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Was ist eine SMT-Leiterplatte? Ein vollständiger Leitfaden für die Herstellung von Oberflächenmontagetechnologie

Views: 1284 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 2023-08-26 Herkunft: Site

SMT steht für Surface Mount Technology, eine Methode zur Platzierung elektronischer Komponenten auf einer Leiterplatte (PCB). Im Kontrast zu Durchgangsloch Bei der SMT-Technologie, bei der Bauteile in in die Leiterplatte gebohrte Löcher eingeführt werden, werden SMT-Bauteile direkt auf der Leiterplattenoberfläche platziert. In diesem Blog erfahren Sie alles über die Oberflächenmontagetechnologie.

Was ist Surface Mount Technology (SMT)?

Die Oberflächenmontagetechnologie (SMT) ist ein Teil der elektronischen Montage, der sich mit der Montage elektronischer Komponenten auf der Oberfläche einer Leiterplatte befasst. Bei dieser Methode werden die Bauteile direkt auf der Oberfläche der Leiterplatte montiert. Aufgrund der dichteren Packung der Leiterplatte erhöht sich jedoch das Fehlerrisiko. Auf diese Weise montierte elektronische Bauteile werden als oberflächenmontierte Geräte (SMD) bezeichnet.

Anders als bei der konventionellen Bestückung müssen beim SMT keine Bauteile durch Löcher eingeführt werden, sondern die Bauteile werden direkt durch Reflow-Löten auf die Platine gelötet.

Geschichte der Oberflächenmontagetechnologie

SMT wurde erstmals in den 1960er Jahren von IBM für den Bau von Kleincomputern entwickelt und eingesetzt und ersetzte damit seinen Vorgänger, die Through-Hole-Technologie, und fand in den 1980er Jahren breite Anwendung. In den 1990er Jahren wurden sie in den meisten High-Tech-Leiterplattenbaugruppen eingesetzt. Herkömmliche elektronische Komponenten wurden so umgestaltet, dass sie Metalllaschen oder Endkappen enthalten, die direkt an der Platinenoberfläche befestigt werden können. Dies ersetzte typische Drahtleitungen, die durch gebohrte Löcher geführt werden mussten. SMT führte zu wesentlich kleineren Bauteilen und ermöglichte die Bauteilplatzierung auf beiden Seiten der Platine. Die Oberflächenmontage ermöglicht einen höheren Grad an Automatisierung, wodurch die Arbeitskosten minimiert und die Produktionsraten erhöht werden, was zu einer Weiterentwicklung der Leiterplatten führt.

Die Vor- und Nachteile von SMT

SMT hat sich als vorteilhaft erwiesen Leiterplattenmontage (PCBA), PCB-Herstellung und Elektronikproduktion in vielerlei Hinsicht, einschließlich dieser:

  • Ermöglicht kleinere Komponenten

  • Der SMT-Prozess fördert eine stärkere Automatisierung

  • Maximale Flexibilität beim Leiterplattenbau

  • Verbesserte Zuverlässigkeit und Leistung

  • Reduzierter manueller Eingriff bei der Komponentenplatzierung

  • Kleinere, leichtere Boards

  • Einfache Leiterplattenmontage durch Nutzung beider Seiten der Platine ohne die Lochbeschränkungen, die bei der herkömmlichen Methode bestehen

  • Kann mit Durchgangslochkomponenten koexistieren, sogar auf derselben Platine

  • Erhöhte Dichte, dh mehr SMD-Bauteile auf gleichem Raum oder die gleiche Anzahl an Bauteilen in einem viel kleineren Rahmen

  • Geringe Materialkosten

  • Vereinfacht den Produktionsprozess und senkt die Produktionskosten.

Zu den Nachteilen von SMT gegenüber der Elektronikfertigung gehören hingegen:

  • Die Herstellung von SMT-Leiterplattenprototypen oder die Produktion in kleinem Maßstab ist teuer.

  • Die SMT-Leiterplattenmontagelinie erfordert enorme Investitionen, da die meisten SMT-Geräte wie Reflow-Ofen, Pick-and-Place-Maschine, Lotpasten-Siebdrucker und sogar Heißluft-SMD-Rework-Station teuer sind.

  • Komponenten können im eingebauten Zustand leicht fallen gelassen oder beschädigt werden.

  • Die meisten SMD-Komponenten sind klein und haben zahlreiche Lötstellen, was bei der Inspektion sehr schwierig ist.

  • Technische Komplexität erfordert hohe Schulungs- und Lernkosten.

Was ist der Unterschied zwischen SMT und SMD?

Der Unterschied zwischen SMD und SMT besteht darin, dass sich SMD (Surface Mount Device) auf ein elektronisches Bauteil bezieht, das auf einer Leiterplatte montiert ist. Im Gegensatz dazu bezieht sich SMT (Surface Mount Technology) auf die Methode, mit der elektronische Komponenten auf einer Leiterplatte platziert werden.

SMT ist der Prozess in der Technologie, während SMD das an der Technologie beteiligte Gerät ist. SMT ist die Technologie, bei der elektronische Komponenten direkt auf einer Leiterplatte platziert und gelötet werden. Diese Komponenten werden manchmal auch als oberflächenmontierte Geräte oder SMDs bezeichnet. Sie sind für die Montage auf einer Leiterplatte (PCB) konzipiert.

Mit SMDs können Geräte schneller, flexibler und kostengünstiger hergestellt werden, ohne dass die Funktionalität darunter leidet. Sie versprechen mehr Funktionalität, da kleinere Komponenten mehr Schaltkreise auf kleiner Platinenfläche ermöglichen. Diese Miniaturisierung ist das Hauptmerkmal von SMD. Hinweis: Erhältlich bei: https://history-computer.com/smt-surface-mount-technology/

Zusammenfassend ist SMT eine Methode zur Montage elektronischer Komponenten, bei der Komponenten direkt auf der Oberfläche einer Leiterplatte montiert werden, während sich SMD auf die tatsächlichen elektronischen Komponenten bezieht, die bei der SMT-Montage verwendet werden.

Durchkontaktierungstechnologie vs. Oberflächenmontagetechnologie

DurchgangslochOberflächenmontage
Nicht-planare HASL-Oberfläche ist am häufigsten.Planare Oberfläche (ENIG, Immersion Silver, OSP.)
Loch zum Einsetzen des Komponentenkabels erforderlich.Komponenten werden auf Oberflächenpads montiert, kein Loch.
2-seitige Montage selten.2-seitige Montage üblich.
Der Abstand der Komponentenanschlüsse beträgt typischerweise 0.100 Zoll oder mehr.Komponentenleitungsabstand 0.0157 Zoll (gemeinsam 0.0197 Zoll).
Manuelle Montage.Automatisierte Montage.
Manuelles oder automatisiertes Löten.Das Löten erfolgt typischerweise automatisiert.
Schablone nicht erforderlich.Schablone erforderlich, es sei denn, es handelt sich um eine kleine Menge oder eine einfache Leiterplatte.
Vias in Pads nicht möglich.Vias in Pads möglich.
Laminat mit Standardtemperatur (130 °C Tg).Hochtemperaturlaminat (170 °C Tg).
Durchgangsloch-Testpunkte.Durchgangsloch- oder SMT-Testpunkte.
Geringere Komponenten- und Schaltungsdichte.Stark erhöhte Bauteildichte.
Größerer PCB-Footprint.Minimaler PCB-Footprint.
Nacharbeit relativ einfach.Einige Nacharbeiten sind aufwändiger.
Mäßige Verformung und Verdrehung tolerierbar.Verzerrungen und Verdrehungen sind für die Montage wichtiger.
Für die Komponentenplatzierung sind keine Passpads erforderlich.Für automatisierte Pick-and-Place-Geräte erforderliche Referenzpads.

Zu berücksichtigende Faktoren vor der Wahl der SMT- oder Through-Hole-Technologie

  • Stabilität des Bauteils bei äußerer Belastung

  • Einfaches Wärmemanagement/Wärmeableitung

  • Verfügbarkeit des Teils und seiner Alternative

  • Wirtschaftlichkeit der Montage

  • Hohe Leistung und Lebensdauer des Pakets

  • Erleichtern Sie Nacharbeiten im Falle eines Platinenfehlers

SMT-Herstellungsprozess

Die Oberflächenmontagetechnologie ist eine weit verbreitete Methode zur Herstellung elektronischer Schaltkreise, bei der Komponenten direkt auf der Oberfläche von Leiterplatten (PCBs) montiert werden. Hier sind die allgemeinen Schritte des SMT-Herstellungsprozesses:

1. Materialvorbereitung und Prüfung

Bereiten Sie SMC und PCB vor und prüfen Sie, ob Mängel vorliegen. Die Leiterplatte verfügt normalerweise über flache, meist mit Zinn, Blei, Silber oder Gold beschichtete Kupferpads ohne Löcher, sogenannte Lötpads.

2. Schablonenvorbereitung

Die Schablone wird verwendet, um eine feste Position für den Lotpastendruck bereitzustellen. Es wird entsprechend den vorgesehenen Positionen der Lötpads auf der Leiterplatte hergestellt.

3. Lötpastendruck

Zur Verbindung von SMC und Lötpads auf der Leiterplatte wird Lötpaste, meist eine Mischung aus Flussmittel und Zinn, verwendet. Es wird mit der Schablone unter Verwendung eines Rakels in einem Winkelbereich von 45°–60° auf die Leiterplatte aufgetragen.

4. SMC-Platzierung

Anschließend gelangen die bedruckten Leiterplatten zu den Bestückungsautomaten, wo sie auf einem Förderband transportiert und die elektronischen Bauteile darauf platziert werden.

5. Reflow-Löten

  • Lötofen: Nachdem SMC platziert wurde, werden die Platinen in den Reflow-Lötofen befördert.

  • Vorheizzone: Die erste Zone im Ofen ist eine Vorheizzone, in der die Temperatur der Platine und aller Komponenten gleichzeitig und schrittweise erhöht wird. Die Temperaturanstiegsrate in diesem Abschnitt beträgt 1.0℃-2.0℃ pro Sekunde, bis sie 140℃-160℃ erreicht.

  • Einweichzone: Die Bretter werden gehalten werden in dieser Zone bei einer Temperatur von 140℃-160℃ für 60-90 Sekunden.

  • Reflow-Zone: Die Platinen gelangen dann in eine Zone, in der die Temperatur mit 1.0 bis 2.0 °C pro Sekunde ansteigt Haupt von 210℃-230℃ bis Schmelze Durch das Zinn in der Lötpaste werden die Bauteilleitungen mit den Pads auf der Leiterplatte verbunden. Die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lots hilft dabei, die Komponenten an Ort und Stelle zu halten.

  • Kühlzone: Ein Abschnitt, der sicherstellt, dass das Lot am Ausgang der Heizzone gefriert, um Verbindungsfehler zu vermeiden.

5. Reinigung und Inspektion

Reinigen Sie die Platinen nach dem Löten und prüfen Sie, ob Mängel vorhanden sind. Mängel nachbessern bzw. beheben und Produkte einlagern. Zu den gängigen Geräten im Zusammenhang mit SMT gehören Vergrößerungslinsen, AOI (automatisierte optische Inspektion), Flying-Probe-Tester, Röntgengeräte usw.

SMT-Anwendungen

Bei der Anbringung oberflächenmontierter Komponenten auf einer Platine ist große Vorsicht geboten. Das Löten solch kleiner Gegenstände ist eine mühsame und heikle Aufgabe, weshalb spezielle Ausrüstung erforderlich ist, wenn Sie dies tun möchten. Die Antragstellung ist wie bisher auf unterschiedlichen Wegen möglich. Aufgrund der erheblichen Kosteneinsparungen, die mit dem Verfahren verbunden sind, erfolgt die Herstellung auf diese Weise jedoch.

Zusammenfassung

Die Oberflächenmontagetechnologie ist ein willkommener Prozess, der in vielen verschiedenen Lebensbereichen unglaubliche Vorteile mit sich gebracht hat. Diese neue Technologie hat es der Welt ermöglicht, auf bisher unmögliche Weise voranzukommen.

Wenn Sie Fragen haben oder weitere Informationen zur Herstellung von SMT-Leiterplatten benötigen, wenden Sie sich bitte an kontaktieren Sie unsWir helfen Ihnen gerne weiter.

Über den Autor

Ich bin seit 2015 als Leiter für Technik und Vertrieb bei Victorypcb tätig. In den letzten Jahren war ich für alle Messen im Ausland verantwortlich, beispielsweise in den USA (IPC Apex Expo), Europa (Munich Electronica) und Japan (Nepcon) usw. Unsere Fabrik wurde 2005 gegründet 1521, jetzt haben wir XNUMX Kunden auf der ganzen Welt und genießen bei ihnen einen sehr guten Ruf.

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