunne plaat met voorgesneden gaten, een zogenaamde stencil.

  

In de 2^nd In één stap worden oppervlaktegemonteerde apparaten zoals weerstanden, condensatoren en IC's opgepakt en op de pads van de PCB geplaatst met behulp van een automatische pick-and-place-machine. 

 

Op dit punt worden de componenten met behulp van een pick-and-place-machine exact op het oppervlak van de printplaat geplaatst. In 3^rd In de eerste stap wordt de printplaat door een verwarmingsoven geleid, een zogenaamde reflowoven. Hierdoor smelt de soldeerpasta en soldeert het soldeer, waardoor een elektrische verbinding ontstaat tussen verschillende componenten. In de reflowoven wordt de temperatuur zo gehandhaafd dat de soldeerpasta nauwkeurig aan de componenten wordt gesoldeerd. De temperatuur wordt geprogrammeerd op basis van het reflowprofiel.

 

In deze stap wordt een visuele inspectie uitgevoerd met behulp van het röntgenapparaat om eventuele soldeerfouten en andere defecten te identificeren.

 

In de laatste stap ondergaan de PCB's een rigoureus reinigingsproces om alle fluxresten te verwijderen die na het reflow-soldeerproces zijn achtergebleven.

Soldeertechnieken gebruikt bij PCB-assemblage

In de printplaatindustrie worden voornamelijk twee technieken gebruikt: golfsolderen en reflowsolderen.

1. Golf solderen

Golfsolderen is minder gebruikelijk dan reflowsolderen. Deze techniek wordt voornamelijk gebruikt voor Through Hole-technologie, maar kan ook worden gebruikt voor SMT.

Stap 1: Monteer de componenten op de printplaat

Stap 2: Beweeg de printplaat over een golf gesmolten soldeer

Stap 3: Soldeer de draden en maak een elektrische verbinding

Stap 4: Gebruik lucht/water om de PCB te koelen.

Deze techniek is minder efficiënt en foutgevoeliger dan reflow-solderen.

2. Solderen met reflow

Reflow-solderen is een van de meest gebruikte technieken in de oppervlaktemontagetechnologie. Het wordt gebruikt voor massaproductie en heeft de kleinste foutmarge. Deze techniek wordt vooral gebruikt voor oppervlaktemontagetechnologie. Het reflow-soldeerproces bestaat uit de volgende stappen.

Stap 1:   Breng de soldeerpasta aan met behulp van stencildruk

Stap 2:   Geef de PCB door aan de pick-and-placemachine voor het plaatsen van componenten

Stap 3:   De printplaat wordt nu door een verwarmingsoven geleid, een zogenaamde reflowoven. Hierdoor smelt de soldeerpasta en soldeer het soldeer, waardoor een elektrische verbinding tussen verschillende componenten ontstaat. Het reflowproces bestaat doorgaans uit vier fasen.

a) Voorverwarmen

b) Weken

c) Opnieuw laten stromen

d) Koeling.

  

  

Surface Mount-technologie versus Through Hole-technologie  

Surface Mount Technology (SMT) en Through Hole Technology (THT) zijn de industriestandaard geworden in de productie van printplaten. Beide technologieën worden voornamelijk gebruikt voor het monteren van elektronische componenten op de printplaat. Deze technologieën hebben echter verschillende kenmerken, toepassingen, processen, voordelen en toepassingen.

Tabel I: Surface Mount-technologie versus Through Hole-technologie

Aspect	Surface Mount Technology (SMT)	Doorgaande Gat Technologie (THT)
Techniek	SMT monteert de componenten rechtstreeks op het oppervlak van de PCB	THT plaatst de componenten via geboorde gaten op de printplaat.
Montageproces	SMT is een volledig geautomatiseerd proces waarbij gebruik wordt gemaakt van een zogenaamde pick-and-place-machine.	THT wordt meestal handmatig of door een geautomatiseerde machine gedaan
Componentplaatsing	Met SMT is het mogelijk om de componenten aan beide zijden van de printplaat te plaatsen	THT maakt het alleen mogelijk om componenten aan één kant in te voegen
Bestuursvolume	Er passen meer componenten in een bepaald oppervlak.	Vergeleken met SMT kan een kleiner aantal componenten op één plek worden geassembleerd.
Mechanische spanning	SMT biedt minder mechanische verbindingen dan THT, omdat THT-componenten door gaten heen worden geplaatst.	THT biedt een sterke mechanische verbinding tussen componenten en de PCB
Geschiktheid van componenten	SMT is geschikt voor SMD-apparaten zoals weerstanden, condensatoren, IC's, BGA's, microcontrollers en microprocessor-IC's	THT is alleen geschikt voor hoogvermogencomponenten zoals DC-DC-converters en -transformatoren. Deze componenten zijn omvangrijk en niet geschikt voor SMT.
Kosten	De initiële kosten van SMT zijn hoger vanwege de aanschaf van geautomatiseerde machines zoals pick-and-place machines. De totale productiekosten zijn echter lager dan bij THT.	De initiële kosten van THT zijn lager vanwege het handmatige proces, maar de totale productiekosten zijn hoger dan die van SMT.
Reparatie en herbewerking	Bij SMT is het lastig om het product te repareren en opnieuw te bewerken nadat het is geproduceerd.	Daarentegen is het relatief eenvoudig om reparaties en herbewerkingen uit te voeren via de doorgaande-gattechnologie (THT)

Kies PCBasic voor uw SMT-assemblage

PCBasic is een betrouwbare partner in de elektronica-industrie voor betrouwbare, efficiënte en hoogwaardige SMT-assemblagediensten. Met meer dan 15 jaar ervaring in PCB-ontwerp en projectmanagement kan PCBasic end-to-end ondersteuning bieden voor de productie van zowel kleine als grote series surface mount-technologie.

  

 

Voordelen van PCBasic

•   Expertise waarop u kunt vertrouwen:

PCBasic wordt ondersteund door ervaren ingenieurs en werkt samen met PhD-teams van toonaangevende universiteiten. PCBasic stimuleert voortdurende innovatie via onderzoek binnen de industrie en de academische wereld.

•  Dubbel fabriekssysteem:

Onze vestiging in Shenzhen is gespecialiseerd in kleine, snelle series, terwijl de fabriek in Huizhou grote volumes produceert met gestroomlijnde processen.

•  Verticale integratie:

Wij beschikken over een eigen sjablonen- en mallenfabriek, bieden CNC-precisiebewerking van onderdelen en leveren sjablonen binnen 1 uur. Zo garanderen we een snelle reactie en volledige procescontrole.

•  Slim componentbeheer:

Met een intelligent centraal magazijn voor elektronische componenten garandeert PCBasic een stabiele levering van originele en originele onderdelen.

•  Stuklijst met één klik en directe offerte:

Upload uw BOM Dien snel en nauwkeurig prijzen in en ontvang deze via ons geautomatiseerde systeem, perfect voor rapid prototyping en volumeproductie.

•  Gecertificeerd voor uitmuntendheid:

Als nationaal hightechbedrijf is PCBasic volledig gecertificeerd volgens ISO13485, IATF 16949, ISO9001, ISO14001 en UL, en is het een trots IPC-lid. We bezitten meer dan 20 patenten voor kwaliteitsinspectie- en productiesystemen.

Of u nu medische, automobiel-, consumenten- of industriële elektronica ontwikkelt, PCBasic levert oppervlaktegemonteerde PCB-assemblageoplossingen met de precisie, snelheid en kwaliteit waarop u kunt rekenen.

Conclusie

Kortom, surface mount-technologie is dé game changer in de printplaatindustrie. Surface Mount-technologie is uitgegroeid tot de beste oplossing om een maximum aan SMD's (surface mount devices) op een kleiner oppervlak te integreren, wat resulteert in lichtgewicht en slimme elektronische apparaten. SMT stelt de industrie in staat om grote volumes te produceren, wat de kosten verlaagt en de efficiëntie verhoogt.