Поверхностный монтаж плат. Поверхностный монтаж (SMT): технология, преимущества и оборудование

Что такое технология поверхностного монтажа. Какие преимущества дает SMT по сравнению с монтажом в отверстия. Какое оборудование используется для SMD монтажа. Как выполняется процесс автоматического монтажа SMD компонентов.

Что такое технология поверхностного монтажа (SMT)

Технология поверхностного монтажа (Surface Mount Technology, SMT) — это метод производства электронных устройств, при котором электронные компоненты устанавливаются непосредственно на поверхность печатной платы, а не в сквозные отверстия. SMT пришла на смену технологии монтажа в отверстия (Through-Hole Technology, THT) и в настоящее время является основным способом сборки электронных устройств.

Основные особенности SMT:

• Компоненты монтируются на контактные площадки на поверхности платы
• Используются миниатюрные SMD-компоненты специальной конструкции
• Пайка осуществляется с помощью паяльной пасты и оплавления
• Процесс хорошо поддается автоматизации

Преимущества поверхностного монтажа

Технология поверхностного монтажа имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с монтажом в отверстия:

Миниатюризация устройств

SMD-компоненты значительно меньше и легче своих THT-аналогов. Кроме того, их можно монтировать с обеих сторон платы. Это позволяет создавать более компактные и легкие устройства.

Повышение плотности монтажа

На той же площади печатной платы можно разместить гораздо больше SMD-компонентов, чем при монтаже в отверстия. Это дает возможность повысить функциональность устройств без увеличения размеров.

Улучшение электрических характеристик

Короткие выводы SMD-компонентов и плотный монтаж позволяют уменьшить паразитные емкости и индуктивности, что улучшает быстродействие и помехоустойчивость схем.

Снижение стоимости производства

Автоматизация процесса, меньший расход материалов и высокая производительность делают SMT-монтаж более экономичным при массовом производстве.

Этапы процесса поверхностного монтажа

Типовой процесс автоматического SMD монтажа включает следующие основные этапы:

1. Нанесение паяльной пасты на контактные площадки платы через трафарет
2. Установка SMD-компонентов на печатную плату с помощью автоматического установщика
3. Оплавление паяльной пасты в печи для формирования паяных соединений
4. Контроль качества монтажа (визуальный, рентген, AOI)

Оборудование для SMD монтажа

Для поверхностного монтажа используется специализированное автоматическое оборудование:

Принтеры трафаретной печати

Служат для нанесения паяльной пасты на контактные площадки платы через металлический трафарет. Обеспечивают точное дозирование пасты.

Автоматические установщики компонентов

Выполняют высокоскоростную и прецизионную установку SMD-компонентов на плату. Бывают следующих типов:

• Высокопроизводительные — для крупносерийного производства
• Среднескоростные — для средних серий
• Компактные — для мелкосерийного и опытного производства

Конвекционные печи оплавления

Предназначены для пайки компонентов путем оплавления паяльной пасты по заданному температурному профилю.

Системы автоматической оптической инспекции (АОИ)

Осуществляют автоматический контроль качества монтажа, выявляя дефекты пайки и установки компонентов.

Типы SMD-компонентов

Для поверхностного монтажа используются специальные SMD-компоненты, основные типы которых включают:

• Чип-компоненты (резисторы, конденсаторы, индуктивности)
• Микросхемы в корпусах SOP, QFP, BGA
• Дискретные полупроводники (диоды, транзисторы)
• Коннекторы
• Кварцевые резонаторы

SMD-компоненты имеют плоские контактные площадки или шариковые выводы для пайки на поверхность платы.

Требования к печатным платам для SMT

Для качественного поверхностного монтажа печатные платы должны удовлетворять определенным требованиям:

• Высокая плоскостность поверхности
• Качественное металлизированное покрытие контактных площадок
• Точное соблюдение геометрических размеров элементов топологии
• Применение паяльной маски для защиты свободных поверхностей

Строгое соблюдение этих требований позволяет обеспечить высокую точность и надежность SMD монтажа.

Заключение

Технология поверхностного монтажа произвела революцию в электронном производстве, позволив создавать миниатюрные, высокофункциональные и недорогие устройства. Современное автоматическое оборудование для SMT обеспечивает высокую производительность и качество монтажа. Несмотря на сложность, поверхностный монтаж стал основным методом сборки электроники благодаря своим неоспоримым преимуществам.

Технология Поверхностного монтажа — Сайт разработчика печатных плат

Автор pcbdesigner.ru На чтение 5 мин Опубликовано Обновлено

Технология поверхностного монтажа (SMT) печатных плат подразумевает установку компонентов на поверхность платы посредством пайки SMD (surface mounted device) компонента к контактной площадке.

Данный тип монтажа позволяет размещать компоненты не только с одной стороны печатной платы (односторонние платы), но и с обеих (двусторонние платы). Развитие surface mount technology относится к 1960 годам, когда начались разработки монтажа гибридных микросхем, для которых было трудно получить отверстия в керамической подложке. Однако, появление smd монтажа на слоистых платах, началось сравнительно недавно. Преимуществами поверхностного монтажа являются использование более мелких компонентов и большая плотность их размещения. Большие отверстия были заменены меньшими для проведения сигнала между сторонами платы и внутренними слоями. Более мелкая трассировка и уменьшение высоты компонентов также способствовало миниатюризации плат и повышению их функциональности. Пример поверхностно-cмонтированной печатной платы приведены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Пример поверхностно-смонтированной печатной платы

Основной тенденцией используемой в технологии поверхностного монтажа печатных плат является применение меньших по размеру пассивных компонентов — конденсаторов, резисторов, индуктивностей и дросселей. Кроме того, используются встроенные пассивные компоненты — резисторы и конденсаторы, которые расположены внутри слоев печатной платы. Применение встроенных пассивных компонентов высвобождает дополнительную площадь для крупных, активных компонентов.

В применении активных компонентов, используемых при монтаже на поверхность (SMD) наблюдаются две противоположные тенденции. С одной стороны, размер компонентов памяти (RAM, SDRAM и т.д.) становится все меньше, поскольку транзисторы в настоящее время все чаще изготавливают на кремниевом кристалле (чипе). С другой стороны, микропроцессоры и специализированные интегральные схемы (ASIC) становятся все больше из-за повышенной функциональности крупных кристаллов. Корпуса для обоих видов устройств были переведены с периферийного расположения выводов на матричные выводы. Корпуса с матричными выводами включают в себя BGA-корпуса и меньшие по размеру компоненты — CSP и DCA/FC. На рисунке 2 приведен пример BGA-микросхемы, используемой для поверхностного монтажа на печатную плату. Преимущества матричной технологии smd монтажа включают в себя сокращение площади, занимаемой компонентом, за счет устранения выводов, выходящих из корпуса. Кроме того, наблюдается меньшее количество монтажного брака в результате повреждения хрупких выводов при упаковке, транспортировании и размещении на печатной плате.

Рисунок 2 – Пример микросхемы в BGA-корпусе

С самого начала развития размер и шаг выводов матричных корпусов в технологии поверхностного монтажа печатных плат были больше по сравнению с используемыми в то время корпусами с периферийным расположением выводов с мелким шагом — соответственно 0,4 и 0,5 мм. Однако, по мере того, как началось увеличение количества выводов вместе с ростом функциональности компонентов в матричных корпусах размер шариков припоя и шаг значительно сократились, особенно если принять во внимание DCA-технологию.

Расширение функциональности и дальнейшая миниатюризация SMD устройств привели к увеличению плотности размещения компонентов на плате, поэтому в настоящее время при поверхностном монтаже печатных плат придерживаются строгих правил.

Особым преимуществом технологии поверхностного монтажа (surface mount technology) является снижение себестоимости производства в результате автоматизации процессов сборки. Паяльная паста, которая представляет собой смесь металлического порошка припоя, флюса и тиксотропных агентов, наносится в строго контролируемых количествах (по толщине и площади) с помощью трафаретной печати, а также с использованием дозаторов. Монтажные автоматы способны точно устанавливать даже самые мелкие smd-компоненты на точки паяльной пасты (или «кирпичики»). Повышенная клейкость флюса в паяльной пасте удерживает компоненты на месте. Собранная (поверхностно смонтированная) печатная плата затем перемещается через конвекционную/излучающую печь оплавления припоя или камеру для пайки в паровой фазе (или фазе конденсации) для расплавления припоя. Автоматы, выполняющие операции на всех этапах монтажа — трафаретную печать пасты, установку компонентов и пайку оплавлением припоя, — связаны конвейерными лентами для создания технологических поточных линий. По сути, последний этап — отмывка плат — также может быть частью последовательности процесса монтажа.

Конечно, в зависимости от объемов производства и капитальных затрат могут применяться различные уровни автоматизации smd монтажа печатных плат. Тем не менее, при постоянной миниатюризации поверхностно-монтируемых изделий, а также жестких требований к воспроизводимости с высокой точностью объемов паяльной пасты и расположения компонентов необходимо заранее проектировать поверхностный монтаж на основе полной автоматизации.

Смешанные технологии включают в себя сочетание технологии поверхностного монтажа (SMT) и монтажа в отверстия на одной печатной плате. Отсутствие компонентов в поверхностно-монтируемых корпусах почти всегда является причиной применения их аналогов, монтируемых в отверстия. В общем случае, поверхностно-монтируемые изделия припаиваются первыми к верхней стороне печатной платы с помощью конвекционной или излучающей печи оплавления или в паровой фазе (поверхностный монтаж производится в первую очередь, поскольку смонтированные в отверстия компоненты будут мешать нанесению пасть: и установке компонентов по PIP-технологии). Затем происходит пайка компонентов в отверстия на плате. Фактически процесс пайки осуществляется в нижней части платы. При большом количестве компонентов, монтируемых в отверстия, применяется пайка волной припоя. Если на нижней стороне платы есть поверхностно-монтируемые компоненты, их также можно припаивать волной припоя, однако их устанавливают первыми и закрепляют на месте с помощью клея. Если компонентов, монтируемых в отверстия немного либо нижнюю сторону платы невозможно подвергнуть пайке волной припоя, предпочтительно использовать ручную пайку.

Поверхностный монтаж (SMT-монтаж) печатных плат SMD компонентов в СПб

13.04.2020

Компания «ИПЦ СпецАвтоматики» осуществляет монтаж печатных плат автоматическим способом на линии поверхностного монтажа, а также ручным — с использованием аттестованного оборудования от ведущих изготовителей. Благодаря высокой квалификации специалистов и опыту работы в данной сфере клиентам гарантируется соответствующее качество  сборки электронных модулей. Компания принимает заказы на партии любого объема (крупные, средние, мелкие) и производство прототипов.

Мы осуществляем полный спектр работ на производстве по:

• подготовке сырья и поверхностей;
• проверке поступающей технической документации;
• автоматической поверхностной установке SMD компонентов, в том числе типа BGA, QFN с последующим контролем качества на установке рентген-контроля;
• отмывке печатных узлов от остатков флюса и ионных загрязнений;
• ручному монтажу элементов на ПП;
• вспомогательным процессам типа приклейки, бандажирования и т.п.;
• техническому контролю качества монтажных процессов;
• ремонту ПП и вспомогательных изделий;
• ручному монтажу SMD печатных узлов;
• прошивке, тестированию и настройке готовых ПП;
• нанесению влагозащитного покрытия на печатные узлы вручную кистью, окунанием либо методом аэрозольного распыления в окрасочной камере.

Преимущества SMT

SMT (Surface Mount Technology) – это технология монтажа на поверхность (ТМП). Данный термин часто путают с SMD (Surface Mount Device), однако последняя аббревиатура подразумевает сами устройства и комплектующие, монтируемые на поверхность. Их иногда называют чип-компонентами. Таким образом, под SMD следует понимать именно объект, а под SMT – технологию его установки.

SMT-монтаж отличается массой преимуществ в сравнении с методом THT (Throuth Hole Technology), по которому детали размещаются в отверстиях. Среди его главных плюсов:

• Компактный размер печатных узлов. Компоненты для поверхностного монтажа имеют небольшой вес и могут устанавливаться с обеих сторон платы. То есть можно уменьшить габариты самой ПП и, соответственно, сделать меньшим весь печатный узел и, как следствие, увеличить портативность конечных устройств.
• Простота и оперативность технологических операций. Под SMD-детали больше не нужны выводы. Их фиксация осуществляется при помощи клея или паяльной пасты. Кроме того, монтаж может проводиться в автоматическом режиме без ручного человеческого труда, что позволяет значительно сократить время установочных процессов, а также снизить вероятность пагубного воздействия статики.

• Повышение качества передачи сигнала. Плотное двустороннее размещение компонентов обеспечивает сокращение длины выводов, вследствие чего существенно улучшаются качественные характеристики готовых сборок.
• Увеличение ремонтопригодности. Важным плюсом поверхностного монтажа SMD-запчастей является возможность быстрого снятия и переустановки любого элемента без повреждения остальных. Не нужно прогревать и счищать припой, как в случае с методом THT. Достаточно воздействовать на поверхность горячим воздухом.
• Минимизация себестоимости. Компактные печатные платы требуют небольшого расхода материалов, в частности, на упаковку. Кроме того, автоматизированное производство позволяет в несколько раз ускорить технологический процесс и устранить риск возникновения брака из-за «человеческого фактора».
• При запуске плат на линию автоматического SMD монтажа платы мультиплицируются (располагаются на одной заготовке с соединением в виде перемычек). Таким образом сокращается время на загрузку и выгрузку плат в установщик, который за раз собирает все платы на мультиплицированной заготовке. Это дает огромную экономию времени, особенно в случае малогабаритных узлов.

Тем не менее, поверхностный монтаж SMD-компонентов является выгодным только в рамках крупносерийного выпуска. При его использовании вне предприятий радиолюбители, радиомеханики и электронщики могут сталкиваться с рядом сложностей.

Особенности монтажа

Специалисты компании «ИПЦ СпецАвтоматики» обеспечивают профессиональный подход к ручной и автоматической установке ЭРИ на ПП. Мы предлагаем комплексное обслуживание включительно со сборкой, монтажом SMD-компонентов, настройкой и тестированием, влагозащитой печатных узлов. Также к нам можно обращаться по вопросам связанным с прототипированием, разработкой КД и изготовления трафаретов с целью внедрения ПП. Стоимость за одну точку пайки печатных плат (по автоматической технологии) уточняйте у наших специалистов.

Мы гарантируем правильное выполнение всех требований нормативной и технической документации:

• SMT с шагом вывода элементов от 0,5 мм или типоразмером от 0402;
• установку комплектующих по методу THT;
• изготовление плат по комбинированной технологии.

Поверхностный и выводной монтаж SMD-компонентов осуществляется при помощи автоматического установщика MYDATA MY100 LXe, укомплектованного высокоскоростными манипуляторами типа «HYDRA», а также высокоточной головкой «MIDAS», обеспечивающей как механическое, так и оптическое центрирование.

Оплавление производится в конвекционной печи серии Mark III Heller, обладающей девятью  зонами, что позволяет выполнить настройку термопрофиля для свинцовой и безсвинцовой пайки с полным, плавным нагревом и остыванием без термоударов.  Кроме того, производство  оснащено оборудованием от лидеров мирового рынка, таких как «MYDATA», «GENITEC TECHNOLOGY», «CAB», «Uniprint (PBT)», «ООО НТЦ «Магистр–С»», «HELLER» и «National Instruments» и др.

Наличие функциональных автоматических установщиков SMD-компонентов – залог полного соответствия SMT-технологии международным стандартам. За счет корпусной структуры SMD-элементы оптимально подходят для такого типа монтажа. Ручная установка SMD-компонентов всегда будет уступать автоматической, хотя она оправдана при небольшом количестве ПП.

Почему стоит сотрудничать с нами?

ООО «ИПЦ СпецАвтоматики» имеет собственные производственные мощности и осуществляет профессиональный монтаж в Санкт-Петербурге. Благодаря широкой специализации и наличию современного оборудования ООО «ИПЦ СпецАвтоматики» принимает заказы как на крупносерийное изготовление продукции, так и на выпуск мелких партий для клиентов по всей России. Каждый заказчик может ориентироваться на свои индивидуальные потребности, гарантированно получая оптимальный результат.

Производимые изделия подлежат обязательному тестированию. Контроль осуществляется на всех технологических этапах. Максимальное внимание уделяется каждому заказу независимо от его объема и срочности. Соответствие технических особенностей продукта поставленным задачам обеспечивается за счет детального согласования всех нюансов на этапе оформления заявки.

Мы выполняем работу любой сложности, включая срочные заказы на монтаж, модификацию и репликацию ПП.

Следующая новость >

Поверхностный монтаж

Бумага для очистки трафаретов Влагозащитные акриловые покрытия Влагозащитные париленовые покрытия Влагозащитные покрытия ультрафиолетового отверждения Влагозащитные покрытия ультрафиолетового отверждения Влагозащитные силиконовые покрытия Влагозащитные уретановые покрытия Жидкости для отмывки печатных плат Жидкости для очистки оборудования Жидкости для очистки трафаретов Накладные заправочные концы Паяльные пасты Припои в виде преформ/фольги/ленты Решения для соединения и удлинения лент в питателях

Поверхностный монтаж — технология изготовления электронных изделий на печатных платах (ПП), а также связанные с данной технологией методы конструирования печатных узлов. Целью технологии при поверхностном монтаже является качественный результат пайки с максимальной повторяемостью. Это основные требования не только при крупносерийном и массовом производстве, но и при мелкосерийном производстве.

Технологию поверхностного монтажа печатных плат также называют ТМП (технология монтажа на поверхность), SMT (surface mount technology) и SMD-технология (от surface mounted device — прибор, монтируемый на поверхность). Данная технология является наиболее распространенным на сегодняшний день методом конструирования и сборки печатных узлов. Основным ее отличием от «традиционной» технологии монтажа в отверстия является то, что компоненты монтируются на поверхность печатной платы, однако преимущества технологии поверхностного монтажа проявляются благодаря комплексу особенностей элементной базы, методов конструирования и технологических приемов изготовления печатных узлов.

Поверхностный монтаж по сравнению с технологией монтажа в отверстия обладает рядом преимуществ, как в конструкторском, так и в технологическом аспекте: снижение габаритов и массы печатных узлов, улучшение электрических характеристик, повышение ремонтопригодности и технологичности приборов и оборудования, снижение их себестоимости.

Современные тенденции в области поверхностного монтажа характеризуются миниатюризацией компонентов, ростом сложности компонентов, распространением бессвиновых типов металлизации, увеличением требований к минимизации себестоимости сборочного процесса. Требования к процессу поверхностного монтажа растут, обуславливая рост требований к используемым технологическим материалам и их характеристикам. Предлагаем ознакомиться с паяльными пастами Indium.

Автоматический smd монтаж печатных плат в Москве от производителя

Поверхностный монтаж печатных плат

Наше предприятие предоставляет услуги поверхностного печатных плат. На сегодняшний день это самый быстрый и распространенный процесс поверхностного монтажа печатных плат.

Популярность метода обуславливается несколькими факторами:

• высокая скорость производства;
• низкая себестоимость (цена отдельного элемента ниже, чем у схожего по параметрам компонента, который предназначен для сквозной установки).

Практически весь процесс автоматизирован, что обеспечивает высокую точность и снижает риск возникновения брака при SMD монтаже плат. На предприятии используются специальные автоматические линии. Они работают в тесной взаимосвязи, обеспечивая быстрый и качественный монтаж. Малые сроки и большой объем – главные преимущества автоматического монтажа плат.

Преимущества SMD монтажа печатных плат

Ранее при производстве печатных плат использовалась технология монтажа в отверстия или Throuth Hole Technology. У нее был ряд недостатков, что привело к необходимости в разработке более функционального и совершенного подхода. Так развитие получила технология SMT или Surface Mount Technology. Она представляет собой процесс фиксации элементов на плате. Современный SMD монтаж плат отличается от монтажа компонентов отверстия следующими моментами:

• возможность использования обеих сторон платы для установки элементов;
• снижение веса и размера готовых изделий;
• повышение надежности и срока службы;
• значительное уменьшение веса и размеров, что упрощает последующее использование;
• увеличение плотности устанавливаемых компонентов;
• увеличение рабочей площади, поскольку поверхностный монтаж SMD печатных плат позволяет задействовать обе стороны;
• высокая ремонтопригодность. При необходимости отдельные компоненты можно заменить;
• снижение итоговой цены. Это заслуга автоматического монтажа плат.

Запросите расчет на изготовление / монтаж печатных плат. Мы подготовим для вас коммерческое предложение и свяжемся в ближайшее время.

ЗАПРОСИТЬ КП

Этапы автоматического SMD монтажа плат

Поверхностный монтаж печатных плат включает в себя:

• нанесение паяльной пасты через трафарет на печатную плату при помощи автоматизированных принтеров;
• установку SMD-элементов на печатную плату. Эта операция производится на установщиках электронных компонентов. Общая производительность линий автоматического монтажа нашего производства составляет до 159 500 компонентов в час;
• конвекционную пайку печатных плат оплавлением в конвейерных печах. Для конкретных задач при использовании различных паяльных паст устанавливается оптимальный температурный профиль;
• контроль установленных элементов и качество паяных соединений. Это конечная операция осуществляется при помощи визуального осмотра или автоматической оптической инспекции, которая обеспечивает быструю проверку изделий на соответствие требованиям международных стандартов к паяным соединениям.

В работе используются различные виды паяльных паст: на базе отмывных и безотмывных флюсов, с содержанием свинца и безсвинцовые. Для высокоточного поверхностного монтажа SMD печатных плат у нас есть опыт работы и весь необходимый инструментарий.

Непосредственно технологический процесс автоматического монтажа плат осуществляется на специализированном оборудовании. Если клиенту необходимо смонтировать небольшое количество плат, или использование производственных линий нецелесообразно с точки зрения затрат, компания «Телерем» применяет ручной монтаж. Это никак не влияет на качество готовой продукции.

Требования по документации к печатным платам и комплектации, передаваемым в производство для монтажа

Предоставляемая документация для автоматического монтажа печатный плат должна соответствовать определенным требованиям:

• файл предоставляется в форматах pcad или altium designer;
• монтажная схема и сборочный чертеж, в котором указываются высота комплектующих, способы формовки, полярность, ключи элементов и позиционные обозначения;
• спецификация, список комплектаций, в котором указываются полное наименование компонентов и позиционное обозначение.

Более подробные сведения по требованиям к монтажу печатных плат можно посмотреть на соответствующей странице или скачать файл в формате pdf.

Наше производство

Cовтест АТЕ — Оборудование для поверхностного монтажа (SMT) печатных плат

Поверхностный монтаж (или SMT технология) становится всё более распространённым способом сборки электронных узлов на печатных платах. В отличие от традиционных методов монтажа, когда элементы вставлялись в отверстия на печатных платах, поверхностный монтаж предполагает установку компонентов на контактные площадки. Это значительно упрощает процесс. А использование автоматических установщиков позволяет заметно его ускорить, и к тому же повысить производительность. 

 

Рис.1. Пример установки компонентов при разных способах монтажа

5 весомых преимуществ

Поверхностный монтаж печатных плат обладает рядом конструкторских и технологических преимуществ.

1. Миниатюризация печатных узлов. Для поверхностного монтажа можно использовать компоненты, имеющие меньший вес, чем те, что применялись для монтажа в отверстия. Кроме того, SMT монтаж предполагает установку компонентов с двух сторон платы. То есть размер самой платы можно сделать меньше и, как следствие, уменьшить габариты всего печатного узла.

2. Снижение трудоемкости операций. Больше нет необходимости подготавливать выводы перед монтажом и устанавливать их в отверстия. Всё гораздо проще – компоненты фиксируются паяльной пастой или клеем и выравниваются при пайке, причем делают это не люди, а автоматизированные системы. Скорость монтажа при этом возрастает в разы. 

3. Улучшение качества передачи сигналов. За счет более плотного размещения компонентов (с двух сторон) и сокращения длины выводов значительно улучшаются электрические характеристики печатных плат.

4. Улучшение ремонтопригодности. Поверхностный монтаж печатных плат позволяет в случае необходимости быстро снимать и переустанавливать компоненты без повреждений. Для этого не требуется равномерно прогревать припой внутри отверстия для извлечения элемента, затем вычищать этот припой. При SMT монтаже достаточно нагреть поверхность с помощью горячего воздуха или азота. 

5. Снижение себестоимости. За счет уменьшения размеров печатных плат сокращается расход используемых материалов. Снижаются затраты на упаковку. А полная автоматизация процесса не только повышает производительность, но и снижает риск брака. Таким образом, сокращаются издержки из-за «человеческого фактора».    

 

Необходимое оборудование

Для того, чтобы поверхностный монтаж печатных плат был высокого уровня и соответствовал всем стандартам качества, необходимо специализированное оборудование — автоматические установщики SMD компонентов. Их можно условно разделить на три группы:

Таким образом, в выборе оборудования производитель может ориентироваться исключительно на свою сферу применения. Кому-то нужен установщик для мелкосерийного производства, кому-то — для крупносерийного. Но стоит отметить, что автоматические установщики SMD компонентов, в любом случае, имеют существенные преимущества перед ручным производством:

• большая скорость установки компонентов;
• простые режимы программирования;
• надежность и простота в эксплуатации;
• высокая точность работы;
• совместимость с ПК. 

Рис.2. SMD компоненты для поверхностного монтажа печатных плат

Автоматизация процесса установки SMD компонентов стала возможной, благодаря их корпусной структуре. И на сегодняшний день практически все автоматические установщики, осуществляющие поверхностный монтаж печатных плат, могут работать с любыми типами SMD компонентов.

SMD монтаж. Поверхностный монтаж печатных плат, производство электронных блоков

Наше предприятие одно из передовых в России по производству различных типов  печатных  плат, изготовленных по 4, 5 классу точности, и поверхностного (SMD) монтажа современных электронных компонентов.

Производство включает  автоматизированную линию SMD монтажа, позволяющее устанавливать на печатные  платы любые чип компоненты, включая чипы 01005, микросхемы в любом из существующих корпусов.

Современное оборудовании предприятия поверхностного монтажа плат позволяет производить сложнейшие электронные модули, на которых установлено более 20 тыс элементов радиоэлектроники.

Размеры плат до 610 х 1220 мм.

Наличие ручной сборочно-монтажной линии позволяет организовать выпуск конечного изделия. Системы оптической инспекции и рентгеновского контроля обеспечивают качество и надежность  выпускаемой продукции.

Отправьте нам заявку через сайт, или позвоните по телефону 8 (496) 549-12-21, 8 (496) 549-12-00

Все чертежи и документация заказчика (форматы исходных данных для технологической подготовки производства: PCAD, Altium Designer, Gerber RS-274X, CAM 350, Excellon и др.) проверяются нашими специалистами, проводятся консультации с заказчиком, что позволяет в сжатые сроки перейти от изготовления прототипов к серийному производству поверхностного монтажа печатных плат.

Участок SMD монтажа электронных блоков

Автоматизированная линия SMD монтажа   Комплект оборудования для SMD монтажа электронных компонентов на печатные платы, обеспечивающий выпуск электронных модулей и блоков класса спецтехники (класса 3 по стандарту IPC-A-610D) любой сложности. Сочетание производительности и гибкости предлагаемого оборудования позволяет организовать многономенклатурное производство от прототипов до серийных изделий.

Бестрафаретный принтер MY500

Бестрафаретный принтер MY500 производства шведской фирмы MYDATA avtomation – первый в мире высокоскоростной автомат для нанесения припойной пасты на контактные площадки при SMD монтаже без использования трафаретов, который позволяет:   наносить паяльную пасту на контактные площадки плат любого класса точности с большой плотностью монтажа, включающие такие элементы, как чипы 01005 (0,4мм х 0,2мм), микросхемы с шагом между выводов 0,3 мм со скоростью 500 точек с секунду обеспечить беспрецедентную оперативность подготовки производства SMD монтажа и переналадки оборудования.

Универсальный высокоскоростной установщик SMD компонентов на печатные платы MY100DX-14 шведской фирмы MYDATA avtomation обеспечивает следующие технические параметры:

Скорость монтажа электронных компонентов на печатную плату не менее 27000 компонентов в час по стандарту IPC 9850 Диапазон устанавливаемых электронных компонентов при поверхностном монтаже плат: все существующие чип-компоненты, в том числе 01005 с размерами 0,4 мм Х 0,2 мм; микросхемы в любом из существующих корпусов, в том числе SOIC, PLCC, TSOP, QFP, BGA, с максимальными размерами корпусов 56 мм х 56 мм; флип-чипы, поверхностно-монтируемые соединители и элементы нестандартной формы.

Система парофазной пайки VP1000-66 производства фирмы ASSCON sistemtechnik (Германия)

Экономичная система оплавления припоя для производств с жесткими требованиями к качеству готовой продукции Отсутствие кислорода в зоне предварительного нагрева и в зоне оплавления Полная пригодность для работы по бессвинцовой технологии Быстрая разработка термопрофилей Управление градиентом температуры Автоматическое определение окончания процесса пайки Возможность визуального наблюдения за процессом оплавления припоя Автоматическая идентификация жидкости Система фильтрации рабочей жидкости

Многофункциональная система автоматической оптической инспекции YTV F1

При помощи 6 камер обзора позволяет проводить инспекцию модулей на печатных платах со скоростью более 200 000 компонентов в час и с высоким показателем выявления дефектов. При помощи установленных сверху и снизу камер обзора, а также четырех боковых камер обзора, система серии YTV F1 осуществляет контроль качества паяных соединений и монтажа печатных плат, что позволяет улучшить качество сборки. Интуитивно понятный интерфейс YTV F1 позволяет создать программу инспекции, включая контроль качества пайки менее чем за 30 минут. Использование современной технологии обработки изображений при поверхностном монтаже печатных плат, включающей обработку цвета, нормированную корреляцию и логическое программирование, обеспечивает обнаружение большинства существующих дефектов с крайне низким процентом ошибок в производстве поверхностного монтажа.

Система селективной пайки Orissa MPR

Программируемая система пайки миниволной припоя компонентов, монтируемых в отверстия при монтаже печатных плат. Размеры плат до 610 х 1220 мм Возможность поворота платы на 360 градусов. Пайка с применением двух наконечников единовременно. Каплеструйный флюсователь. Программирование в режиме автообучения с помощью камеры. ИК-нагрев всей платы (в том числе в процессе пайки). Селективный предварительный нагрев. Контроль высоты волны. Автоматическая система подачи припоя и определения уровня припоя в ванне. Камера отслеживания процесса. Титановое исполнение ванны припоя и арматуры для бессвинцовой пайки.

Система рентгеновского контроля YTX-3000

Гибкая и компактная система YTX-3000 осуществляет рентгеновский контроль качества паяных соединений с высокой разрешающей способностью. Система оборудована 4-х осевым манипулятором управления по осям Х и Y, для работы с изделиями весом до 2 кг. При поверхностном монтаже плат в системе предусмотрена возможность вращения изделия на 360 градусов и наклона на 30 градусов. Шаговый двигатель обеспечивает широкий диапазон скоростей: от ультрамедленной при сильном увеличении до высокой при перемещении на большие расстояния. Все системы поверхностного монтажа печатных плат оборудованы уникальным модулем управления с возможностью программирования скоростей. Система YTX-3000 оборудована запатентованной технологией обработки изображения YESTech, предназначенной специально для работы с BGA и флип-чипами. Возможна инспекция поверхностного монтажа печатных плат, полупроводниковых кристаллов, проволочных соединений и монтажа электронных компонентов.

Ремонтная станция для SMD-компонентов MS9000SAN

Универсальная ремонтная станция с оптическим позиционированием для монтажа и демонтажа практически всех типов SMD-компонентов (BGA, CSP, QFP, SOJ, и др.), в т.ч. крупных компонентов и микросхем с малым шагом выводов. Укомплектована высокоточной системой оптического контроля для более точного позиционирования всех видов компонентов при монтаже печатных плат. Точный и сбалансированный механизм нагрева c автоматической системой поддержки температурного профиля. Система графического отображения для контроля и анализа термопрофиля.

Система автоматизированной отмывки модулей на печатных платах MB Tech NC25 с системой приготовления деионизованной воды

Установка конвейерного типа с последовательным проходом изделий через ёмкости отмывки, ополаскивания. Осуществляет отмывку электронных модулей на печатных платах после пайки в жидкостях типа VIGON и ZESTRON. Способ отмывки – погружением в струи отмывочных жидкостей в комбинации с воздействием кавитационных потоков сжатого воздуха и ультразвукового воздействия. Способ ополаскивания – в деионизованной воде в две стадии (в двух разных ёмкостях). Способ сушки — вакуумная сушка с контролируемой системой нагрева методом принудительной конвекции. Конструкция установки обеспечивает непрерывный контроль параметров процесса (температуру, давление, проводимость воды, уровень вакуума), а также полностью замкнутый цикл обработки, исключающий слив отработанных жидкостей в систему канализации.

Сборочно-монтажное производство

Участки изготовления электронных блоков и ТЭЗов на платах МПП-1 и плат МПП-2

Сборочно-монтажное производство осуществляет полный монтаж печатных плат. Совместное производство SMD монтажа и ручной пайки позволяет производить монтаж электронных компонентов всех видов, выдавая полностью готовое изделие. Электронные блоки и типовые элементы замены современных устройств используют поверхностный монтаж печатных плат для установки бескорпусных элементов, а пайка волной припоя позволяет выполнять быстрый монтаж штыревых компонентов. Отдельные элементы могут быть установлены монтажниками на линии ручной пайки. 

Сборочно-монтажное производство включает в себя:  рабочие места с вытяжной вентиляцией паяльники с регулировкой температуры, линию пайки «волной припоя», сборочно-монтажные участки с автоматизированным оборудованием

Участок формовки и лужения (пневмооборудование, штампы)Сборочно–монтажный участок производства (автоматизированное оборудование, рабочие места с вытяжной вентиляцией, паяльники с регулировкой температуры)

 

Участки изготовления блоков, шкафов и изделий Электронные модули, изготовленные методом SMD монтажа

Вычислительный комплекс «Эльбрус-3М1»
         Вычислительный комплекс «Эльбрус-90»
                         

Поверхностный монтаж — НПП САРМАТ

Научно-производственное предприятие «САРМАТ» предлагает Вам осуществить работы по поверхностному монтажу печатных плат на своем производственном оборудовании.

Технология поверхностного монтажа заключается в изготовлении электронных изделий на печатных платах, сюда также входят связанные с данной технологией методы конструирования печатных узлов. Описанную технологию также называют ТМП (технология монтажа на поверхность), SMT (surface mount technology) и SMD-технология (от surface mounted device — прибор, монтируемый на поверхность). Отличительной чертой технологии поверхностного монтажа от технологии сквозного монтажа в отверстия является то, что компоненты монтируются на поверхность печатной платы. 

Смотрите ВИДЕО. работа установщика электронных компонентов на плату

Условия и порядок работы по монтажу плат

Для того, чтобы первоначально оценить стоимость работ нам необходимо предоставить следующую информацию:
— топологию печатной платы
— общую площадь печатной платы с указанием материала и количества слоев
— сборочный чертеж в формате AutoCAD
— перечень элементов с точным указанием количества компонентов по каждой позиции и их производителя (при возможности и необходимости замене комплектующих)
— указания об других особых требованиях к производству.
По желанию клиента наше предприятие может изготовить образец платы, после утверждения которого запускается массовое производство.

Как оформить заказ
Если Вам необходимо разместить заказ на выполнение работ по поверхностному монтажу просим Вас написать на электронный адрес Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. или позвоните по телефонам предприятия: +7 (863) 203-77-16 (доб. 132)

Для заключения договора необходимы следующие данные:
• сборочный чертеж платы
• спецификацию на электронные компоненты
• количество плат для монтажа
• топологию печатной платы в любом формате
• желаемый срок исполнения
• срок поставки электронных компонентов на производство,
• объемы заказа
• способ доставки заказчику готовой продукции и т.д.
По согласованию с заказчиком, мы готовы закупить электронные компоненты по Вашим спецификациям. Наши технологические возможности позволяют выполнять монтаж компонентов любой сложности. Наш индивидуальный подход к каждому клиенты позволяет обеспечить наилучший результат. Вся продукция, собранная на нашем производстве, проходит стопроцентный контроль качества. Мы даем полную гарантию качества монтажа платы!

 

Различия между конструкциями печатных плат для монтажа в сквозные отверстия и поверхностного монтажа

Ал Райт, инженер по полевым приложениям для печатных плат
Epec Engineered Technologies

Одним из первых решений при компоновке печатной платы (PCB) является выбор типа и стиля используемых компонентов. Это решение в основном обусловлено электрическими требованиями печатной платы, но как только они будут удовлетворены, часто можно выбрать из множества доступных конфигураций и посадочных мест для общих типов компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и диоды.Выбранные типы компонентов будут влиять на размер и внешний вид готовой печатной платы в сборе (PCBA).

Раньше компоненты с длинными выводами вставлялись, как правило, вручную в металлические сквозные отверстия на печатной плате. Затем выводы будут припаяны, чтобы образовать постоянные соединения с отверстиями. Это было известно как сквозная сборка.

Однако все чаще конструкторы предпочитают использовать более современный (хотя к настоящему времени полностью отработанный) метод сборки, в котором используются компоненты, выводы которых прикрепляются только к поверхности печатной платы, без необходимости в отверстии для сопряжения.Этот метод, первоначально известный как «планарный монтаж», с тех пор стал более известен как технология поверхностного монтажа (SMT).

Ниже приводится краткое сравнение методов сквозного монтажа и SMT для использования в качестве справочного руководства по принятию решений для разработчиков печатных плат.

Технология сквозных отверстий

Хотя сквозные компоненты представляют собой старую из двух технологий, все же есть веские причины для их использования.Например, любой любитель с паяльником может собрать печатную плату со сквозным отверстием или небольшую партию того же с минимумом суеты, потому что отверстия, которые принимают выводы компонентов, расположены дальше друг от друга, чем контактные площадки на SMT-типе. Типичное расстояние от центра отверстия до центра отверстия обычно составляет 0,100 дюйма или больше, даже для процессоров DIP. Такое большое расстояние позволяет легко паять печатные платы со сквозными отверстиями. Практически отсутствует возможность случайного образования перемычек между контактами одного компонента или между контактами соседних компонентов.Это сокращает поиск и устранение неисправностей и доработку после полной сборки платы и включения питания.

Печатная плата в сквозное отверстие с 14-контактным DIP. Расстояние между выводами для DIP составляет 0,100 x 0,300 дюйма, с 14 отверстиями и соответствующими контактными площадками.

Платы для сквозных отверстий также могут быть полезны в более профессиональных условиях, особенно на стадии прототипа проекта. В макете прототипа можно временно использовать сквозные компоненты, чтобы можно было быстро собрать плату для базовой проверки концепции.После того, как будет доказано, что плата работает правильно, разработчик может заменить меньшие типы SMT с теми же значениями и пересмотреть компоновку печатной платы с меньшими размерами для окончательного тестирования и возможного производства. Поступая таким образом, можно сэкономить на первоначальных затратах на проект, особенно на тех, которые связаны с субподрядом небольшой партии стороннему сборщику. Имейте в виду, что небольшие партии часто требуют дополнительных цен от внешних поставщиков услуг, которые, естественно, предпочитают наладить крупносерийное производство, чтобы их машины продолжали работать.

Экономия затрат на технологию сквозных отверстий

Одна из возможностей экономии затрат на печатную плату со сквозным отверстием заключается в том, что нет необходимости создавать новый трафарет припоя каждый раз, когда печатная плата подвергается изменению ревизии. Это может сэкономить сотни долларов на дизайне, который проходит два или три вращения, прежде чем он будет признан работоспособным. Также нет необходимости настраивать оборудование для подбора и размещения или покупать сопутствующие катушки с SMT-компонентами до тех пор, пока окончательная конфигурация печатной платы не будет работать и готова к производству.

Внутрисхемное тестирование после сборки компонентов часто можно провести вручную или на месте для небольшой партии плат, тем самым устраняя расходы на приспособления или связанные с этим расходы на установку. Последним преимуществом является возможность использования оловянно-свинцового припоя (наименее затратная металлизация поверхности) при работе со сквозными платами. Присущая HASL непланарность, которая может затруднить размещение поверхностно монтируемых компонентов с мелким шагом, не является проблемой для конструкций со сквозными отверстиями.

Печатная плата со сквозным отверстием в приложении для любителей, в данном случае гитарная педаль эффектов. Обратите внимание на ИС, которые являются 8-контактными или 14-контактными с центрами 0,100 x 0,300 дюйма.

Еще одно преимущество, выходящее за рамки отказа от сумматоров затрат, связанных с SMT, заключается в том, что можно оценить механические проблемы (такие как чрезмерная деформация и скручивание) во время проверки и компенсировать их во время перепроектирования, не вызывая непреодолимых трудностей сборки, которые могут возникнуть с SMT.Это связано с тем, что деформация и скручивание не так важны для собранной вручную печатной платы, как для печатной платы, заполненной с помощью оборудования для снятия и установки. Сборщик-человек может просто изменить угол наклона запястья, чтобы улучшить посадку неподатливого компонента, но автоматизированной машине для правильной работы требуется печатная плата с высокой степенью плоскостности. Ваш сквозной прототип может выявить связанные с конструкцией механические недостатки до того, как они станут дорогостоящими и трудоемкими трехсторонними согласованиями между изготовителем печатной платы, вашим сборщиком по контракту и вами.

Таким образом, когда необходимые типы компонентов доступны в сквозной форме, использование сквозной технологии во время цикла разработки может поддерживать ваш проект в нужном русле и может упростить процесс сборки прототипов и небольших проектов без оплаты сторонние услуги. Сроки могут быть более предсказуемыми и управляемыми с меньшим количеством побочных проблем, которые могут задержать критическое время вывода вашего продукта на рынок. Поэтому, возможно, стоит рассмотреть хотя бы временное использование сквозных компонентов на ранних этапах разработки и проверки, независимо от того, являетесь ли вы, как конечный пользователь, увлеченным человеком, начинающим промышленным предприятием или постоянным поставщиком электроники.

Технология поверхностного монтажа

Независимо от приведенных выше аргументов в пользу использования компонентов со сквозным отверстием на вашей печатной плате, компоненты для поверхностного монтажа предлагают множество преимуществ, которым просто не могут соответствовать типы со сквозным отверстием.

Одним из наиболее очевидных преимуществ является то, что можно достичь гораздо более высоких уровней плотности компонентов и вычислительной мощности, в то же время помещая все в гораздо меньшую и более легкую общую печатную плату.Поскольку устройства, управляемые печатными платами, становятся все меньше и меньше, эффективное использование доступной площади поверхности становится все более важным. Технология SMT становится необходимостью.

Например, для этого потребуется несколько 14-контактных или 16-контактных двухрядных процессоров, каждый размером около 0,80 X 0,35 дюйма, чтобы даже приблизиться к вычислительной мощности, доступной в одном процессоре BGA или 64-контактном QFP для поверхностного монтажа, который может помещаются в пределах общей площади одного квадратного дюйма или меньше. Помимо более крупных посадочных мест для компонентов со сквозными отверстиями, для межсоединений на печатной плате потребуется дополнительное пространство для размещения переходных отверстий.

Миниатюризация на марше: 64-контактный процессор QFP для поверхностного монтажа имеет размеры всего 0,472 x 0,472 дюйма.

Напротив, при использовании компонентов SMT, металлическое сквозное отверстие, необходимое для каждого вывода компонента через отверстие, устраняется и заменяется относительно небольшой поверхностной площадкой. Затем можно просверлить небольшие переходные отверстия в самих контактных площадках для поверхностного монтажа, непосредственно под выводами компонентов SMT, обеспечивая межсоединения по оси Z, которые затем могут разветвляться от стенки переходного отверстия к одному или нескольким внутренним сигнальным слоям.Все эти межсоединения теперь могут происходить либо внутри, либо в непосредственной близости от собственной зоны обслуживания устройства, что значительно экономит доступное пространство. Затем пространство вокруг SMT-компонента можно использовать для размещения дополнительных компонентов. Более высокая плотность, возможная с помощью SMT, является побочным продуктом как меньшего размера занимаемой площади самих компонентов, так и освобождения пространства за счет отказа от сверления отверстий для крепления компонентов. Связанное с этим преимущество заключается в том, что для плат SMT обычно используются обе стороны печатной платы для монтажа компонентов.

64-контактный SMT BGA, шаг 0,031 дюйма. Обратите внимание на то, что на контактных площадках шара есть небольшие углубления, указывающие на то, что они использовались для размещения переходных отверстий в контактных площадках, чтобы обеспечить разводку внутреннего слоя.

С такими преимуществами следует несколько соображений, которые необходимо учитывать при проектировании печатных плат для поверхностного монтажа. Материалы, отделка поверхности и механические характеристики становятся все более важными. Проблемы с любым из этих элементов могут вызвать большую головную боль, когда приходит время собирать печатные платы на автоматизированном оборудовании.

Рекомендации по проектированию для поверхностного монтажа

Материалы и обработка поверхности играют решающую роль и до некоторой степени взаимодействуют друг с другом. Свинцованный припой, используемый в HASL, — плохой выбор для SMT-работ (особенно для компонентов с шагом выводов менее 0,050 дюйма), потому что он имеет тенденцию образовывать лужу на одном конце контактной площадки, где затем охлаждается в неплоском состоянии. Выводы компонентов должны сидеть ровно, чтобы избежать проблем с позиционированием, поэтому даже если соответствие RoHS не является проблемой, лучше всего выбрать более плоское покрытие, такое как ENIG, Immersion Silver или Immersion Tin, при работе с SMD с более мелким шагом. .

Также очень важно не допустить занижения характеристик вашего основного ламината. Платы SMT обычно требуют более высоких температур пайки, чем платы со сквозными отверстиями, в первую очередь из-за наиболее часто используемой поверхности без свинца. Материалы, соответствующие требованиям IPC-4101D / 126 (Tg 170C, Td 340C, с неорганическими наполнителями), выдерживают высокие температуры пайки. Они также выдерживают многократные термоциклические удары, которые возникают при сборке двухсторонних плат SMT или плат, в которых используются многокомпонентные технологии.

Для работ

Gerber требуется несколько дополнительных функций, чтобы процесс сборки SMT прошел гладко. Добавьте по крайней мере один набор опорных площадок к внешним слоям (чаще всего в виде L-образного рисунка вдоль внешних краев печатной платы), чтобы оборудование для снятия и установки имело ориентир для квадрата печатной платы и определения размеров исходная точка. Подумайте об устранении отверстий в паяльной маске для переходных отверстий, чтобы свести к минимуму вероятность короткого замыкания припоя и устранить отражения, которые могут сбить с толку модуль захвата и установки, когда он пытается идентифицировать реперные точки.

Для внутрисхемного тестирования часто рекомендуется добавлять контактные площадки для контрольных точек там, где они вам нужны. В зависимости от испытательного оборудования, они могут быть SMT-типа или могут иметь отверстия для установки испытательных щупов. Обратитесь к своему ассемблеру или в службу тестирования, чтобы определить, какой тип лучше.

Учитывая важность точности размеров и природы автоматизированного сборочного оборудования, очень важно учитывать плоскостность конструкции. Сделайте это, уравновешивая покрытие медью как можно более равномерно от слоя к слою и заливая медь на большие пустые участки везде, где это возможно.Это предотвратит вытягивание материала в определенном направлении после травления из-за неравномерного напряжения.

Внутренний слой для печатной платы SMT. Изначально на темных участках на нескольких внутренних слоях не было меди, что позволяло печатной плате скручиваться под действием теплового напряжения. Мы предложили залить дополнительную медь в пустые области, чтобы выровнять межслойное напряжение.

Используйте стопки, симметричные относительно центра стопки, чтобы слои поддерживали друг друга по оси Z.Например, шестислойная печатная плата обычно складывается следующим образом: верхний сигнал L1, препрег, плоскость L2, ядро ​​FR4, внутренний сигнал L3, препрег, внутренний сигнал L4, сердечник FR4, плоскость L5, препрег, нижний сигнал L6. Это будет работать до тех пор, пока медная область на каждом слое достаточно хорошо сбалансирована (особенно на парах основных слоев на L2-L3 и L4-L5), и будет размещать плоскости, где они будут доступны в качестве эталона для контроля импеданса на уровнях 1. +3, 4 + 6.

Если вы строите прототип, и он деформируется или скручивается, не пытайтесь «исправить» проблему, добавляя требования к чертежу для деформации и скручивания, превышающие требования IPC.Спецификации IPC на деформацию и скручивание уже в два раза строже для SMT, чем для сквозных отверстий, и большинство производителей будут отступать, если вы попросите что-то более жесткое. Вместо этого пересмотрите проект на предмет потенциальных причин проблемы и убедитесь, что вы понимаете, когда проблема возникает — на голых печатных платах в момент получения, во время сборки или и там, и там. Затем обратитесь к производителю, который часто может дать рекомендации, которые помогут облегчить проблему при последующих запусках.

Резюме: сквозное отверстие или SMT?

Приведенная выше информация предназначена для объяснения основных различий между технологиями сквозного монтажа и SMT, которые необходимо учитывать при планировании нового проекта разработки печатной платы.Хотя SMT является гораздо более распространенной технологией за последние несколько лет, сквозное отверстие все еще может удовлетворить определенные потребности, если оно может обеспечить необходимую вычислительную мощность в разумных размерах. Перед тем, как начинать цикл разработки, полезно рассмотреть оба типа печатных плат и взвесить их «за» и «против».

Таблица 1: Сравнение характеристик

Непланарное покрытие HASL наиболее распространено.	Плоское покрытие (ENIG, Immersion Silver, OSP.)
Отверстие, необходимое для ввода вывода компонента.	Компоненты крепятся к контактным площадкам, без отверстия.
Двусторонняя сборка редкая.	2-сторонняя сборка обычная.
Расстояние между выводами компонентов обычно 0.100 дюймов или больше.	Расстояние между выводами компонентов 0,0157 дюйма (0,0197 дюйма, общее)
Ручная сборка.	Автоматическая сборка.
Пайка ручная или автоматическая.	Пайка обычно автоматическая.
Трафарет не требуется.	Требуется трафарет, если только небольшая партия, простая печатная плата.
Переходы в контактных площадках невозможны.	Возможны переходные отверстия в подушечках.
Ламинат стандартной температуры (130 ° C).	Высокотемпературный (170С Тг) ламинат.
Контрольные точки для сквозных отверстий.	Контрольные точки для сквозного монтажа или поверхностного монтажа.
Меньшая плотность компонентов и схем.	Значительно увеличенная плотность компонентов.
Увеличенная площадь основания печатной платы.	Минимальная занимаемая площадь на печатной плате.
Доработать относительно несложно.	Требуются некоторые переделки.
Умеренная деформация и допустимое скручивание.	Деформация и скручивание более важны для сборки.
Базовые точки отсчета не требуются для размещения компонентов.	Опорные площадки, необходимые для автоматизированного оборудования для захвата и размещения.

---

Ищете техническую поддержку для вашей конструкции печатной платы?

Наша команда опытных инженеров готова помочь вам со всеми вашими печатными платами, начиная с проектирования, создания прототипов и заканчивая производством.

Запрос цитаты Запросить поддержку дизайна ×

Ebook Скачать

10 лучших проверок проектирования печатных плат

Советы по проектированию для упрощения производства

Загрузите вашу копию

сквозное отверстие vs.Поверхностный монтаж

В последние годы упаковка для полупроводников развивалась с повышенным спросом на большую функциональность, меньший размер и дополнительную полезность. В современной конструкции печатной платы есть два основных метода установки компонентов на печатную плату: монтаж в сквозное отверстие, и поверхностный монтаж.

Монтаж в сквозное отверстие (THM):

Монтаж в сквозное отверстие — это процесс, при котором выводы компонентов вставляются в просверленные отверстия на голой печатной плате.Этот процесс был стандартной практикой до появления технологии поверхностного монтажа (SMT) в 1980-х годах, когда ожидалось, что в это время он полностью прекратит использование сквозных отверстий. Тем не менее, несмотря на резкое падение популярности за последние годы, технология сквозных отверстий оказалась устойчивой в эпоху SMT, предлагая ряд преимуществ и нишевых приложений, а именно надежность.

Компоненты со сквозным отверстием лучше всего использовать для высоконадежных изделий, требующих более прочных соединений между слоями. В то время как компоненты SMT закрепляются только припоем на поверхности платы, выводы компонентов через отверстия проходят через плату, позволяя компонентам выдерживать большее воздействие окружающей среды.Вот почему технология сквозных отверстий обычно используется в военной и аэрокосмической продукции, которая может испытывать экстремальные ускорения, столкновения или высокие температуры. Технология сквозных отверстий также полезна при тестировании и создании прототипов, которые иногда требуют ручной настройки и замены.

В целом, полное исчезновение сквозных отверстий в сборке печатной платы является большим заблуждением. За исключением вышеупомянутых применений технологии сквозных отверстий, всегда следует помнить о факторах доступности и стоимости.Не все компоненты доступны в виде SMD-пакетов, а некоторые компоненты для сквозного монтажа дешевле.

Однако это не отменяет того факта, что на современном сборочном предприятии сквозное отверстие считается второстепенной операцией.

Осевые и радиальные свинцовые компоненты

Есть два типа компонентов для сквозных отверстий: осевые и радиальные компоненты. Осевые выводы проходят через компонент по прямой линии («в осевом направлении»), причем каждый конец выводного провода выходит из компонента с любого конца.Оба конца затем продеваются через два отдельных отверстия в плате, позволяя компоненту прилегать ближе и ровнее. С другой стороны, компоненты с радиальными выводами выступают из платы, поскольку выводы расположены на одной стороне компонента.

Оба типа сквозных компонентов представляют собой компоненты с двумя выводами, и оба имеют свои явные преимущества. В то время как компоненты с осевыми выводами используются для обеспечения их плотного прилегания к плате, радиальные выводы занимают меньшую площадь поверхности, что делает их более подходящими для плат с высокой плотностью.Как правило, конфигурация осевых выводов может иметь форму углеродных резисторов, электролитических конденсаторов, предохранителей и светодиодов (светодиодов). Компоненты с радиальными выводами доступны в виде дисковых керамических конденсаторов.

Преимущества: THM обеспечивает более прочное механическое соединение, чем SMT, что делает сквозное отверстие идеальным для компонентов, которые могут подвергаться механической нагрузке, таких как соединители или трансформаторы. Подходит для тестирования и прототипирования.

Недостатки: На стороне голой печатной платы THM требует сверления отверстий, что дорого и требует много времени.THM также ограничивает доступную область трассировки на любых многослойных платах, потому что просверленные отверстия должны проходить через все слои печатной платы. Что касается сборки, скорость размещения компонентов для THM составляет часть от скорости размещения компонентов для поверхностного монтажа, что делает THM непомерно дорогим. Кроме того, THM требует использования методов волновой, селективной или ручной пайки, которые намного менее надежны и воспроизводимы, чем печи оплавления, используемые для поверхностного монтажа. Прежде всего, технология сквозных отверстий требует пайки с обеих сторон платы, в отличие от поверхностного монтажа, который требует внимания только (по большей части) на одной стороне платы.

Технология поверхностного монтажа (SMT):

SMT процесс, при котором компоненты устанавливаются непосредственно на поверхность печатной платы. Первоначально известный как «планарный монтаж», этот метод был разработан в 1960-х годах и становится все более популярным с 1980-х годов. В настоящее время практически все электронное оборудование производится с использованием SMT. Это стало важным фактором при проектировании и производстве печатных плат, улучшив качество и производительность печатных плат в целом, а также значительно снизив затраты на обработку и обслуживание.

Ключевые различия между SMT и монтажом в сквозное отверстие: (a) SMT не требует просверливания отверстий в печатной плате, (b) компоненты SMT намного меньше, и (c) компоненты SMT могут быть установлены с обеих сторон доска. Возможность разместить большое количество мелких компонентов на печатной плате позволила создавать более плотные, более производительные и меньшие печатные платы.

Выводы компонентов со сквозными отверстиями, которые проходят через плату и соединяют слои платы, были заменены «переходными отверстиями» — небольшими компонентами, которые обеспечивают проводящее соединение между различными слоями печатной платы и которые, по сути, действуют как сквозные отверстия. ведет.Некоторые компоненты для поверхностного монтажа, такие как BGA, являются более производительными компонентами с более короткими выводами и большим количеством соединительных контактов, что обеспечивает более высокие скорости.

Номенклатура

Возможно, существует слишком много терминов, описывающих различные аспекты технологии поверхностного монтажа. Вот что они означают:

SMA (сборка для поверхностного монтажа) — сборка или модуль, собранный с использованием SMT.

SMC (Surface-Mount components) — компоненты для поверхностного монтажа.

SMD (устройства поверхностного монтажа) — активные, пассивные и электромеханические компоненты.

SME (оборудование для поверхностного монтажа) — станки, используемые для SMT.

SMP (пакеты для поверхностного монтажа) — формы корпуса SMD.

SMT (surface-technology) — акт и способ сборки и монтажа электронной техники.

Общие для устройств поверхностного монтажа (SMD)

Классификация устройств для поверхностного монтажа (SMD) настолько обширна и постоянно меняется, что ее полное описание невозможно. Но вот несколько очень распространенных типов, которые очень важно знать.

MELF (металлический электрод со склеенной поверхностью): эти компоненты SMD, состоящие из двух клемм, прикрепленных к цилиндрическому корпусу, менее дороги, чем плоские микросхемы, но требуют особого обращения во время сборки. Кроме того, одним из их самых больших недостатков является их склонность к скатыванию контактных площадок во время сборки. Вообще говоря, они бывают в виде диодов, резисторов и конденсаторов.

SOT транзисторы и диоды: они обычно прямоугольные и их легко разместить, хотя они немного устарели.Наиболее распространенными SOT являются SOT 23, SOT 89, SOT 143 и SOT 223. Наиболее распространенная упаковка — лента и катушка.

Интегральные схемы (ИС):

Интегральная схема малого размера (SOIC) — Это хорошая альтернатива SMT двойному встроенному корпусу (DIP) из-за их значительно уменьшенного размера. Как правило, они занимают на 30-50% меньше места и на 70% меньше толщины, чем средний DIP.

Тонкий малый контурный корпус (TSOP) — TSOP — это низкопрофильные корпуса с тонкими выводами.TSOP обычно предназначены для размещения больших кремниевых микросхем в корпусах с высокой плотностью (ОЗУ или микросхемы флэш-памяти), в основном из-за их малого объема / большого количества выводов.

Quad Flat Pack (QFN) — QFN — это упаковки с большим количеством выводов (44–304). Его выводы обычно представляют собой крыло чайки. Существует много видов QFN, и они являются одними из наиболее распространенных ИС для поверхностного монтажа.

Пластиковый держатель микросхемы с выводами (PLCC) — Соединения выполняются на всех четырех краях квадратного корпуса с относительно большим количеством выводов.PLCC могут иметь от 18 до 100 выводов (обычно J-выводов). Многие из них подходят для гнезд IC и могут быть легко заменены в полевых условиях. PLCC давно стали популярным вариантом.

Бессвинцовый держатель микросхемы (LCC) — Не путать с PLCC, у LCC нет выводов . Скорее, LCC припаиваются непосредственно к печатным платам с помощью их (зубчатых) паяных площадок. Обычно они разрабатываются для Mil Spec, потому что, не имея следов повреждения, они довольно «прочные». LCC отлично подходят для высокотемпературных и аэрокосмических применений.

Pin Grid Array (PGA) — PGA обычно имеют квадратную или прямоугольную форму с выводами, расположенными под корпусом. Их дизайн оказал большое влияние на теперь вездесущие BGA.

Flip Chip — Flip Chip представляют собой корпуса с голыми кристаллами с небольшими выступами под пайку на нижней стороне, которые действуют как выводы. Они припаяны прямо к печатной плате.

Ball Grid Array (BGA) — BGA, возможно, являются одними из самых эффективных корпусов SMT, используемых сегодня, из-за их высокой плотности.BGA является потомком PGA, но вместо контактов в нем есть шарики припоя, которые можно разместить непосредственно на печатной плате. Из-за своей высокой плотности BGA обычно используются для размещения микропроцессоров.

Преимущества: SMT позволяет использовать меньший размер печатной платы, более высокую плотность компонентов и больше места для работы. Поскольку требуется меньше отверстий для сверления, SMT позволяет снизить затраты и сократить время производства. Во время сборки компоненты SMT могут быть размещены со скоростью тысячи — даже десятки тысяч — размещений в час по сравнению с менее чем тысячей для THM.Формирование паяных соединений намного более надежно и воспроизводимо при использовании запрограммированных печей оплавления по сравнению с обычными методами. SMT оказался более стабильным и более эффективным в условиях сотрясения и вибрации.

Недостатки: SMT может быть ненадежным при использовании в качестве единственного метода крепления для компонентов, подверженных механическим нагрузкам (то есть внешних устройств, которые часто подключаются или отключаются).

В целом, поверхностный монтаж почти всегда оказывается более эффективным и рентабельным, чем монтаж в сквозное отверстие.Сегодня он используется более чем в 90 процентах печатных плат. Однако особые механические, электрические и тепловые характеристики будут по-прежнему требовать THM, что сохранит его актуальность и в будущем.

Электроника для поверхностного монтажа для любителей: проще, чем вы думаете | by R. X. Seger

В заключение, мы рассмотрели схему для поверхностного монтажа на перфорированной печатной плате, практический комплект для поверхностного монтажа и поверхностный монтаж на специальной печатной плате. При создании этих схем не возникло никаких серьезных трудностей, несмотря на то, что не использовались какие-либо специальные инструменты для поверхностного монтажа и имелся только предыдущий опыт работы с электроникой для сквозных отверстий.

В чем конкретно отличие SMD от PTH? Далее следуют несколько мнений из моего первоначального впечатления от использования поверхностного монтажа с точки зрения использования сквозных отверстий ранее.

Pro: стоимость

Это преимущество — беспроигрышный вариант для поверхностного монтажа.

Вы можете получить больше компонентов по более низкой цене, если они монтируются на поверхность по сравнению с монтажом в сквозное отверстие. Некоторые более новые компоненты , только поставляются в корпусах для поверхностного монтажа. Стоимость конструкции также ниже, согласно Википедии:

Изготовление отверстий составляет значительную часть стоимости печатной платы для сквозных отверстий.

не говоря уже о сборке. Но это очевидное преимущество, переходя на…

Pro: недеформируемые выводы

Компоненты со сквозными отверстиями обычно изготавливаются с более длинными выводами, чем необходимо:

Диод, конденсатор и резистор с радиальными, осевыми и осевыми выводами соответственно

Идея в том, что вы можете согнуть провода туда, куда вы хотите. Это добавляет гибкости макету платы, но имеет и недостатки. Во-первых, если выводы осевые (как в конденсаторе и резисторе, показанных выше, но конденсаторы часто имеют радиальные выводы, это необычно), требуется деформация.

Чтобы выполнить этот этап формирования компонента , вы можете использовать такой инструмент, как этот вырезанный лазером макет резистора / деформатор резистора от Thingaverse:

, или просто согните его вручную и примите любые неточности, надеясь на лучшее. Если вы действительно хотите сделать все возможное, есть этот формирователь ручного кривошипа от Kingsing:

, большинство любителей электроники не заходят так далеко, используя только свои руки, так что это не дополнительные расходы, а дополнительный шаг для сквозное отверстие.

Кроме того, после того, как длинные выводы компонентов продеты в отверстия на плате и припаяны, они выступают из нижней части:

, и вы должны их отрезать. Лучший способ сделать это — кусачки, как рекомендует Дэйв Джонс в EEVblog # 168 — How To Set Up An Electronics Lab. Другие инструменты могут работать, но не режут заподлицо. В любом случае, вам определенно придется отрезать эти сквозные выводы, иначе плата не только не будет лежать ровно, но и может замкнуть цепь.Еще один дополнительный инструмент / шаг, создающий дополнительные отходы:

С компонентами для поверхностного монтажа вам не нужно беспокоиться ни о чем из этого. Выводы всегда имеют правильную длину, никогда не обрезать:

Минус: плата и посадочные места

Основным недостатком, конечно же, поверхностного монтажа является необходимость в подходящей поверхности, например, печатной плате. Плата должна иметь совместимые паяльные площадки, то есть посадочные места для компонентов, для того, что вы хотите использовать.

В моем случае я не мог использовать PIC18F, потому что моя макетная плата имела больший шаг, чем чип.Плата kicad-proto-pcb совместима с широким спектром корпусов, включая 0603 и SOT-223/23, а также с некоторыми QFP.

Напротив, почти все компоненты со сквозными отверстиями могут использоваться с большинством макетных плат со сквозными отверстиями. Не все, некоторые имеют меньшее расстояние, большие отверстия или необычную компоновку, но, тем не менее, сквозное отверстие имеет преимущество перед поверхностным монтажом в этом отделе.

Pro: пайка

В целом для поверхностного монтажа требуется меньше припоя, чем для сквозного монтажа, и его можно выполнить быстрее.Это другой навык, но его можно удовлетворительно освоить — по крайней мере, для большого количества популярных типов корпусов для поверхностного монтажа. Пассивные элементы <0603 или BGA выходят за рамки, но существует множество технологий для поверхностного монтажа, которые легко доступны и доступны для обычных любителей электроники.

Заключение

Это было намного проще, чем я первоначально подозревал, и я определенно планирую построить больше схем поверхностного монтажа в будущем.

Основные принципы сборки печатной платы: установка в сквозное отверстие или на поверхность

Лаура ван Хоф // 29 сентября 2021 г.

Есть два метода размещения компонентов на печатной плате (PCB).Первый — это установка в сквозное отверстие (THM), а второй — как технология поверхностного монтажа (SMT). В EPR мы используем SMT, а также THM. Оба метода имеют свои преимущества и недостатки. В этом блоге будут объяснены различия между SMT и THM, а также преимущества и недостатки обоих методов.

Монтаж через отверстие (THM)

Монтаж в сквозное отверстие является своего рода предшественником технологии поверхностного монтажа. Технология сквозных отверстий используется с момента появления компьютеров второго поколения.Монтаж в сквозное отверстие заменяет старую конструкцию «точка-точка», как показано на Рисунке 1.

Рисунок 1: Двухточечное соединение. Источник: Twitter

Еще в 1950-х на печатных платах дорожки были напечатаны только на одной стороне платы. На плату были добавлены сверла, в которые вставлялись выводы компонента. Таким образом, компоненты размещаются на пустой стороне платы и припаиваются к меди на стороне платы с отслеживанием. На более позднем этапе были представлены платы с дорожками с обеих сторон, а также дорожками на внутренних слоях печатной платы.С этим появлением стали реальностью и внедрение металлических сквозных отверстий (PTH). Эта технология позволила подключать компоненты к дорожкам на внутреннем слое печатной платы.

Осевые и радиальные выводы

Существует два типа компонентов для монтажа в сквозное отверстие: так называемые осевые компоненты и радиальные компоненты с выводами . В компонентах с осевыми выводами выводы размещаются с обеих сторон компонента. Радиальные компоненты имеют выводы на одной торцевой стороне компонента.На рисунке 2 показаны два конденсатора, где конденсатор на верхней стороне представляет собой осевой вывод, а конденсатор на нижней стороне — конденсатор с радиальным выводом.

Рисунок 2: Осевой шаг (вверху) и радиальный шаг (внизу). Источник: Википедия

Преимущества и недостатки THM

THM конечно имеет свои преимущества и недостатки:

Преимущества

• Поскольку соединение между компонентами и печатной платой намного прочнее, технология монтажа через отверстия намного надежнее, чем технология поверхностного монтажа.По этой причине в большинстве разъемов до сих пор используется THM. Это также причина того, что THM все еще широко используется в приложениях для военных и в приложениях, которые вызывают большую нагрузку или быстрое ускорение на печатной плате.
• Поскольку компоненты, монтируемые в сквозное отверстие, намного проще заменить, гораздо проще протестировать или создать прототип с компонентами, монтируемыми в сквозное отверстие, вместо компонентов, монтируемых на поверхность. Использование макета в сочетании со сквозными компонентами также является идеальной комбинацией для создания прототипа приложения.

Недостатки

• Компоненты для сквозных отверстий требуют много места на печатной плате по сравнению с компонентами для поверхностного монтажа.
• Большинство компонентов, монтируемых в сквозное отверстие, необходимо устанавливать вручную.

Монтаж на поверхность (SMT)

Технология поверхностного монтажа была представлена ​​примерно в 1960 году и получила широкое распространение в середине 80-х годов. Первоначально технология называлась «Планарный монтаж». Компоненты, которые используются для технологии поверхностного монтажа, имеют так называемые пакеты поверхностного монтажа (SMD).Эти компоненты имеют выводы под упаковкой или вокруг нее. Большая разница по сравнению с монтажом в сквозное отверстие заключается в том, что нет необходимости сверлить отверстия в печатной плате для создания соединения между дорожками на печатной плате и компонентами. Выводы компонента будут напрямую контактировать с так называемыми PAD на печатной плате. На Рисунке 3 показано изображение этих контактных площадок для компонентов SMD. С помощью трафарета паяльная паста будет нанесена на пустые контактные площадки. Машина для захвата и размещения разместит компоненты на контактных площадках, покрытых паяльной пастой.Когда все компоненты будут размещены, печатная плата и компоненты пройдут через печь оплавления или, в нашем случае, паровую фазу для пайки на печатной плате.

Рисунок 3: Контактные площадки на печатной плате. Источник: vakits.com

Существует много разных типов SMD-корпусов разной формы и из разных материалов. Эти типы пакетов делятся на разные категории. Категория «Прямоугольные пассивные компоненты» включает в себя в основном стандартные резисторы и конденсаторы SMD. Категории «Малый контурный транзистор» (SOT) и «Малый контурный диод» (SOD) используются для транзисторов и диодов.Есть также пакеты, которые в основном используются для интегральных схем (ИС), таких как операционные усилители, трансиверы и микроконтроллеры. Примеры корпусов, которые используются для ИС: «Интегральная схема малого размера» (SOIC), «Quad Flat Pack» (QFN) и «Ball Grid Array» (BGA).

Рисунок: 4 SMD-корпус. Источник: Sparkfun

Упомянутые выше пакеты — это лишь некоторые примеры доступных пакетов SMD. На рынке доступно гораздо больше типов пакетов с различными вариантами.

Преимущества и недостатки SMT

Подобно технологии сквозного монтажа, технология поверхностного монтажа также имеет свои преимущества и недостатки:

Преимущества

• Компоненты SMD намного меньше компонентов THM. Это значительно увеличит общую плотность доски.
Компоненты
• SMD могут быть размещены на обеих сторонах печатной платы.
• Использование машины Pick and Place для размещения компонентов сократит время производства.
Компоненты
• SMD в основном дешевле компонентов THM.

Недостатки

• Большинство компонентов SMD не подходят для приложений большой мощности.
Компоненты
• SMD не подходят для создания прототипов или тестирования небольших схем.

Как видите, обе технологии имеют свои преимущества и недостатки. Выбор конкретной технологии зависит от области применения и ситуации, в которой будет использоваться продукт.Компания EPR будет рада помочь вам сделать этот выбор, чтобы ваш продукт пользовался успехом.

Преимущества и недостатки SMT

Технология поверхностного монтажа — это часть электронного блока, который обеспечивает монтаж электронных компонентов на поверхности печатной платы. Установленные таким образом электронные компоненты называются устройствами поверхностного монтажа (SMD). SMT был разработан для минимизации производственных затрат при эффективном использовании пространства печатной платы.Внедрение технологии поверхностного монтажа дало возможность оказывать услуги по проектированию печатных плат для очень сложных электронных схем с небольшими сборками. Существуют различные преимущества и недостатки технологии поверхностного монтажа, которые мы обсудим в этой статье.

В этой статье мы рассмотрим следующие темы:

• Появление технологии поверхностного монтажа
• Основные различия между технологией сквозного отверстия и технологией поверхностного монтажа (SMT)
• Преимущества технологии поверхностного монтажа
• Недостатки технологии поверхностного монтажа
• Когда использовать технологию поверхностного монтажа?
• Пакеты для устройств поверхностного монтажа (SMD)
• Размеры SMD в дюймах или метрической системе
• Заключение

Появление технологии поверхностного монтажа

Технология поверхностного монтажа была разработана в 1960-х годах и широко использовалась в 1980-х годах.К 1990-м годам они использовались в большинстве сборок печатных плат высокого класса. Обычные электронные компоненты были переработаны, и теперь в них были добавлены металлические язычки или торцевые крышки, которые можно было прикрепить непосредственно к поверхности платы. Это заменило типичные проволочные выводы, которые необходимо было пропустить через просверленные отверстия. SMT привел к созданию компонентов гораздо меньшего размера и позволил размещать компоненты с обеих сторон платы чаще, чем при установке в сквозное отверстие. Поверхностный монтаж обеспечивает более высокую степень автоматизации, сводя к минимуму затраты на рабочую силу и увеличивая темпы производства, что приводит к усовершенствованному проектированию и разработке печатных плат.

Ниже приведены основные характеристики технологии поверхностного монтажа и сквозного монтажа:

Технология поверхностного монтажа (SMT)

SMT позволяет устанавливать электрические компоненты на поверхность печатной платы без сверления. Эти компоненты имеют меньшие выводы или вообще не имеют выводов и меньше, чем компоненты со сквозным отверстием. Поскольку компоненты для поверхностного монтажа не требуют большого количества просверленных отверстий, они более компактны и подходят для более высокой плотности фрезерования.

SMD и сквозной резистор

Технология сквозного отверстия

Технология сквозных отверстий уже много лет используется почти для всех печатных плат. Такой монтаж включает вставку выводов электронного компонента в отверстия, просверленные на печатной плате, и их припайку к контактным площадкам, расположенным на другой стороне печатной платы. Поскольку монтаж в сквозном отверстии обеспечивает прочное механическое соединение, он отличается высокой надежностью. Однако сверление печатных плат во время производства имеет тенденцию увеличивать производственные затраты.Кроме того, технология сквозных отверстий ограничивает область маршрутизации дорожек сигналов ниже верхнего слоя на многослойных платах.

SMT и сквозной конденсатор

Основные различия между технологией сквозного монтажа и технологией поверхностного монтажа (SMT)

Существует несколько различий между технологиями поверхностного и сквозного монтажа. Вот несколько ключевых различий между ними:

• SMT освобождает пространство на плате, связанное с производственным процессом монтажа через отверстие
• Компоненты со сквозным отверстием требуют более высоких производственных затрат, чем компоненты SMT
Компоненты
• SMT не имеют выводов и монтируются непосредственно на печатной плате.Для компонентов со сквозным отверстием требуются подводящие провода, которые вставляются в просверленные отверстия и припаиваются.
• Для использования SMT требуются передовые навыки проектирования и производства по сравнению с технологией сквозного отверстия.
Компоненты
• SMT могут иметь большее количество выводов по сравнению с компонентами со сквозным отверстием
• В отличие от технологии сквозного отверстия, SMT обеспечивает автоматизацию сборки, которая подходит для больших объемов производства при меньших затратах по сравнению с производством сквозного отверстия.
Компоненты
• SMT более компактны, что приводит к более высокой плотности компонентов по сравнению с монтажом в сквозное отверстие.
• В то время как SMT приводит к снижению производственных затрат, капитальные вложения в оборудование выше, чем необходимо для технологии сквозных отверстий
• Монтаж в сквозное отверстие лучше подходит для производства крупных и громоздких компонентов, которые подвергаются периодическим механическим нагрузкам, или даже деталей с высоким напряжением и большой мощностью.
• SMT упрощает достижение более высоких скоростей схемы из-за его уменьшенного размера и поскольку используется меньше отверстий, уменьшаются паразитная емкость и индуктивность.

Преимущества технологии поверхностного монтажа

Общие преимущества SMT несколько, как указано ниже:

• SMT позволяет проектировать печатную плату меньшего размера, позволяя разместить на плате больше компонентов ближе друг к другу. Это приводит к созданию более легких и компактных конструкций.
• Процесс наладки производства быстрее, когда дело доходит до SMT, по сравнению с технологией сквозного отверстия. Это связано с тем, что для сборки не требуются просверленные отверстия, что также снижает затраты.
• SMT обеспечивает более высокую скорость схемы, поскольку печатные платы, созданные с помощью процесса SMT, более компактны.
• Компоненты могут быть размещены с обеих сторон печатной платы вместе с более высокой плотностью компонентов с возможностью большего количества соединений на компонент.
• Компактный корпус и меньшая индуктивность выводов в SMT означает, что электромагнитная совместимость (ЭМС) будет более легко достижимой.
• SMT обеспечивает более низкое сопротивление и индуктивность в соединении, смягчая нежелательные эффекты радиочастотных сигналов, обеспечивая лучшие высокочастотные характеристики

Преимущества SMT на основе конструкции:

• Значительное снижение веса
• Оптимальное использование места на плате
• Значительное снижение электрического шума.

Преимущества SMT на базе производства:

• Снижение затрат на платы.
• Минимальные затраты на погрузочно-разгрузочные работы.
• Контролируемый производственный процесс.

Недостатки технологии поверхностного монтажа:

Несмотря на то, что SMT имеет несколько преимуществ, технология поверхностного монтажа устройства также имеет определенные недостатки:

• Когда компоненты подвергаются механической нагрузке, использование поверхностного монтажа в качестве единственного метода крепления к печатной плате ненадежно.Эти компоненты включают разъемы, используемые для взаимодействия с внешними устройствами, которые периодически снимаются и повторно подключаются.
• Паяные соединения для SMD могут быть повреждены из-за термических циклов во время работы
• Вам нужны высококвалифицированные или опытные операторы и дорогостоящие инструменты для ремонта на уровне компонентов и ручной сборки прототипов. Это связано с меньшими размерами и зазором между выводами.
• Большинство пакетов компонентов SMT нельзя установить в гнезда, которые упрощают установку и замену вышедших из строя компонентов.
• Вы используете меньше припоя для паяных соединений в SMT, поэтому надежность паяных соединений становится проблемой. Образование пустот здесь может привести к выходу из строя паяных соединений.
SMD
• обычно меньше, чем компоненты со сквозным отверстием, оставляя меньшую площадь поверхности для маркировки идентификаторов деталей и значений компонентов. Это затрудняет идентификацию компонентов во время прототипирования, ремонта или переделки.

Когда использовать технологию поверхностного монтажа?

В большинстве производимых в настоящее время продуктов используется технология поверхностного монтажа.Но SMT подходит не во всех случаях. Как правило, SMT следует рассматривать, если:

• Необходимо учесть высокую плотность компонентов.
• Необходим компактный или небольшой продукт.
• Ваш конечный продукт должен быть гладким и легким, несмотря на плотность компонентов.
• Требование определяет высокоскоростное / частотное функционирование устройства.
• Вам необходимо производить большие партии с помощью автоматизированных технологий.
• Ваш продукт должен издавать очень мало шума (если он вообще есть).

Пакеты для устройств поверхностного монтажа (SMD) Пакеты

SMD бывают самых разных форм и размеров, как указано ниже:

Общие пассивные дискретные компоненты

Эти компоненты в основном представляют собой резисторы и конденсаторы и являются частью большинства электронных устройств, доступных сегодня.

Ниже приведены детали SMD-корпусов конденсаторов и резисторов.

Транзисторы

Распространенные типы корпусов для транзисторов следующие:

• SOT-23 (малый контурный транзистор) с размерами 3 x 1.75 x 1,3 мм
• SOT-223 (малый контурный транзистор) с размерами 6,7 x 3,7 x 1,8 мм

SMD SOT-23 транзистор

Пакеты интегральных схем (ИС) Комплекты интегральных схем

представлены в широком диапазоне, как показано ниже:

• Интегральная схема малого размера (SOIC)

Малая набросковая упаковка (СОП)

TSOP (Thin Small Outline Package) тоньше, чем SOIC

Квадратные плоские блоки — это стандартные квадратные плоские корпуса ИС.

Quad Flat Pack IC

В корпусах

BGA вместо контактов на нижней стороне микросхемы расположены шарики припоя. Расстояние между шариками обычно составляет 1,27, 0,8, 0,5, 0,4 и 0,35 мм

ИС с шариковой решеткой

• Пластиковый держатель чипа с выводами

Чип заключен в пластиковую форму. Он может быть квадратным или прямоугольным.

Размеры SMD в дюймах или метрической системе

Стандарты компонентов для поверхностного монтажа определены Объединенным советом по проектированию электронных устройств (JEDEC) и Ассоциацией твердотельных технологий (JEDEC.org). JEDEC — это независимая торговая организация и орган по стандартизации полупроводниковой техники со штаб-квартирой в Арлингтоне, Вирджиния, США.

Размер SMD можно измерять в дюймах в британской системе мер и миллиметрах в метрической системе. Для компонентов с британской системой мер 0201 размеры составляют 0,02 x 0,01 дюйма. Для метрического компонента 0201 0,2 x 0,1 мм.

Заключение

Несмотря на то, что SMT имеет свои преимущества по сравнению с методами монтажа в сквозные отверстия, выбор метода монтажа компонентов еще не решен в зависимости от области применения устройства.Понимание преимуществ и недостатков технологии поверхностного монтажа необходимо для понимания ее роли в электронной промышленности. Такое более глубокое понимание всегда поможет оптимизировать конструкцию печатной платы и возможности сборки.

СКАЧАТЬ РУКОВОДСТВО ПО DFM:

Преимущества и недостатки технологии поверхностного монтажа

Введение:

Технология поверхностного монтажа (SMT) — это метод производства электронных схем, в котором компоненты устанавливаются или размещаются непосредственно на поверхности печатных плат (PCB).Изготовленное таким образом электронное устройство называется устройством поверхностного монтажа (SMD). В промышленности он в значительной степени заменил метод строительства сквозных отверстий, при котором компоненты вставляются в отверстия на печатной плате. Обе технологии могут использоваться на одной плате, при этом технология сквозных отверстий используется для компонентов, не подходящих для поверхностного монтажа, таких как большие трансформаторы и силовые полупроводники с теплоотводом.

Преимущества SMT:

1) Реализовать миниатюризацию

Геометрический размер и объем, занимаемый электронными компонентами SMT, намного меньше, чем у компонентов интерполяции через отверстия, которые, как правило, можно уменьшить за счет 60% ~ 70%, а некоторые компоненты могут быть даже уменьшены на 90% по размеру и объему.В то же время вес компонентов может быть уменьшен на 60% ~ 90%.

2) Высокая скорость передачи сигнала

Компоненты, собранные SMT, не только компактны по конструкции, но и обладают высокой надежностью. Плотность сборки может достигать 5,5 ~ 20 паяных соединений на квадратный сантиметр, когда печатная плата приклеена с обеих сторон. Печатные платы, собранные SMT, могут обеспечивать высокоскоростную передачу сигнала из-за короткого замыкания и небольшой задержки. В то же время печатные платы, собранные методом SMT, более устойчивы к вибрации и ударам.Это имеет большое значение для реализации сверхвысокой скорости работы электронного оборудования.

3) Хорошие высокочастотные эффекты

Поскольку компоненты не имеют вывода или короткого замыкания, распределенные параметры цепи естественным образом уменьшаются, а радиопомехи уменьшаются.

4) SMT полезен для автоматического производства, повышения урожайности и эффективности производства.

Стандартизация, сериализация и единообразие условий сварки компонентов микросхемы делают SMT в высшей степени автоматическим.Поломка компонентов, вызванная процессом сварки, будет значительно уменьшена, а надежность повысится.

5) Низкие затраты на материалы

Благодаря повышению эффективности производственного оборудования и сокращению расхода упаковочного материала стоимость упаковки большинства компонентов SMT была ниже, чем у компонентов THT того же типа и функции . Следовательно, цена на компоненты SMT ниже, чем на компоненты THT.

6) Упростите производственный процесс и сократите производственные затраты.

При установке на печатные платы выводы компонентов не нужно изгибать, формировать или обрезать, так что весь процесс сокращается, а эффективность производства повышается. Стоимость обработки той же функциональной схемы ниже, чем стоимость интерполяции сквозных отверстий, что, как правило, может снизить общую стоимость производства на 30-50%.

Недостатки SMT:

1) Как правило, мощность мала.

2) Малый объем.

3) Легко ломается.

4) Высокие требования к технологии пайки. Легко появляются «псевдоспайка», «кратер», утечка пайки, перемычка (с оловом), «надгробие» и другие явления.

5) Компоненты легко уронить или повредить при установке.

6) Непросто использовать визуальный осмотр, который трудно проверить.

7) Миниатюризация и многочисленные типы паяных соединений усложняют процесс и контроль.

8) Крупные инвестиции в оборудование

9) Техническая сложность требует больших затрат на обучение и обучение.

10) Быстрое развитие требует постоянного наблюдения.

Сборка печатных плат Возможности в PCBWay

Наше современное сборочное оборудование позволяет нам удовлетворить все ваши потребности в печатных платах под одной крышей недорогим способом, наши возможности сборки печатных плат включают, но не ограничиваются тем, что перечислены ниже, так как мы постоянно обновляем наше оборудование, чтобы оставаться на переднем крае.Если ваши требования к сборке печатной платы выходят за рамки этих возможностей, свяжитесь с нами по адресу [email protected], и мы ответим, сможем ли мы это сделать, в течение 24 часов.

Простой процесс SMT: https://www.youtube.com/watch?v=yOsDKwszlvE

Устройство для поверхностного монтажа — Услуги по размещению SMT

Современные печатные платы в сборе в основном состоят из устройств поверхностного монтажа (SMD). Устройства для поверхностного монтажа — это электронные компоненты, размещенные и припаянные к поверхности печатной платы.Переход к технологии поверхностного монтажа обусловлен тем преимуществом, что на печатной плате размещаются более мелкие компоненты, которые работают одинаково, но занимают меньше места. Это преимущество позволяет увеличить вычислительную мощность в сборках печатных плат меньшего размера. Эволюция сотовых телефонов является крупнейшим примером сборок печатных плат на основе SMD, обеспечивающих потрясающую производительность в портативных устройствах. Мы поддерживаем широкий спектр рынков, предлагая от прототипов до производственных печатных плат с технологией поверхностного монтажа.

Выберите и поместите

Наши производственные линии оснащены услугами автоматизированного размещения SMT с истинной технологией вертикального выравнивания «на лету», способной работать со всеми интегральными схемами с мелким шагом, решетками с микрошариковыми решетками и деталями корпуса 01005. Питатели с электрическим приводом обеспечивают точное размещение с заданной производственной скоростью. Наши технические специалисты следуют внутреннему процессу программирования, который включает двойную проверку программы SMT для питателей и ведомости материалов заказчика.Этот процесс включает в себя специалиста по контролю качества со второй парой глаз, чтобы гарантировать точное программирование с эффективным переключением с одной сборки на другую.

Точная пайка оплавлением

Эффективная пайка оплавлением мест размещения поверхностного монтажа определяется путем согласования температурного профиля печи на печатной плате с рекомендованным производителем профилем припоя оплавлением используемой паяльной пасты. Требования уникальны для каждой сборки печатной платы. Этот температурный профиль зависит от параметров, которые включают количество слоев на печатной плате без покрытия, вес готовой меди без покрытия печатной платы, а также размер и тип компонентов, размещаемых на сборке печатной платы.По этой причине все новые узлы устройств для поверхностного монтажа профилируются с помощью отраслевого стандарта KIC 2000 Reflow Solder Profiler. На этом этапе процесса будут представлены настройки печи оплавления, обеспечивающие оптимальный результат с учетом уникальных характеристик каждой сборки печатной платы.

Инспекция АОИ для сборки устройства поверхностного монтажа

Сборка

SMT — это динамический процесс, зависящий от многих переменных. Автоматическая оптическая проверка выполняется на всех наших SMT-сборках для проверки физических результатов процесса сборки.AOI с технологией 3D использует камеры высокого разрешения для точных измерений и определения характеристик каждого места размещения SMD. Измерения производятся в микронах, чтобы подтвердить, что микросхемы припаяны к плате без поднятых выводов. Осмотры проводятся для обнаружения и подтверждения наличия компонента, отметки полярности компонента, номера детали, короткого замыкания проводов и перекоса компонента.