В начале 1980-х годов в электронной промышленности начала применяться технология поверхностного монтажа (SMT). Она отличается от традиционной технологии сквозного монтажа (THT), которая вставляет компоненты в отверстия на печатной плате, в то время как SMT напрямую монтирует SMD-компоненты на поверхность печатной платы. Поскольку процесс SMT более эффективен, легче по весу и дешевле, этот метод вскоре стал новым направлением развития отрасли.

В настоящее время электронные изделия становятся меньше, легче и предъявляют все более высокие требования к производительности, что способствовало широкому применению технологии поверхностного монтажа. Она позволяет разместить больше компонентов в ограниченном пространстве, имеет более высокую скорость сборки, а также может достичь автоматизации. Поэтому технология SMT широко используется в таких областях, как бытовая электроника, медицинское оборудование и автомобили.

Эта статья поможет вам понять, что такое технология поверхностного монтажа, ее значение, преимущества, процесс сборки печатных плат с поверхностным монтажом, распространенные методы пайки и различия между ней и традиционной сборкой в ​​сквозные отверстия. Между тем, она также познакомит вас с тем, как производители, такие как компания SMT PCBasic, предоставляют надежные решения для процесса поверхностного монтажа.

Что такое технология поверхностного монтажа?

SMT означает Surface Mount Technology (технология поверхностного монтажа). В SMT компоненты монтируются непосредственно на поверхность печатной платы. Компоненты, которые используются для непосредственного монтажа на поверхность печатной платы, известны как Surface Mount Devices (SMD). Напротив, в Through Hole Technology (THT) компоненты вставляются в печатную плату. Эта технология требует много времени и более подвержена ошибкам из-за человеческого участия. SMT, с другой стороны, является полностью автоматизированным процессом, который сокращает затраты и время, а также повышает качество и эффективность. Однако как технология поверхностного монтажа, так и технология сквозного монтажа могут использоваться на одной и той же электронной плате. Это связано с тем, что некоторые электронные компоненты не подходят для SMT, например, высокомощные компоненты, такие как DC-DC-преобразователи и трансформаторы.

Распространенные корпуса SMD-компонентов

Компоненты, используемые в технологии поверхностного монтажа для монтажа на поверхности печатных плат, известны как устройства поверхностного монтажа (SMD). Эти устройства поверхностного монтажа включают в себя несколько электронных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и интегральные схемы (ИС). Все эти SMD выпускаются в различных размерах и длинах, известных как корпуса.

На рынке доступны различные корпуса резисторов, конденсаторов, индукторов, диодов и микросхем. Некоторые из наиболее часто используемых корпусов SMD:

Корпуса резисторов, индукторов, конденсаторов и диодов
Тип упаковки	Размер в мм	Описание
0201	0.6 х 0.3	Миниатюрный размер, в основном используется в радиочастотных схемах
0402	1.0 х 0.5	В основном используется в датчиках и бытовой электронике.
0603	1.5 х 0.8	В основном используется в аудиоустройствах, оборонных приложениях.
0805	2.0 х 1.3	В основном используется в военных и промышленных целях.
1206	3.0 х 1.5	Часто используется в силовых электронных устройствах.

Пакеты интегральных схем (ИС)
Тип упаковки	Описание
DIP	Корпус Dual In-Line прост в использовании и часто применяется в проектах прототипов.
SOP	Корпус Small Outline отличается компактностью и часто используется в бытовой электронике.
ТСОП	Тонкий небольшой пакет Outline, в основном использует оперативную память и имеет небольшой объем.
QFP	Для увеличения плотности платы используется Quad Flat Package.
QFN	Quad Flat No Leads в основном используются в смартфонах и промышленной электронике.
BGA	Матрица шариковых выводов в основном используется в микропроцессорах и контроллерах.
ЛКФП	Низкопрофильный корпус Quad Flat широко используется в отрасли производства ИС.
TQFP	Тонкий четырехъядерный плоский корпус часто используется в небольших электронных устройствах.
СОИК	Малогабаритная интегральная схема, часто используемая в устройствах рассеивания тепла, таких как LDO-стабилизаторы и радиаторы.
ЦСОП	Тонкий термоусадочный корпус небольшого размера, используемый в бытовой электронике
ПБГА	Матрица с пластиковыми шариковыми выводами, тип BGA, в основном используется при разработке микропроцессоров.

   

Когда следует использовать технологию поверхностного монтажа

Современные электронные устройства, такие как мобильные телефоны, ноутбуки и другие электронные гаджеты, с каждым годом становятся все умнее и легче. Этот переход стал для ученых новой задачей — создавать более сложные конструкции на меньших площадях печатной платы. Технология поверхностного монтажа (SMT) стала лучшим решением для решения этих задач благодаря своей способности размещать максимальное количество устройств поверхностного монтажа (SMD) на меньшей площади, что приводит к созданию легких и интеллектуальных электронных устройств. Именно по этой причине технология поверхностного монтажа широко используется практически в каждой электронной отрасли, такой как медицинские приборы, авиация, оборона и бытовая электроника.

Технология поверхностного монтажа использует автоматизированную машину, известную как машина Pick and Place, для производства крупносерийной сборки SMT, что делает ее идеальной для многих крупных компаний SMT и отраслей производства электроники. Обширный автоматизированный процесс SMT позволяет ей достигать высокой эффективности и рентабельности. Компоненты, используемые в технологии поверхностного монтажа, известные как устройства поверхностного монтажа (SMD), имеют очень маленькие размеры, что не только помогает разместить больше компонентов на данной печатной плате (PCB), но и выгодно для высокочастотных схем. По этим причинам крупные отрасли производства электроники в основном используют технологию SMT для производства компактных, легких, интеллектуальных и высококачественных электронных устройств с помощью эффективной сборки печатных плат с поверхностным монтажом.

Преимущества технологии поверхностного монтажа

Технология поверхностного монтажа предлагает многочисленные преимущества по сравнению с технологией сквозного монтажа, что приводит к значительному сдвигу в отрасли производства печатных плат в сторону выбора технологии поверхностного монтажа. Некоторые из преимуществ:

•  В SMT компоненты монтируются непосредственно на поверхность электронной платы, в отличие от THT, где компоненты сверлятся в печатной плате. Эта особенность SMT позволяет производить сборку компонентов с обеих сторон печатной платы, что позволяет размещать более сложные конструкции на меньшей площади. 

•  В отличие от компонентов для сквозного монтажа, устройства для поверхностного монтажа имеют очень малые размеры, что позволяет разместить на электронной плате максимальное количество компонентов.

•  Процесс сборки поверхностно-монтируемых устройств осуществляется быстро с использованием полностью автоматизированной машины Pick-and-Place, что приводит к крупносерийному производству. Автоматизированный процесс сборки SMT также обеспечивает быстрое производство, высокую эффективность и наименьшую погрешность.

•  Целостность сигнала является одной из критических проблем в современных электронных конструкциях. В SMT компоненты меньше и монтируются на поверхности электронной платы, что приводит к меньшему расстоянию для прохождения сигналов. Это улучшает проблемы перекрестных помех между сигналами и снижает индуктивность и емкость. Поэтому устройства поверхностного монтажа идеально подходят для высокочастотных схем.

•  Автоматизированные подъемно-транспортные машины обеспечивают крупносерийное производство, что приводит к снижению общих производственных затрат.

О PCBasic

Время — деньги в ваших проектах — и PCBasic получает это. PCБазовый  - это компания по сборке печатных плат который обеспечивает быстрые и безупречные результаты каждый раз. Наш комплексный Услуги по сборке печатных плат включают экспертную инженерную поддержку на каждом этапе, гарантируя высочайшее качество каждой платы. Как ведущий производитель сборки печатных плат, мы предлагаем комплексное решение, которое оптимизирует вашу цепочку поставок. Сотрудничайте с нашими передовыми Завод по производству прототипов печатных плат для быстрого выполнения заказов и превосходных результатов, которым вы можете доверять.

Процесс сборки технологии поверхностного монтажа

Процесс, который монтирует поверхностно-монтируемые устройства на поверхность печатной платы, известен как процесс сборки SMT. В процессе сборки SMT есть четыре основных этапа. Каждый этап поясняется следующим образом. 

  

Паяльная паста — это тип смеси, которая состоит из припойного порошка и флюса. Эта смесь используется для соединения поверхностно монтируемых устройств, таких как резисторы, транзисторы, индукторы и микросхемы, с электронной платой. На первом этапе паяльная паста наносится на контактные площадки, имеющиеся на печатной плате. Это делается с помощью тонкого листа с предварительно вырезанными отверстиями, известного как трафарет.

  

В 2^nd Поэтапно элементы поверхностного монтажа, такие как резисторы, конденсаторы и микросхемы, подбираются и помещаются на контактные площадки печатной платы с помощью автоматического подъемно-установочного устройства. 

 

На этом этапе компоненты точно размещаются на поверхности печатной платы с помощью машины-перекладчика. В 3^rd шаг, печатная плата теперь проходит через нагревательную печь, известную как печь оплавления. Это заставляет паяльную пасту расплавляться и спаиваться, образуя электрическое соединение между различными компонентами. В печи оплавления поддерживается такая температура, что паяльная паста точно припаивается к компонентам. Температура программируется в соответствии с профилем оплавления.

 

На этом этапе проводится визуальный осмотр с использованием рентгеновского аппарата для выявления дефектов пайки и других дефектов.

 

На последнем этапе печатные платы проходят тщательную очистку для удаления остатков флюса, оставшихся после процесса пайки оплавлением припоя.

Методы пайки, используемые при сборке печатных плат

В отрасли производства печатных плат в основном применяются две технологии: пайка волной припоя и пайка оплавлением припоя.

1. пайка волной

Пайка волной не так распространена, как пайка оплавлением. Эта техника в основном используется для технологии сквозных отверстий, но может использоваться и для поверхностного монтажа.

Шаг 1: Установите компоненты на печатную плату.

Шаг 2: Проведите печатную плату над волной расплавленного припоя.

Шаг 3: Припаяйте провода и сформируйте электрическое соединение.

Шаг 4: Для охлаждения печатной платы используйте воздух/воду.

Этот метод менее эффективен и более подвержен ошибкам по сравнению с пайкой оплавлением припоя.

2. Пайка оплавлением

Пайка оплавлением — один из наиболее широко используемых методов в технологии поверхностного монтажа. Он применяется для крупносерийного производства и имеет наименьшую погрешность. Этот метод в основном используется для технологии поверхностного монтажа. Процесс пайки оплавлением состоит из следующих этапов.

Шаг 1:   Нанесите паяльную пасту с помощью трафаретной печати.

Шаг 2:   Передайте печатную плату в монтажно-установочный автомат для установки компонентов.

Шаг 3:   Печатная плата теперь проходит через нагревательную печь, известную как печь оплавления. Это заставляет паяльную пасту расплавляться и спаиваться, образуя электрическое соединение между различными компонентами. Процесс оплавления обычно состоит из четырех этапов

а) Разогреть

б) Замачивание

в) Переоплавление

г) Охлаждение.

  

  

Технология поверхностного монтажа против технологии сквозного монтажа  

Технология поверхностного монтажа (SMT) и технология сквозного монтажа (THT) стали отраслевыми стандартами в производстве печатных плат. Обе эти технологии в основном используются для сборки электронных компонентов на печатной плате. Однако эти технологии имеют различные особенности, применения, процессы, преимущества и области применения.

Таблица I: Технология поверхностного монтажа против технологии сквозного монтажа

Аспект	Технология поверхностного монтажа (SMT)	Технология сквозных отверстий (THT)
Техника	SMT-монтаж позволяет монтировать компоненты непосредственно на поверхность печатной платы.	THT вставляет компоненты в печатную плату через просверленные отверстия.
Процесс сборки	SMT — это полностью автоматизированный процесс с использованием машины, известной как подъемно-транспортная машина.	THT в основном выполняется вручную или с помощью автоматизированной машины.
Размещение компонентов	SMT позволяет размещать компоненты на обеих сторонах печатной платы.	THT позволяет вставлять компоненты только с одной стороны
Объем платы	В заданной области можно разместить больше компонентов.	На заданной площади можно собрать меньшее количество компонентов по сравнению с SMT.
Механическое напряжение	Технология SMT обеспечивает меньше механических связей по сравнению с технологией THT, поскольку компоненты THT вставляются через отверстия.	THT обеспечивает прочную механическую связь между компонентами и печатной платой.
Пригодность компонентов	SMT подходит для SMD-устройств, таких как резисторы, конденсаторы, ИС, BGA, микроконтроллеры и микропроцессорные ИС.	THT подходит только для мощных компонентов, таких как DC-DC-преобразователи и трансформаторы. Эти компоненты громоздкие и не подходят для SMT.
Цена	Первоначальная стоимость SMT выше из-за закупки автоматизированных машин, таких как машины Pick and Place. Однако общая стоимость производства ниже по сравнению с THT.	Начальная стоимость THT ниже из-за ручного процесса. Однако общая стоимость производства выше, чем SMT.
Ремонт и переделки	При поверхностном монтаже сложно производить ремонт и переделку после изготовления.	Напротив, относительно легко выполнять ремонт и переделку с помощью технологии сквозного отверстия (THT).

Выберите PCBasic для сборки SMT-компонентов

При поиске надежных, эффективных и высококачественных услуг по сборке SMT PCBasic является надежным партнером в электронной промышленности. Обладая более чем 15-летним опытом в проектировании печатных плат и управлении проектами, PCBasic может обеспечить сквозную поддержку как для мелкосерийного, так и для крупносерийного производства технологий поверхностного монтажа.

  

 

Преимущества PCBasic

•   Экспертиза, которой можно доверять:

При поддержке опытных инженеров и в сотрудничестве с группами докторов наук из ведущих университетов компания PCBasic непрерывно внедряет инновации посредством отраслевых и академических исследований.

•  Система двойного завода:

Наше предприятие в Шэньчжэне специализируется на быстром выпуске небольших партий, в то время как завод в Хуэйчжоу занимается крупносерийным производством с использованием оптимизированных процессов.

•  Вертикальная интеграция:

Мы имеем собственный завод по производству трафаретов и приспособлений, предлагаем высокоточную обработку деталей на станках с ЧПУ и доставляем трафареты в течение 1 часа, гарантируя быстрое реагирование и полный контроль процесса.

•  Интеллектуальное управление компонентами:

Благодаря интеллектуальному центральному складу электронных компонентов компания PCBasic обеспечивает стабильные поставки оригинальных и подлинных деталей.

•  Спецификация материалов в один клик и мгновенное ценообразование:

Загрузить свой ХОРОШЕЕ подавайте заявку и получайте быстрые и точные расценки через нашу автоматизированную систему — идеально подходящую для быстрого прототипирования и массового производства.

•  Сертифицировано за совершенство:

Как национальное высокотехнологичное предприятие, PCBasic полностью сертифицировано по ISO13485, IATF 16949, ISO9001, ISO14001, UL и является гордым членом IPC. Мы обладаем более чем 20 патентами на системы контроля качества и производства.

Независимо от того, разрабатываете ли вы медицинскую, автомобильную, бытовую или промышленную электронику, PCBasic поставляет решения для поверхностного монтажа печатных плат с точностью, скоростью и качеством, на которые вы можете положиться.

Вывод

Подводя итог, можно сказать, что технология поверхностного монтажа меняет правила игры в отрасли производства печатных плат. Технология поверхностного монтажа стала лучшим решением для максимального использования устройств поверхностного монтажа (SMD) на меньшей площади, что приводит к созданию легких и интеллектуальных электронных устройств. Технология поверхностного монтажа позволяет отраслям производить продукцию в больших объемах, что делает ее менее затратной и повышает эффективность.