Особенности поверхностного монтажа

Технология поверхностного монтажа (Surface Mount Technology или SMT ) – это основа современной микроэлектронной промышленности. Она используется для производства продукции практически во всех отраслях, от изготовления бытовых приборов до производства станков, военной техники, самолетов, космических аппаратов и т. д. Особенность этой технологии заключается в том, что электронные компоненты крепятся на поверхности печатной платы с помощью паяльной пасты без использования сквозных отверстий.

Как осуществляется поверхностный монтаж компонентов?

В SMT-технологии используются специальные электронные компоненты (чип-компоненты). Их специфика заключается в отсутствии традиционных проволочных выводов, свойственных сквозному монтажу. Вместо установки в специальные монтажные отверстия, такие компоненты припаиваются своими контактами непосредственно к контактным площадкам печатной платы. Их правильное положение, а также прочность паяного соединения обеспечиваются за счет поверхностного натяжения расплавленного припоя. Технологический процесс включает следующие этапы:

• Проектирование, изготовление и подготовка печатной платы к установке компонентов;
• Нанесение паяльной пасты, состоящей из припоя, флюса и дополнительных присадок, на контактные площадки ПП с помощью дозатора или трафарета;
• Установка компонентов – они могут как удерживаться на плате самой паяльной пастой, так и дополнительно фиксироваться клеем (в зависимости от своих размеров и массы, а также используемой технологии пайки);
• Групповая пайка компонентов методом оплавления в печи или волной припоя (этот способ используется преимущественно при смешанной технологии);
• Отмывка печатной платы с установленными компонентами от остатков флюса и клея, а также нанесение защитных покрытий.

Особенности SMD-компонентов

Компоненты для поверхностного монтажа имеют ряд особенностей, отличающих их от тех, которые используются в сквозном методе установки:

• Компактные размеры. Благодаря им SMD-компоненты легче и проще монтируются на печатные платы с помощью автоматических монтажных линий. Кроме того, они имеют более высокие характеристики, такие как быстрый отклик и низкий уровень шумов.
• Высокая стоимость. Это связано с тем, что процесс изготовления компонентов для поверхностного монтажа более сложный и требует более повышенной точности и контроля качества. Кроме того, они более чувствительны к электростатическому разряду и требуют специальных мер предосторожности при монтаже и хранении.
• Чувствительность к температурных изменениям. В отличие от традиционных компонентов, SMT компоненты могут быть повреждены высокой или низкой температурой. Поэтому необходимо учитывать эти особенности при выборе и монтаже компонентов.

Особенности технологического процесса

Одной из главных особенностей SMT-технологии является миниатюризация электронных устройств. Благодаря небольшому размеру компонентов можно увеличить их количество на печатной плате, расположив плотнее друг к другу, тем самым реализуя более сложные схемы и сохраняя небольшие габариты конечных изделий. Монтаж SMD-компонентов на поверхности также позволяет использовать двухсторонние платы для создания более сложных схем или с целью уменьшения размеров электронных устройств.

Небольшие размеры электронных SMD-компонентов, а также отсутствие у них традиционных проволочных выводов обусловили глубокую автоматизацию сборки печатных плат. Для этого на производстве используются автоматические загрузчики и разгрузчики, конвейеры, системы хранения и другое оборудование. При монтаже компонентов непосредственно на плату применяются автоматические установщики и системы оптического контроля на основе машинного зрения. Они позволяют точно установить компонент на плату с помощью реперных точек.

Из-за высокой чувствительности SMD-компонентов к температурному воздействию и статическому электричеству особое внимание уделяется их сохранности и организации безопасности производства. На промышленных объектах широко применяются автоматизированные системы, поддерживающие оптимальные условия для их хранения. Для защиты компонентов и собранных из них устройств от статического электричества разработаны специальные столы и коврики, обеспечивающие безопасное стекание накапливаемого разряда через заземление. 

Особое место в технологии поверхностного монтажа занимает пайка компонентов на плате. Из-за их чувствительности к тепловому воздействию необходимо тщательно выбирать температурный профиль, который обеспечивает эффективное расплавление припоя, но не вызывает повреждения компонентов. Пайка в поверхностном монтаже осуществляется в основном методом оплавления в печах, которые бывают следующих типов:

• Конвекционными – в них оплавление припоя происходит с помощью потока горячего воздуха или иного газа;
• Инфракрасными – в этом случае оплавление осуществляется путем нагрева с помощью теплового излучения;
• Парофазными – такие печи оплавляют припой за счет энергии, выделяемой при переходе теплопередающей среды из газообразного в жидкое с образованием конденсата.

Для смешанной пайки компонентов для поверхностного и сквозного монтажа на одной плате используется также пайка волной припоя.

Компания «Ассемрус» поставляет современное оборудование, комплектующие и расходные материалы для изготовления микроэлектронной продукции методом поверхностного монтажа. Вся представленная в каталоге продукция выпускается ведущими производителями, что гарантирует высокую эффективность производства, минимальный процент брака.