Wat is Surface Mount-technologie?
Technologie voor opbouwmontage (SMT) is an assembly and production method widely employed in the electronics manufacturing industry. It involves the mounting of electronic components onto the surface of a circuit board. These components are specifically designed for direct attachment, eliminating the need for hardwiring or inserting them through holes as in traditional assembly methods. SMT utilizes automated production techniques, zoals reflow-solderen, to solder components directly onto the PCB’s surface. This efficient and cost-effective approach has become the predominant choice for high-volume consumer electronics manufacturing.
SMT VS SMD: What’s the difference?
De twee afkortingen worden vaak door elkaar gehaald bij productiediensten voor elektronica. In de krant. Ze verschillen slechts één letter, maar in de praktijk, SMT and SMD are separate. SMT is het proces, en SMD is een afkorting voor apparaten voor opbouwmontage, dat is een van de componenten van Surface Mount-technologie. Surface mount devices include various types of packages like chips, SOP, SOJ, PLCC, LCCC, QFP, BGA, CSP, en meer.
SMD is a small part attached to a board in elektronica fabricage. Ze zijn ontworpen om kleiner te zijn dan eerdere componenten als reactie op de marktvraag naar kleinere, snellere en goedkopere elektronica. Eerdere componenten waren niet alleen groter, maar vereisten ook een andere, langzamer aanvraagproces. Terwijl bij eerdere versies van het onderdeel draden door de printplaat liepen, de pinnen die in SMD worden gebruikt, zijn aan de printplaat gelast. Dit betekent een efficiënter gebruik van de bordruimte, as there is no need to make holes and both sides of the board become available space. SMDs was created to use efficient and accurate surface mount technology.
Comparing Surface Mount Technology and Through-Hole Technology
Through-Hole-technologie (THT) has long been a staple in electronics manufacturing, known for its robust and reliable connections. In THT assembly, components are inserted into holes on the printed circuit board, with their leads subsequently soldered on the opposite side. This method has been the standard for decades, particularly for components like connectors and switches that require mechanical stability and ruggedness.
Echter, the electronics industry has seen a significant shift towards Surface Mount Technology (SMT) in de afgelopen jaren. SMT represents a modern methodology wherein components are affixed directly onto the PCB’s surface, negating the necessity for holes and enabling the creation of more compact PCB dimensions. While these techniques share a common goal, they differ significantly in their approach:
- Surface Mount-technologie heeft enorm geholpen bij het oplossen van de veelvoorkomende ruimteproblemen bij doorlopende montage.
- Het aantal pinnen is aanzienlijk toegenomen in Surface-mount-technologie in vergelijking met zijn oudere tegenhangers.
- In Surface-mount-technologie, de componenten zijn loodvrij en worden direct op het bordoppervlak gemonteerd. In het doorgaande gat, het element heeft draden die via het doorgaande gat zijn verbonden met het bedradingsbord.
- De Pads op het oppervlak in Surface mount-technologie worden niet gebruikt voor het verbinden van lagen op de printplaten.
- De componenten in de Through Hole-technologie zijn groter, wat leidt tot een lagere componentdichtheid per oppervlakte-eenheid. De pakkingsdichtheid die kan worden bereikt met Surface-mount-technologie is erg hoog, omdat hierdoor componenten aan beide zijden kunnen worden gemonteerd wanneer dat nodig is.
- Surface Mount-technologie heeft toepassingen mogelijk gemaakt die onmogelijk leken met doorlopende gaten.
- Surface Mount-technologie is geschikt voor massaproductie en kan de montagekosten per eenheid verlagen, wat onmogelijk is met through-hole-technologie.
- Met Surface Mount-technologie, het verkrijgen van een hogere circuitsnelheid is gemakkelijker vanwege de kleinere afmetingen. Surface-mount-technologie voldoet aan een van de belangrijkste marketingvereisten en helpt tegelijkertijd bij het maken van hoogwaardige circuits in een zeer klein formaat.
Aррlісаtіоns оf Surface Mount Technology op PCB
Vandaag, it is rare to encounter an electronic device that doesn’t employ SMT technology. It has made possible the incredible miniaturization and performance improvements in consumer gadgets like smartphones and tablets. Beyond just mobile phones though, SMT components can be found enabling sophisticated capabilities in nearly every industry. Auto manufacturers depend on sturdy SMT components under the hood to monitor systems and give real-time performance feedback. Aerospace engineers use lightweight SMT devices to instrument flight systems while maintaining reliability under extreme conditions. Medical device makers lean on SMT to build life-saving portable and implantable devices.
Bovendien, SMT has been instrumental in LED lighting innovations. The technology has allowed creation of efficient and versatile lighting solutions like customizable bulb arrays and embedded lighting strips. The innovation of SMT-enabled LED lighting solutions has the potential to greatly improve energy efficiency.
While SMT relies on sophisticated machinery for precise automated assembly, it has proven to be a versatile manufacturing process. As electronics continue getting more powerful and compact, we can expect surface mount technology to remain indispensable – propelling innovation across sectors.
Voor- en nadelen van SMT
In de industrie. Het verving grotendeels de constructiemethode van through-hole-technologie, dat is, de printplaat met draadcomponenten in het gat.
Voordelen
• Miniaturisatie
De geometrische afmeting en het volume van elektronische componenten in oppervlaktemontagetechnologie zijn veel kleiner dan die van doorlopende interpolatiecomponenten. Over het algemeen, doorlopende interpolatiecomponenten kunnen met 60% ~ 70% worden verminderd, en sommige componenten kunnen zelfs hun grootte en volume verkleinen 90%. Ondertussen, het componentgewicht kan worden verminderd door 60-90%.
• Hoge signaaloverdrachtssnelheid
Surface Mount-technologie geassembleerde componenten niet alleen de compacte structuur, maar ook een hoge veiligheidsdichtheid. Wanneer de print aan beide zijden is geplakt, de assemblagedichtheid kan bereiken 5-5-20 soldeerverbindingen per vierkante centimeter. SMT PCB kan een hoge snelheidssignaaloverdracht realiseren vanwege kortsluiting en kleine vertragingen. Ondertussen, SMT-geassembleerde PCB's zijn beter bestand tegen trillingen en schokken. Het is van groot belang om de ultrasnelle werking van elektronische apparatuur te realiseren.
• Hoogfrequent effect
Omdat het element geen leads heeft of de leads kort zijn. De distributieparameters van het circuit worden verminderd en de rf-interferentie wordt verminderd.
• Surface Mount-technologie is gunstig voor automatische productie, verbeter opbrengst en productieefficiency
De standaardisatie, serialisatie, en de consistentie van de lasomstandigheden van chipcomponenten maakt het mogelijk dat de technologie voor oppervlaktemontage in hoge mate wordt geautomatiseerd. Het falen van componenten tijdens het lassen wordt sterk verminderd en de betrouwbaarheid is verbeterd.
• Lower material cost
De meeste SMT-componenten kosten minder om te verpakken dan THT-componenten van hetzelfde type en dezelfde functie vanwege de verhoogde efficiëntie van productieapparatuur en een lager verbruik van verpakkingsmaterialen. Daarom, the selling price of SMT components is lower than that of THT components.
• Vereenvoudig productieprocessen en verlaag de productiekosten.
When installed on the Printplaat, bukken is niet nodig, vorm of kort de voedingsdraad van de componenten in, wat het hele proces verkort en de productie-efficiëntie verbetert. De verwerkingskosten van hetzelfde functionele circuit zijn lager dan die van de through-hole interpolatie, die in het algemeen de totale productiekosten met kunnen verminderen 30%-50%.
Nadelen
• Kleine ruimtes kunnen reparaties moeilijker maken.
• Het garandeert niet dat de soldeerverbinding bestand is tegen de verbindingen die worden gebruikt bij het oppotproces. Verbindingen kunnen al dan niet worden verbroken wanneer thermische cycli worden uitgevoerd.
• Componenten die grote hoeveelheden warmte genereren of hoge belastingen dragen, mogen niet op het oppervlak worden gemonteerd, omdat soldeer smelt bij hoge temperaturen.
• Soldeer verzwakt ook door mechanische belasting. Dit betekent dat componenten die rechtstreeks met de gebruiker communiceren, moeten worden bedraad met behulp van de fysieke binding die door het gat is geïnstalleerd.
General Steps of SMT Process
Surface Mount-technologie is de methode om elektronische componenten aan het oppervlak van een PCB te bevestigen. Het las de opbouwmontage aan de plaat door middel van reflow-solderen. Het montageproces voor opbouwmontage begint in de ontwerpfase, waarbij veel verschillende componenten worden geselecteerd en de printplaat is ontworpen met softwarepakketten zoals Orcad of Capstar.
• Materiële voorbereiding en inspectie
Bereid SMC en PCB voor, controleer op defecten. printplaten zijn meestal plat, meestal tin-lood, zilver, of vergulde soldeerblokken, zonder gaten, genaamd pads.
• Template voorbereiding
Het stalen gaas wordt gebruikt voor een vaste positie bij het bedrukken van soldeerpasta. Het is vervaardigd volgens de ontwerppositie van de pad op de printplaat.
• Soldeerpasta printen
De eerste machine die tijdens de fabricage wordt geïnstalleerd, is de soldeerpastaprinter, die is ontworpen om de soldeerpasta op het juiste soldeerpad op de printplaat aan te brengen met behulp van een sjabloon en een schraper. Dit is de meest gebruikte methode om soldeerpasta aan te brengen, maar spuitprinten wordt steeds populairder, vooral in onderaannemersafdelingen waar geen sjabloon vereist is en modificatie gemakkelijker is om soldeerpasta te maken, meestal flux en een mengsel van tin, used to connect SMC and PCB solder pads. Het is geschikt voor PCB's en matrijzen met behulp van een schraper bij soldeerpasta-detectie onder een hoek van 45 ° -60 °.
• Inspectie van soldeerpasta
De meeste soldeerpastapersen hebben de optie om automatische detectie op te nemen, maar afhankelijk van de grootte van de print, dit proces kan tijdrovend zijn, u kunt dus meestal een aparte machine kiezen. Het interne detectiesysteem van de soldeerpastaprinter maakt gebruik van 2D-technologie, terwijl de toegewijde SP [machine GEBRUIKT 3D-technologie voor meer grondige detectie, inclusief het soldeerpastavolume van elke pad, niet alleen het afdrukgebied.
• Locatie van componenten
Zodra is bevestigd dat de PCB het juiste aantal soldeertoepassingen heeft, het gaat naar het volgende deel van het fabricageproces, dat is, de plaatsing van de componenten. Elk onderdeel wordt met een vacuüm- of klemmondstuk uit de verpakking gehaald, gecontroleerd door het visuele systeem, en met hoge snelheid in een geprogrammeerde positie geplaatst.
• Eerste stuk inspectie (FAI)
One of the many challenges PCB manufacturers face is the first assembly or first piece inspection (FAI) process to verify customer information, wat tijdrovend kan zijn. This step is crucial because any undetected errors can lead to significant rework.
• Solderen met reflow
Zodra alle componentenposities zijn gecontroleerd, de PCB-assemblage wordt overgebracht naar de reflow-lasser waar, door het samenstel op een voldoende temperatuur te verwarmen, alle elektrische lasverbindingen worden gevormd tussen de component en de printplaat. Dit lijkt een van de minder gecompliceerde onderdelen van het montageproces te zijn, maar het juiste refluxprofiel is de sleutel tot acceptabele soldeerverbindingen die de onderdelen of assemblage niet oververhitten en beschadigen.
• Reinig en inspecteer
Maak de plaat na het lassen schoon en controleer op defecten. Herwerk of repareer defecten en bewaar producten. Veel voorkomende SMT-gerelateerde apparatuur omvat een vergrotende lens, oude meester (automatische optische inspectie), vliegende naaldtester, Röntgenapparaat en andere optische inspectiemachines die op de machinepositie kunnen worden aangesloten zodat de positie van de componenten kan worden aangepast en SPI-machines die op de printer kunnen worden aangesloten om aanpassing van PCB-uitlijningssjablonen mogelijk te maken.
Laatste woorden
As we have seen, surface mount technology has revolutionized electronics design and manufacturing over the past few decades. The transition from through-hole to SMT has enabled endless innovation in creating smaller, more powerful, and feature-rich devices. While the intricacies of SMT can be complex for those new to electronics hardware development, partnering with an experienced PCB assembly company like MOKO Technology makes the process smooth. Our manufacturing plant is equipped with advanced surface mount technology machine as the below picture listed. With our expertise in dense SMT manufacturing and reliable quality controls, we help propel ideas from prototype through production.
