Технология поверхностного монтажа
Технология поверхностного монтажа ( SMT ) — это метод, при котором электрические компоненты монтируются непосредственно на поверхность печатной платы (PCB). Электрический компонент, установленный таким образом, называется устройством поверхностного монтажа ( SMD ). В промышленности этот подход в значительной степени заменил сквозную технологию .строительный метод подгонки компонентов, в значительной степени потому, что SMT позволяет повысить автоматизацию производства, что снижает стоимость и повышает качество. Это также позволяет размещать больше компонентов на заданной площади подложки. Обе технологии могут использоваться на одной и той же плате, при этом технология сквозных отверстий часто используется для компонентов, не подходящих для поверхностного монтажа, таких как большие трансформаторы и силовые полупроводники с теплоотводом.
Компонент SMT обычно меньше своего аналога со сквозным отверстием, потому что у него либо меньшие выводы, либо вообще нет выводов. Он может иметь короткие штырьки или выводы различного типа, плоские контакты, матрицу шариков припоя ( BGA ) или выводы на корпусе компонента.
Технология поверхностного монтажа была разработана в 1960-х годах. К 1986 году компоненты поверхностного монтажа составляли не более 10% рынка, но быстро набирали популярность. [2] К концу 1990-х годов в подавляющем большинстве высокотехнологичных электронных печатных плат преобладали устройства для поверхностного монтажа. Большая часть новаторской работы в этой технологии была сделана IBM . Подход к проектированию, впервые продемонстрированный IBM в 1960 году в небольшом компьютере, позже был применен в цифровом компьютере ракеты-носителя , который использовался в приборном блоке , который управлял всеми кораблями Saturn IB и Saturn V. [3]Компоненты были механически переработаны, чтобы иметь небольшие металлические выступы или торцевые заглушки, которые можно было припаивать непосредственно к поверхности печатной платы. Компоненты стали намного меньше, а размещение компонентов с обеих сторон платы стало гораздо более распространенным при поверхностном монтаже, чем при монтаже через отверстия, что позволило добиться гораздо более высокой плотности схем и меньших печатных плат и, в свою очередь, машин или узлов, содержащих платы.
Часто поверхностного натяжения припоя достаточно, чтобы прикрепить детали к плате; в редких случаях части на нижней или «второй» стороне платы могут быть закреплены каплей клея, чтобы предотвратить падение компонентов внутри печей оплавления , если вес детали превышает предел в 30 г на квадратный дюйм площади площадки. [4] Клей иногда используется для крепления компонентов SMT на нижней стороне платы, если процесс пайки волной припоя используется для одновременной пайки компонентов SMT и сквозных отверстий. В качестве альтернативы компоненты SMT и сквозные отверстия могут быть припаяны к одной и той же стороне платы без клея, если компоненты SMT сначала припаиваются оплавлением, а затем селективным припоем .Маска используется для предотвращения оплавления припоя, удерживающего эти детали на месте, и отплывания деталей во время пайки волной припоя. Поверхностный монтаж хорошо подходит для высокой степени автоматизации, снижения затрат на рабочую силу и значительного увеличения производительности.
И наоборот, SMT не подходит для ручного или низкоавтоматизированного производства, которое является более экономичным и быстрым для одноразового прототипирования и мелкосерийного производства, и это одна из причин, по которой многие сквозные компоненты все еще производятся. Некоторые SMD можно паять с помощью ручного паяльника с регулируемой температурой, но, к сожалению, те, которые очень маленькие или имеют слишком мелкий шаг свинца, невозможно паять вручную без дорогостоящего оборудования для пайки горячим воздухом [ сомнительно ]. SMD могут иметь от одной четверти до одной десятой размера и веса и от половины до одной четверти стоимости эквивалентных деталей со сквозным отверстием, но, с другой стороны, стоимость определенной детали SMT и эквивалентной сквозной детали часть с отверстием может быть очень похожей, хотя часть SMT редко бывает дороже.
Различные термины описывают компоненты, технику и машины, используемые в производстве. Эти термины перечислены в следующей таблице:
