No início da década de 1980, a Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT) começou a ser aplicada na indústria de fabricação de eletrônicos. Ela difere da tradicional Tecnologia Through-Hole (THT), que insere componentes nos furos da placa de circuito, enquanto a SMT monta componentes SMD diretamente na superfície da placa de circuito. Como o processo SMT é mais eficiente, mais leve e mais barato, esse método logo se tornou uma nova direção para o desenvolvimento da indústria.

Hoje em dia, os produtos eletrônicos estão cada vez menores, mais leves e com requisitos de desempenho cada vez maiores, o que impulsionou a ampla aplicação da tecnologia de montagem em superfície. Ela permite acomodar mais componentes em um espaço limitado, tem maior velocidade de montagem e também permite a automação. Portanto, a tecnologia SMT é amplamente utilizada em setores como eletrônicos de consumo, equipamentos médicos e automóveis.

Este artigo explicará o que é a tecnologia de montagem em superfície, seu significado, vantagens, o processo de montagem de PCBs com montagem em superfície, técnicas comuns de soldagem e as diferenças entre ela e a montagem tradicional through-hole. Além disso, também apresentará como fabricantes como a PCBasic, empresa de SMT, fornecem soluções confiáveis ​​para o processo de tecnologia de montagem em superfície.

O que é tecnologia de montagem em superfície?

SMT significa Tecnologia de Montagem em Superfície. Na SMT, os componentes são montados diretamente na superfície de uma placa de circuito impresso. Os componentes usados ​​para montagem direta na superfície do PCB são conhecidos como Dispositivos de Montagem em Superfície (SMD). Por outro lado, na Tecnologia Through Hole (THT), os componentes são inseridos na placa de circuito impresso. Essa tecnologia consome muito tempo e é mais propensa a erros devido à intervenção humana. A SMT, por outro lado, é um processo totalmente automatizado que reduz custos e tempo, além de aumentar a qualidade e a eficiência. No entanto, tanto a tecnologia de montagem em superfície quanto a tecnologia through-hole podem ser usadas na mesma placa eletrônica. Isso ocorre porque alguns componentes eletrônicos não são adequados para SMT, como componentes de alta potência, como conversores e transformadores CC-CC.

Pacotes de componentes SMD comuns

Os componentes utilizados na tecnologia de montagem em superfície para montagem na superfície de placas de circuito impresso são conhecidos como dispositivos de montagem em superfície (SMD). Esses dispositivos incluem diversos componentes eletrônicos, como resistores, capacitores e circuitos integrados (CIs). Todos esses SMDs estão disponíveis em diversos tamanhos e comprimentos, conhecidos como encapsulamentos.

Existem diferentes pacotes de resistores, capacitores, indutores, diodos e CIs disponíveis no mercado. Alguns dos pacotes SMD mais comumente usados ​​são:

Pacotes de resistores, indutores, capacitores e diodos
Tipo de embalagem	Tamanho em mm	Descrição
0201	0.6 x 0.3	Tamanho pequeno, usado principalmente em circuitos de RF
0402	1.0 x 0.5	Usado principalmente em sensores e eletrônicos de consumo
0603	1.5 x 0.8	Usado principalmente em dispositivos de áudio e aplicações de defesa
0805	2.0 x 1.3	Usado principalmente em aplicações militares e industriais
1206	3.0 x 1.5	Frequentemente usado em dispositivos eletrônicos de potência

Pacotes de Circuito Integrado (IC)
Tipo de embalagem	Descrição
DIP	O pacote Dual In-Line é fácil de usar e frequentemente usado em projetos de protótipos.
SOP	O Small Outline Package é compacto e frequentemente usado em eletrônicos de consumo.
TSOP	Pacote de contorno pequeno e fino, usa principalmente RAM e tem um volume pequeno.
QFP	O pacote Quad Flat é usado para aumentar a densidade da placa.
QFN	Quad Flat No Leads são usados ​​principalmente em smartphones e eletrônicos industriais.
BGA	Ball Grid Array é usado principalmente para microprocessadores e controladores.
LQFP	O pacote quádruplo plano de baixo perfil é amplamente utilizado na indústria de fabricação de circuitos integrados.
TQFP	O pacote fino quádruplo plano é frequentemente usado em pequenos dispositivos eletrônicos.
SEC	Circuito integrado de pequeno contorno, frequentemente usado em dispositivos de dissipação de calor, como LDOs e dissipadores de calor.
TSSOP	Embalagem fina e encolhível com contorno pequeno, usada em eletrônicos de consumo
PBGA	Plastic Ball Grid Array, um tipo de BGA, é usado principalmente no desenvolvimento de microprocessadores.

   

Quando usar a tecnologia de montagem em superfície

Dispositivos eletrônicos modernos, como celulares, laptops e outros dispositivos eletrônicos, estão se tornando mais inteligentes e leves a cada ano. Essa transição surgiu como um novo desafio para os cientistas, que precisam criar projetos mais complexos em menos áreas de placas de circuito impresso. A Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT) surgiu como a melhor solução para enfrentar esses desafios devido à sua capacidade de acomodar o máximo de Dispositivos de Montagem em Superfície (SMDs) em menos área, resultando em dispositivos eletrônicos leves e inteligentes. É por esse motivo que a tecnologia de montagem em superfície é amplamente utilizada em quase todos os setores eletrônicos, como dispositivos médicos, aviação, defesa e eletrônicos de consumo.

A Tecnologia de Montagem em Superfície utiliza uma máquina automatizada conhecida como máquina pick and place para produzir conjuntos SMT em grandes volumes, tornando-a ideal para muitas empresas de SMT de grande porte e indústrias de fabricação de eletrônicos. O amplo processo automatizado da SMT permite alcançar alta eficiência e custo-benefício. Os componentes utilizados na tecnologia de montagem em superfície, conhecidos como Dispositivos de Montagem em Superfície (SMDs), são muito pequenos, o que não só permite a instalação de mais componentes em uma determinada placa de circuito impresso (PCB), como também é benéfico para circuitos de alta frequência. Por esses motivos, as indústrias de fabricação de eletrônicos de grande porte utilizam principalmente a tecnologia SMT para fabricar dispositivos eletrônicos compactos, leves, inteligentes e de alta qualidade por meio de montagens eficientes de PCBs de montagem em superfície.

Vantagens da tecnologia de montagem em superfície

A tecnologia de montagem em superfície oferece inúmeras vantagens em relação à tecnologia through-hole, resultando em uma grande mudança na indústria de fabricação de placas de circuito impresso para a escolha da tecnologia de montagem em superfície. Algumas das vantagens são:

.  Na SMT, os componentes são montados diretamente na superfície da placa eletrônica, ao contrário da THT, onde os componentes são perfurados na placa de circuito impresso. Essa característica da SMT permite a montagem de componentes em ambos os lados da placa de circuito impresso, permitindo que projetos mais complexos caibam em uma área menor. 

.  Ao contrário dos componentes through-hole, os dispositivos de montagem em superfície são muito pequenos em tamanho, resultando em um número máximo de componentes para caber em uma placa eletrônica.

.  O processo de montagem de dispositivos de montagem em superfície é ágil, com o uso de uma máquina pick-and-place totalmente automatizada, resultando em alto volume de produção. O processo de montagem automatizado da SMT também permite produção rápida, alta eficiência e a menor margem de erro.

.  A integridade do sinal é um dos desafios críticos nos projetos eletrônicos modernos. Em SMT, os componentes são menores e montados na superfície da placa eletrônica, resultando em uma distância menor para os sinais percorrerem. Isso melhora os problemas de diafonia entre os sinais e reduz a indutância e a capacitância. Portanto, dispositivos de montagem em superfície são ideais para circuitos de alta frequência.

.  As máquinas automatizadas de coleta e colocação permitem produção em alto volume, resultando em custos gerais de fabricação reduzidos.

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Processo de montagem da tecnologia de montagem em superfície

O processo de montagem dos dispositivos de montagem em superfície na superfície da placa de circuito impresso é conhecido como processo de montagem SMT. O processo de montagem SMT envolve quatro etapas principais. Cada etapa é explicada a seguir. 

  

Pasta de solda é um tipo de mistura composta de pó de solda e fluxo. Essa mistura é usada para conectar dispositivos de montagem em superfície, como resistores, transistores, indutores e circuitos integrados (CIs), à placa eletrônica. Na primeira etapa, a pasta de solda é aplicada às pastilhas disponíveis na placa de circuito impresso (PCB). Isso é feito por meio de uma fina folha com furos pré-cortados, conhecida como estêncil.

  

No 2^nd passo a passo, dispositivos de montagem em superfície, como resistores, capacitores e CIs, são selecionados e colocados nas bases do PCB usando uma máquina automática de coleta e colocação. 

 

Neste ponto, os componentes são posicionados exatamente na superfície da placa de circuito impresso (PCB) usando uma máquina de coleta e colocação. Em 3^rd Na próxima etapa, a placa de circuito impresso passa por um forno de aquecimento conhecido como forno de refluxo. Isso faz com que a pasta de solda derreta e solde, formando uma conexão elétrica entre os diferentes componentes. No forno de refluxo, a temperatura é mantida de forma que a pasta de solda seja soldada com precisão aos componentes. A temperatura é programada de acordo com o perfil de refluxo.

 

Nesta etapa, é realizada uma inspeção visual utilizando o aparelho de raio X para identificar eventuais falhas de solda e quaisquer outros defeitos.

 

Na etapa final, os PCBs passam por um rigoroso processo de limpeza para eliminar quaisquer resíduos de fluxo deixados após o processo de soldagem por refluxo.

Técnicas de soldagem empregadas na montagem de PCB

Na indústria de fabricação de placas de circuito impresso, são empregadas principalmente duas técnicas, conhecidas como soldagem por onda e soldagem por refluxo.

1. Soldadura em onda

A soldagem por onda não é tão comum quanto a soldagem por refluxo. Essa técnica é usada principalmente na tecnologia Through Hole, mas pode ser usada em SMT.

Passo 1: Monte os componentes no PCB

Passo 2: Passe o PCB sobre uma onda de solda derretida

Passo 3: Soldar fios e formar uma conexão elétrica

Passo 4: Use ar/água para resfriar o PCB.

Essa técnica é menos eficiente e mais propensa a erros quando comparada à soldagem por refluxo.

2. Soldadura por refluxo

A soldagem por refluxo é uma das técnicas mais utilizadas na tecnologia de montagem em superfície. É utilizada para produção em larga escala e apresenta a menor margem de erro. Essa técnica é usada principalmente na tecnologia de montagem em superfície. O processo de soldagem por refluxo consiste nas seguintes etapas:

Passo 1:   Aplique a pasta de solda usando impressão de estêncil

Passo 2:   Passe o PCB para a máquina pick and place para colocação dos componentes

Passo 3:   A placa de circuito impresso passa por um forno de aquecimento conhecido como forno de refluxo. Isso faz com que a pasta de solda derreta e solde, formando uma conexão elétrica entre os diferentes componentes. O processo de refluxo normalmente tem quatro etapas.

a) Pré-aqueça

b) Mergulhar

c) Refluxo

d) Resfriamento.

  

  

Tecnologia de Montagem em Superfície vs. Tecnologia Through Hole  

A Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT) e a Tecnologia Through Hole (THT) tornaram-se os padrões da indústria na fabricação de placas de circuito impresso. Ambas as tecnologias são usadas principalmente para a montagem de componentes eletrônicos na placa de circuito impresso. No entanto, cada uma delas possui características, usos, processos, vantagens e aplicações distintas.

Tabela I: Tecnologia de montagem em superfície vs. tecnologia de furo passante

Aspecto	Tecnologia de montagem em superfície (SMT)	Tecnologia Through Hole (THT)
Técnica	O SMT monta os componentes diretamente na superfície do PCB	O THT insere os componentes no PCB por meio de furos perfurados.
Processo de montagem	SMT é um processo totalmente automatizado que utiliza uma máquina conhecida como pick-and-place.	O THT é feito principalmente manualmente ou por uma máquina automatizada
Posicionamento de componentes	O SMT permite colocar os componentes em ambos os lados do PCB	O THT permite apenas que os componentes sejam inseridos em um único lado
Volume do Conselho	Mais componentes podem ser colocados em uma determinada área.	Um número menor de componentes pode ser montado em uma determinada área em comparação ao SMT.
Estresse mecânico	O SMT oferece menos ligações mecânicas em comparação ao THT porque os componentes do THT são inseridos através de furos.	O THT oferece uma forte ligação mecânica entre os componentes e o PCB
Adequação dos componentes	SMT é adequado para dispositivos SMD, como resistores, capacitores, CIs, BGA, microcontroladores e CIs de microprocessadores	O THT é adequado apenas para componentes de alta potência, como conversores CC-CC e transformadores. Esses componentes são volumosos e não são adequados para SMT.
Custo	O custo inicial da SMT é maior devido à aquisição de máquinas automatizadas, como máquinas de coleta e colocação. No entanto, o custo total de fabricação é menor em comparação com a THT.	O custo inicial do THT é menor devido ao processo manual. No entanto, o custo total de fabricação é maior do que o do SMT.
Reparos e Retrabalhos	Em SMT, é difícil reparar e retrabalhar depois de fabricado.	Em contraste, é relativamente fácil fazer reparos e retrabalhos através da tecnologia through-hole (THT)

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Conclusão

Em resumo, a tecnologia de montagem em superfície é revolucionária na indústria de fabricação de circuitos impressos. A tecnologia de montagem em superfície surgiu como a melhor solução para incorporar o máximo de dispositivos de montagem em superfície (SMDs) em menos área, resultando em dispositivos eletrônicos leves e inteligentes. A SMT permite que as indústrias produzam em grandes volumes, reduzindo custos e aumentando a eficiência.