Montaż SMT - wszystko, co trzeba wiedzieć o tej technologii

Montaż SMT powoli, ale skutecznie wypiera montaż przewlekany THT. Dlaczego? Ponieważ pozwala stworzyć miniaturowe płytki PCB, a zapotrzebowanie na mikroskopijne urządzenia elektroniczne, których sercem są obwody drukowane, stale rośnie. Te urządzenia – m.in. bezprzewodowe słuchawki douszne, kamery sportowe GoPro, smartwatche czy lokalizatory – nie mogłyby istnieć, gdyby nie technologia montażu powierzchniowego. Na czym polega montaż SMT? Jak przebiega? Jakie są jego najważniejsze zalety i wady?

Produkcja elektroniki wykorzystuje dwa rodzaje montażu – montaż THT oraz montaż SMT. THT od angielskiego Through-Hole Technology nazywany inaczej montażem przewlekanym jest starszym sposobem umieszczania komponentów elektronicznych SMD ang. (Surface Mount Devices) m.in. kondensatorów, rezystorów, oporników, diod czy oscylatorów na płytce PCB. Komponenty wykorzystywane do tego rodzaju montażu muszą mieć tak zwane nóżki, zaś obwody drukowane – specjalne otwory. W trakcie nóżki przewleka się przez otwory, a następnie lutuje. W ten sposób uzyskuje się gotowy podzespół. Co istotne, montaż THT można wykonywać ręcznie.

Czym jest montaż powierzchniowy?

Dlaczego o tym wspominamy? Ponieważ montaż powierzchniowy SMT (ang. Surface Mount Technology) stoi niejako w opozycji do montażu przewlekanego. Ta metoda pozwala na automatyczne umieszczanie elementów elektronicznych na płytkach drukowanych. Jest szybka, precyzyjna i powtarzalna, ale wymaga wykorzystania specjalistycznych maszyn, które muszą zostać zaprogramowane przez doświadczonych specjalistów. Maszyny pick & place są w stanie ułożyć nawet 40 tys. komponentów elektronicznych na godzinę, dzięki czemu montaż SMD przebiega naprawdę sprawnie. Tempo prac jest imponujące szczególnie wtedy, gdy porównamy je z montażem THT przeprowadzanym ręcznie.

Przebieg procesu

Jak przebiega proces montażu powierzchniowego? Wszystko rozpoczyna się od nałożenia pasty lutowniczej na płytki PCB z wykorzystaniem indywidualnie przygotowanego szablonu. Szablon tworzy się każdorazowo na potrzeby produkcji seryjnej. Następnym etapem jest ułożenie elementów elektronicznych zgodnie z projektem. Maszyny pobierają komponenty z podajników i umieszczają je na obwodzie drukowanym. Kolejno tak przygotowane płytki trafiają do pieca wieloprofilowego, w którym odbywa się lutowanie – pasta lutownicza roztapia się i łączy elementy z obwodami. Na koniec przeprowadza się kontrolę jakości, zazwyczaj kontrolę optyczną AOI, pozwalającą wykryć ewentualne wady gotowego podzespołu. Chodzi o to, żeby sprawdzić czy wszystkie komponenty znalazły się na odpowiednich miejscach i czy zostały przylutowane. Kontrola AOI polega na porównaniu obrazów z kamery poruszającej się nad płytkami ze schematami właściwie przygotowanych obwodów.

Jak może wyglądać linia produkcyjna przystosowana do montażu SMT? Printor, jeden z kompleksowych producentów elektroniki, pokazuje urządzenia, na których pracuje: https://printor.pl/oferta/montaz-smt/

Zalety i wady montażu SMT

We wstępie pojawiła się informacja, że montaż SMT pozwala uzyskać miniaturowe obwody drukowane i to niewątpliwie jedna z największych zalet tej technologii. Co poza tym doceniają zarówno producenci, jak i kontrahenci? Możliwość automatyzacji procesu produkcyjnego i tempo jego przebiegu, co skraca czas oczekiwania, wpływa na koszty, a przy tym pozwala go powtórzyć w razie potrzeby. Poza tym za zaletę montażu powierzchniowego uznaje się dużą gęstość rozmieszczenia elementów elektronicznych oraz lutowanie po obu stronach płytki, co jest konieczne w niektórych projektach.

Z punktu widzenia zamawiającego istotne są także właściwości obwodów uzyskiwanych w ramach montażu SMT. Mowa o właściwościach elektrycznych – mała impedancja połączeń wpływa na lepsze właściwości elektryczne przy wysokich częstotliwościach w porównaniu do montażu THT oraz mechaniczne – wyższa odporność na wstrząsy i wibracje ze względu na niewielką masę komponentów.

A czy montaż SMT ma jakieś wady? W zasadzie nie. Jedynym problemem mogą być błędy produkcyjne, których ze względu na wielkość płytek zazwyczaj nie da się naprawić ręcznie. Z tego względu warto dobrze wybrać producenta elektroniki – poszukać doświadczonej firmy gwarantującej najwyższą jakość.