Pomijając warianty hybrydowe, projektowanie elektroniki wykorzystuje dwie dobrze już znane technologie: montaż powierzchniowy i przewlekany. Każda technika ma swoje wady i zalety. W tym artykule przyglądamy się głównym cechom montażu SMT, wskazaniom i przeciwskazaniom do jego zastosowania przy projektowaniu płytek PCB. Na czym polega montaż powierzchniowy SMT?
Co to jest montaż powierzchniowy (SMT)? Wyjaśnienie pojęć
Na samym wstępie warto pokusić się o wyjaśnienie pojęć. Montaż powierzchniowy, SMT, jest techniką umieszczania elementów elektronicznych na płytce drukowanej. SMT to skrót od Surface-Mount Technology. Urządzenia, które w ten sposób się nadrukowuje i są kompatybilne z tą technologią, np. rezystory, określane są jako SMD – od Surface-Mount Devices. W rzeczywistości w polskiej publicystyce obydwa terminy, choć niesłusznie pod względem językowym, zaczęły być powszechnie stosowane wymiennie. Stąd też można się spotkać z takimi terminami, jak komponenty SMT lub montaż SMD.
Etapy projektowania elektroniki w technologii montażu SMD
Montaż powierzchniowy SMT nie jest najłatwiejszą techniką implementacji elementów elektronicznych na płytce PCB. Projektowanie elektroniki w tej technologii odbywa się w procesie, który można podzielić na cztery główne etapy:
- Przygotowanie płytki drukowanej i nałożenie pasty lutowniczej
- Precyzyjne umieszczenie elementów elektronicznych na płytce drukowanej
- Lutowanie w wysokiej temperaturze przy użyciu pieca wieloprofilowego
- Kontrola jakości i funkcji poprzez terminal AOI.
Podczas gdy montaż THT (Through-Hole Technology) polega na osadzaniu komponentów na PCB przy użyciu przewlekania środków mocujących przez wydrążone otwory, technika powierzchniowa jest pod tym względem znacznie prostsza. Nie wymaga większych zmian na samej płytce drukowanej, co jest sporą zaletą. W praktyce przekłada się to na duże zdolności automatyzacji procesu nadruku. Jednak nie oznacza to, że tego typu produkcja elektroniki jest łatwa. Głównym wyzwaniem jest precyzyjne rozmieszczenie elementów. Automatyzacja tego zadania w procesie produkcji może generować dość duże koszty, podobnie zresztą jak kontrola poprawności połączeń.
W związku z tym tym bardziej istotne jest to, aby przekazać zlecenie renomowanej firmie, która jest w stanie sprawdzić warunki techniczne i ocenić projekt, eliminując na wstępie często spotykane i kosztowne błędy. Krótkie serie produkcyjne są dość drogie w przypadku montażu SMT, jednak korzystając z usług renomowanej firmy można liczyć na atrakcyjniejszą ofertą.
Główne zalety montażu SMT i zastosowanie
Montaż SMT ma też wiele zalet i na niejednym polu przewyższa właściwości montażu przewlekanego. Warto zwrócić uwagę na ogromną precyzję i wysoką jakość takich wydruków. Przy większej skali koszty produkcji zaczynają się bardzo szybko zmniejszać. Wskazuje się również, że montaż SMT pozwala na uzyskanie nierzadko lepszych właściwości elektrycznych płytek.
Jednak mówiąc o zaletach tej techniki, należy zwrócić uwagę przede wszystkim na płytki drukowane PCB, które mogą być mniejszych rozmiarów. Zastosowanie metody lutowanej w przeciwieństwie do osadzania elementów przy użyciu przewlekania przez płytkę prowadzi do znacznego zaoszczędzenia miejsca. W praktyce montaż powierzchniowy SMT sprawia, że nawet mała płytka może mieć tyle elementów, co znacznie większa, ale wykonana w technice przewlekanej. Prowadzi to również do potencjalnej miniaturyzacji urządzeń, oszczędności na komponentach potrzebnych do produkcji samych płytek PCB.
