Характеристики технологии процесса SMT отражаются в её отличии от традиционной технологии монтажа в отверстия (THT). С точки зрения технологии сборки, принципиальная разница между SMT и THT заключается в «наклеивании» и «вставке». Отличия между SMT и THT проявляются также в подложке, компонентах, форме компонентов, форме паяных соединений и самом процессе сборки.
THT использует выводные компоненты: на печатной плате проектируются соединительные дорожки и монтажные отверстия, в которые вставляются выводы компонентов. Затем компоненты временно фиксируются на другой стороне платы и закрепляются методом пайки волной или другой мягкой пайкой для формирования надёжных паяных соединений и установления долговременных электрических и механических связей. При этом корпус компонентов и паяные соединения располагаются по обе стороны подложки.
Однако у этого метода есть ограничения: из-за наличия выводов при высокой плотности монтажа трудно уменьшить размеры устройства. Кроме того, сложно устранить неисправности, вызванные близостью выводов и помехами от их длины.
Технология поверхностного монтажа (SMT) заключается в размещении плоских или миниатюрных компонентов, пригодных для поверхностного монтажа, на поверхности печатной платы в соответствии с требованиями схемы, с последующей пайкой (например, методом оплавления или пайкой волной). Это и есть технология сборки электронных компонентов с определёнными функциями.
На традиционной THT-плате компоненты и паяные соединения находятся с обеих сторон, а на SMT-плате — на одной стороне. Поэтому в SMT-платах сквозные отверстия нужны только для соединения дорожек между слоями платы; их меньше и они имеют меньший диаметр. Это значительно повышает плотность монтажа.
Технология поверхностного монтажа (SMT)
Полное название SMT — Surface Mounting Technology. Это самая распространённая на сегодняшний день технология в электронной промышленности.
Она предусматривает установку компонентов для поверхностного монтажа (SMC/SMD) на поверхность печатной платы или другой подложки с последующей пайкой (оплавлением или погружением).
Преимущества SMT
-
Высокая плотность монтажа: SMD-компоненты занимают меньше места на плате. Благодаря этому изделия становятся на 60% меньше по объёму и на 75% легче по весу.
-
Надёжность: небольшие размеры и вес компонентов обеспечивают высокую устойчивость к ударам, а автоматизация производства повышает качество пайки.
-
Высокая рабочая частота: отсутствие выводов снижает паразитные индуктивность и ёмкость, что особенно важно на высоких частотах.
-
Снижение затрат: массовое производство чип-компонентов удешевило их стоимость. SMT упрощает процесс сборки, сокращает производственный цикл и повышает эффективность.
Процесс SMT
Основные этапы:
-
Трафаретная печать пасты – нанесение паяльной пасты или клея на площадки платы.
-
Дозирование клея – фиксация компонентов на плате каплей клея.
-
Установка компонентов – автоматическая установка SMD в нужное место.
-
Склеивание/отверждение – запекание клея для прочного соединения компонентов с платой.
-
Пайка оплавлением – расплавление паяльной пасты для прочного соединения.
-
Очистка – удаление остатков флюса и других вредных веществ.
-
Инспекция – контроль качества пайки и сборки (микроскоп, AOI, рентген и др.).
-
Ремонт – устранение дефектов (паяльник, ремонтная станция и т. д.).
Технология монтажа в отверстия (THT)
Ранее почти все компоненты устанавливали методом THT. Только в последние десятилетия SMT вытеснила THT как основной метод.
THT предусматривает установку компонентов через отверстия на плате с последующей пайкой их выводов.
Сегодня THT и смешанная технология всё ещё применяются в устройствах, где миниатюризация не является критичной: телевизоры, аудиоаппаратура, блоки питания, промышленное и медицинское оборудование, системы связи и т. д.
Преимущества THT
-
Прочность монтажа – компоненты фиксируются очень надёжно.
-
Хорошая передача тока – выводы удобны для токонесущих соединений.
-
Удобство ремонта – проще вручную заменить компоненты.
Процесс THT
-
Сверление отверстий – согласно проекту платы.
-
Установка компонентов – выводы вставляются в отверстия с соблюдением полярности и ориентации.
-
Пайка – закрепление выводов (часто пайкой волной).
-
Контроль и корректировка – проверка установки и пайки.
Существует два типа выводных компонентов:
-
С осевыми выводами – выводы расположены по обе стороны корпуса.
-
С радиальными выводами – выводы выходят с одной стороны корпуса и проходят через всю плату.
Заключение
Несмотря на то, что SMT — более современный метод, он не может полностью заменить THT. У каждого подхода есть свои преимущества.
-
SMT эффективнее по стоимости и занимает меньше места.
-
THT лучше противостоит механическим, электрическим и тепловым нагрузкам.
На практике оба метода часто применяются на одной плате: например, разъёмы и трансформаторы монтируются по технологии THT, а остальные элементы — по технологии SMT. Поэтому для производителей PCBA обе технологии одинаково важны и взаимодополняют друг друга.