Was ist Oberflächenmontagetechnologie??
Oberflächenmontage-Technologie (SMT) ist eine Montage- und Produktionsmethode, die in der Elektronikfertigung weit verbreitet ist. Dabei werden elektronische Bauteile auf der Oberfläche einer Leiterplatte montiert. Diese Komponenten sind speziell für den Direktanbau konzipiert, Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer Festverdrahtung oder des Einführens durch Löcher wie bei herkömmlichen Montagemethoden. SMT nutzt automatisierte Produktionstechniken, sowie Reflow-Löten, um Bauteile direkt auf die Leiterplattenoberfläche zu löten. Dieser effiziente und kostengünstige Ansatz ist zur vorherrschenden Wahl für die Massenfertigung von Unterhaltungselektronik geworden.
SMT vs. SMD: Was ist der Unterschied?
Die beiden Akronyme werden in der Elektronikfertigung häufig verwechselt. In der Zeitung. Sie unterscheiden sich nur durch einen Buchstaben, aber in der Praxis, SMT und SMD sind getrennt. SMT ist der Prozess, und SMD ist eine Abkürzung für Surface Mount-Geräte, Dies ist eine der Komponenten der Oberflächenmontagetechnologie. Oberflächenmontierte Geräte umfassen verschiedene Arten von Gehäusen wie Chips, SOP, SOJ, PLCC, LCCC, QFP, BGA, CSP, und mehr.
SMD ist ein kleines Bauteil, das auf einer Platine befestigt wird Diese Zeichen und Muster sind dank des tiefen Eindringens des Lasers beim Schnitzprozess nicht leicht zu tragen. Sie sind so konzipiert, dass sie als Reaktion auf die Marktnachfrage nach kleineren Komponenten kleiner als frühere Komponenten sind, schnellere und billigere Elektronik. Bisherige Komponenten waren nicht nur größer, sondern erforderten auch eine andere, langsamerer Bewerbungsprozess. In früheren Versionen der Komponente verliefen Drähte durch die Leiterplatte, Die bei SMD verwendeten Stifte wurden mit der Leiterplatte verschweißt. Dies bedeutet eine effizientere Nutzung des Platinenraums, da keine Löcher gebohrt werden müssen und auf beiden Seiten der Platine Platz zur Verfügung steht. SMDs wurden entwickelt, um eine effiziente und genaue Oberflächenmontagetechnologie zu nutzen.
Vergleich der Oberflächenmontagetechnologie und der Durchsteckmontagetechnologie
Through-Hole-Technologie (THT) ist seit langem ein fester Bestandteil in der Elektronikfertigung, bekannt für seine robusten und zuverlässigen Verbindungen. In THT-Montage, Bauteile werden in Löcher auf der Leiterplatte gesteckt, deren Anschlüsse anschließend auf der gegenüberliegenden Seite angelötet werden. Diese Methode ist seit Jahrzehnten der Standard, insbesondere für Komponenten wie Steckverbinder und Schalter, die mechanische Stabilität und Robustheit erfordern.
jedoch, Die Elektronikindustrie hat einen deutlichen Wandel hin zur Oberflächenmontagetechnologie erlebt (SMT) in den vergangenen Jahren. SMT stellt eine moderne Methode dar, bei der Komponenten direkt auf der Leiterplattenoberfläche angebracht werden, Dadurch entfällt die Notwendigkeit von Löchern und die Schaffung kompakterer Leiterplattenabmessungen wird ermöglicht. Dabei haben diese Techniken ein gemeinsames Ziel, sie unterscheiden sich deutlich in ihrer Herangehensweise:
- Die Oberflächenmontagetechnologie hat wesentlich zur Lösung der allgemeinen Platzprobleme bei der Durchgangsmontage beigetragen.
- Die Anzahl der Stifte hat in der Oberflächenmontagetechnologie im Vergleich zu älteren Gegenstücken stark zugenommen.
- In der Oberflächenmontagetechnologie, Die Komponenten sind bleifrei und direkt auf der Platinenoberfläche montiert. Im Durchgangsloch, Das Element hat Leitungen, die durch das Durchgangsloch mit der Verdrahtungsplatine verbunden sind.
- Die Pads auf der Oberfläche in der Oberflächenmontagetechnologie werden nicht zum Verbinden von Schichten auf den Leiterplatten verwendet.
- Die Komponenten in der Durchgangslochtechnologie sind größer, was zu einer geringeren Komponentendichte pro Flächeneinheit führt. Die Packungsdichte, die mit der Oberflächenmontagetechnologie erreicht werden kann, ist sehr hoch, da bei Bedarf Komponenten auf beiden Seiten montiert werden können.
- Die Oberflächenmontagetechnologie hat Anwendungen ermöglicht, die mit Durchgangslöchern unmöglich erschienen.
- Die Oberflächenmontagetechnologie ist für die Massenproduktion geeignet und kann die Montagekosten pro Einheit senken, was mit der Durchgangsbohrtechnik unmöglich ist.
- Mit Oberflächenmontagetechnologie, Das Erhalten einer höheren Schaltungsgeschwindigkeit ist aufgrund der verringerten Größe einfacher. Die Oberflächenmontagetechnologie erfüllt eine der wichtigsten Marketinganforderungen und hilft dabei, Hochleistungsschaltungen in sehr kleinen Abmessungen herzustellen.
Anwendungen der Oberflächenmontagetechnologie auf der Leiterplatte
Heute, Es kommt selten vor, dass ein elektronisches Gerät nicht über die SMT-Technologie verfügt. Es hat die unglaubliche Miniaturisierung und Leistungsverbesserungen bei Verbrauchergeräten wie Smartphones und Tablets ermöglicht. Aber es geht nicht nur um Mobiltelefone, SMT-Komponenten sind in nahezu jeder Branche zu finden und ermöglichen anspruchsvolle Funktionen. Automobilhersteller sind auf robuste SMT-Komponenten unter der Haube angewiesen, um Systeme zu überwachen und Echtzeit-Leistungsfeedback zu geben. Luft- und Raumfahrtingenieure verwenden leichte SMT-Geräte, um Flugsysteme zu instrumentieren und gleichzeitig die Zuverlässigkeit unter extremen Bedingungen aufrechtzuerhalten. Hersteller medizinischer Geräte stützen sich auf SMT, um lebensrettende tragbare und implantierbare Geräte zu bauen.
zusätzlich, SMT war maßgeblich an Innovationen im Bereich LED-Beleuchtung beteiligt. Die Technologie hat die Entwicklung effizienter und vielseitiger Beleuchtungslösungen wie anpassbare Lampenanordnungen und eingebettete Lichtstreifen ermöglicht. Die Innovation SMT-fähiger LED-Beleuchtungslösungen hat das Potenzial, die Energieeffizienz erheblich zu verbessern.
Während SMT auf hochentwickelte Maschinen für die präzise automatisierte Montage angewiesen ist, Es hat sich als vielseitiges Herstellungsverfahren erwiesen. Da die Elektronik immer leistungsfähiger und kompakter wird, Wir können davon ausgehen, dass die Oberflächenmontagetechnologie weiterhin unverzichtbar bleiben wird – Innovationen branchenübergreifend vorantreiben.
Vor- und Nachteile von SMT
In der Industrie. Es ersetzte weitgehend die Bauweise der Durchgangsbohrtechnik, das ist, die Leiterplatte mit Drahtkomponenten in das Loch.
Vorteile
• • Miniaturisierung
Die geometrische Größe und das Volumen elektronischer Komponenten in der Oberflächenmontagetechnologie sind weitaus kleiner als die von Interpolationskomponenten für Durchgangslöcher. Allgemein, Durchgangslochinterpolationskomponenten können um 60% ~ 70% reduziert werden, und einige Komponenten können sogar ihre Größe und ihr Volumen um reduzieren 90%. inzwischen, Das Bauteilgewicht kann um reduziert werden 60-90%.
• • Hohe Signalübertragungsgeschwindigkeit
Bei der Oberflächenmontagetechnologie wurden nicht nur die kompakte Struktur, sondern auch die hohe Sicherheitsdichte zusammengebaut. Wenn die Leiterplatte auf beiden Seiten eingefügt wird, die Baugruppendichte kann erreichen 5-5-20 Lötstellen pro Quadratzentimeter. SMT-Leiterplatten können aufgrund von Kurzschlüssen und kleinen Verzögerungen eine Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung realisieren. inzwischen, SMT-montierte Leiterplatten sind widerstandsfähiger gegen Vibrationen und Stöße. Es ist von großer Bedeutung, den Ultrahochgeschwindigkeitsbetrieb elektronischer Geräte zu realisieren.
• • Hochfrequenzeffekt
Weil das Element keine Leitungen hat oder die Leitungen kurz sind. Die Verteilungsparameter der Schaltung werden reduziert und die HF-Interferenz wird reduziert.
• • Die Oberflächenmontagetechnologie ist für die automatische Produktion von Vorteil, Verbesserung der Ausbeute und Produktionseffizienz
Die Standardisierung, Serialisierung, und die Konsistenz der Schweißbedingungen von Chipkomponenten ermöglichen eine hochautomatisierte Oberflächenmontagetechnologie. Das Versagen von Bauteilen beim Schweißen wird stark reduziert und die Zuverlässigkeit verbessert.
• • Geringere Materialkosten
Die meisten SMT-Komponenten kosten weniger für die Verpackung als THT-Komponenten des gleichen Typs und der gleichen Funktion, da die Effizienz der Produktionsanlagen erhöht und der Verbrauch von Verpackungsmaterialien verringert wird. Deshalb, Der Verkaufspreis von SMT-Komponenten ist niedriger als der von THT-Komponenten.
• Vereinfachen Sie Produktionsprozesse und senken Sie die Produktionskosten.
Bei der Installation auf dem PCB-Board, Es besteht keine Notwendigkeit, sich zu biegen, Form oder Verkürzung des Anschlusskabels der Komponenten, Dies verkürzt den gesamten Prozess und verbessert die Produktionseffizienz. Die Verarbeitungskosten derselben Funktionsschaltung sind niedriger als die der Durchgangslochinterpolation, Dies kann im Allgemeinen die Gesamtproduktionskosten um reduzieren 30%-50%.
Nachteile
• • Kleine Räume können Reparaturen erschweren.
• • Es kann nicht garantiert werden, dass die Lötstelle den im Vergussprozess verwendeten Verbindungen standhält. Verbindungen können unterbrochen werden oder nicht, wenn ein Wärmezyklus durchgeführt wird.
• • Komponenten, die große Wärmemengen erzeugen oder hohen Belastungen ausgesetzt sind, sollten nicht auf der Oberfläche montiert werden, da das Lot bei hohen Temperaturen schmilzt.
• • Das Lot schwächt sich auch aufgrund mechanischer Beanspruchung ab. Dies bedeutet, dass Komponenten, die direkt mit dem Benutzer interagieren, mithilfe der durch das Loch installierten physischen Bindung verdrahtet werden sollten.
Allgemeine Schritte des SMT-Prozesses
Die Oberflächenmontagetechnologie ist die Methode zum Anbringen elektronischer Komponenten an der Oberfläche von Leiterplatten. Es schweißt die oberflächenmontierte Baugruppe durch Reflow-Löten an die Platte. Der Montageprozess für die Oberflächenmontage beginnt bereits in der Entwurfsphase, Hier werden viele verschiedene Komponenten ausgewählt und die Leiterplatte wird mit Softwarepaketen wie Orcad oder Capstar entworfen.
• • Materialvorbereitung und Inspektion
Bereiten Sie SMC und PCB vor, auf Defekte prüfen. Leiterplatten sind normalerweise flach, normalerweise Zinn-Blei, Silber, oder vergoldete Lötpads, ohne Löcher, genannt Pads.
• • Vorlagenvorbereitung
Das Stahlgitter wird für eine feste Position beim Lötpastendruck verwendet. Es wird gemäß der Designposition des Pads auf der Leiterplatte hergestellt.
• • Lötpastendruck
Die erste Maschine, die während der Herstellung installiert wird, ist der Lötpastendrucker, Hiermit wird die Lötpaste mithilfe einer Schablone und eines Schabers auf das entsprechende Lötpad auf der Leiterplatte aufgetragen. Dies ist die am weitesten verbreitete Methode zum Auftragen von Lötpaste, aber der Sprühdruck wird immer beliebter, Insbesondere in Unterauftragsabteilungen, in denen keine Vorlage erforderlich ist und die Modifizierung der Lötpaste einfacher ist, normalerweise Flussmittel und eine Mischung aus Zinn, Wird zum Verbinden von SMC und verwendet PCB-Lötpads. Es ist für Leiterplatten und Matrizen mit einem Schaber bei 45 ° -60 ° Winkellötpastenerkennung geeignet.
• • Lötpastenprüfung
Die meisten Lötpastenpressen bieten die Option einer automatischen Erkennung, aber abhängig von der Größe der Platine, Dieser Vorgang kann zeitaufwändig sein, Daher können Sie normalerweise eine separate Maschine auswählen. Das interne Erkennungssystem des Lötpastendruckers verwendet die 2D-Technologie, während der engagierte SP [Maschine VERWENDET 3D-Technologie für eine gründlichere Erkennung, einschließlich des Lötpastenvolumens jedes Pads, nicht nur der Druckbereich.
• • Position der Komponenten
Sobald bestätigt wurde, dass die Leiterplatte die richtige Anzahl von Lötanwendungen aufweist, Es geht zum nächsten Teil des Herstellungsprozesses über, das ist, die Platzierung der Komponenten. Jede Komponente wird mit einer Vakuum- oder Klemmdüse aus der Verpackung entfernt, vom visuellen System überprüft, und mit hoher Geschwindigkeit in eine programmierte Position gebracht.
• • Erstes Stück Inspektion (FAI)
Eine der vielen Herausforderungen für Leiterplattenhersteller ist die Erstbestückung bzw. Erststückprüfung (FAI) Prozess zur Überprüfung von Kundeninformationen, das kann zeitaufwändig sein. Dieser Schritt ist von entscheidender Bedeutung, da unerkannte Fehler zu erheblichen Nacharbeiten führen können.
• • Reflow-Löten
Sobald alle Komponentenpositionen überprüft wurden, Die Leiterplattenbaugruppe wird zum Reflow-Schweißgerät übertragen, wo, durch Erhitzen der Baugruppe auf eine ausreichende Temperatur, Alle elektrischen Schweißverbindungen werden zwischen dem Bauteil und der Leiterplatte hergestellt. Dies scheint einer der weniger komplizierten Teile des Montageprozesses zu sein, Das richtige Rückflussprofil ist jedoch der Schlüssel zur Gewährleistung akzeptabler Lötstellen, die die Teile oder die Baugruppe nicht überhitzen und beschädigen.
• • Reinigen und prüfen
Reinigen Sie die Platine nach dem Schweißen und prüfen Sie sie auf Defekte. Defekte nacharbeiten oder reparieren und Produkte lagern. Zu den gängigen SMT-Geräten gehört eine Lupe, alter Meister (automatische optische Inspektion), Flugnadeltester, Röntgengerät und andere optische Inspektionsgeräte, die an die Maschinenposition angeschlossen werden können, damit die Komponentenposition angepasst werden kann, und SPI-Geräte, die an den Drucker angeschlossen werden können, um die Anpassung der Leiterplattenausrichtungsvorlagen zu ermöglichen.
Letzte Worte
Wie wir gesehen haben, Die Oberflächenmontagetechnologie hat in den letzten Jahrzehnten das Design und die Fertigung von Elektronik revolutioniert. Der Übergang von der Durchsteckmontage zur SMT hat endlose Innovationen bei der Herstellung kleinerer Bauteile ermöglicht, stärker, und funktionsreiche Geräte. Während die Feinheiten von SMT für Neulinge in der Entwicklung elektronischer Hardware komplex sein können, Zusammenarbeit mit einem erfahrenen PCB-Montageunternehmen wie MOKO Technologie macht den Prozess reibungslos. Unsere Produktionsanlage ist modern ausgestattet Maschine mit Oberflächenmontagetechnologie wie im Bild unten aufgeführt. Mit unserem Know-how in der dichten SMT-Fertigung und zuverlässigen Qualitätskontrollen, Wir helfen dabei, Ideen vom Prototyp bis zur Produktion voranzutreiben.
