Поверхневий монтаж — Вікіпедія

Поверхневий монтаж (англ. surface mount technology, SMT) — технологія виготовлення електронних пристроїв, в якій компоненти встановлюються безпосередньо на поверхню друкованої плати. Компоненти для поверхневого монтажу називаються SMD (англ. surface mount device). Цей метод виготовлення друкованих вузлів значною мірою замінив технологію наскрізного монтажу, в якому вивідні компоненти монтуються на друкованій платі за допомогою отворів у ній.

Історія[ред. | ред. код]

Технологія поверхневого монтажу була розроблена в 1960-х роках і почала широко використовуватися в кінці 1980 року. Одним з першопрохідців у цій технології була IBM. Компоненти були перепроектовані таким чином, щоб зменшити контактні майданчики або виводи, які б могли припаюватись безпосередньо до поверхні друкованої плати.

У порівнянні з традиційними, плати для поверхневого монтажу мають підвищену щільність розміщення електронних елементів, менші відстані між провідниковими елементами та контактними майданчиками. Компоненти для поверхневого монтажу (SMD) найчастіше мають невелику вагу і розмір, а також меншу ціну. Така технологія зарекомендувала себе у підвищенні автоматизації виробництва і збільшенні продуктивності.

Технологія[ред. | ред. код]

Виробнича лінія із машини встановлення компонентів та паяльної печі

Типова послідовність операцій в технології поверхневого монтажу включає:

Нанесення паяльної пасти на контактні майданчики (дозування в одиничному і дрібносерійному виробництві, трафаретний друк в серійному і масовому виробництві)
Установка компонентів
Групове паяння методом оплавлення пасти у печі (переважно методом конвекції, а також інфрачервоним нагріванням або в паровій фазі)
Очищення плати від флюсу (в залежності від його активності) і нанесення захисних покриттів.

Одним з найважливіших технологічних матеріалів, що застосовуються при поверхневому монтажі, є паяльна паста, що являє собою суміш порошкоподібного припою з органічними наповнювачами, до яких входить флюс. Окрім забезпечення процесу паяння припоєм і підготовки поверхонь, паяльна паста також виконує функцію фіксування компонентів до паяння за рахунок в'язкості і склеювальних властивостей.

При паянні методом поверхневого монтажу дуже важливо забезпечити правильний температурний графік в часі (термопрофіль), щоб уникнути термоударів, забезпечити добру активацію флюсу і змочування поверхні припоєм.

Переваги і недоліки[ред. | ред. код]

Переваги[ред. | ред. код]

Основні переваги SMT перед старішим методом наскрізного монтажу:

Зниження маси і розмірів друкованих вузлів за рахунок відсутності виводів у компонентів або їх меншої довжини, а також збільшення щільності компонування і трасування, зменшення розмірів самої елементної бази та зменшення кроку виводів.
Поліпшення електричних характеристик: за рахунок зменшення довжини виводів і більш щільного компонування елементів значно поліпшується якість передачі слабких і високочастотних сигналів, знижується паразитна ємність та індуктивність.
Можливість розміщення деталей по обидві сторони друкованої плати.
Менша кількість отворів^[en], які необхідно виконати у платі.
Істотне зниження собівартості серійних виробів за рахунок використання засобів автоматизації монтажу компонентів англ. SMT_placement_equipment

Недоліки[ред. | ред. код]

Підвищені вимоги до якості проектування топології друкованих плат
Підвищені вимоги до точності температури паяння та її залежності від часу, оскільки при груповому паяння нагріванню піддається весь компонент.
Жорстка зв'язка безвивідних компонентів і матеріалу друкованих плат, які мають різні коефіцієнти теплового розширення, що призводить при впливі в процесі експлуатації великих перепадів температур до виникнення механічних напруг і руйнування елементів конструкції.
Високі вимоги до якості й умов зберігання технологічних матеріалів.

Корпуси для поверхневого монтажу[ред. | ред. код]

Докладніше: Електронні компоненти#Типи корпусів SMD

Див. також: Типи корпусів мікросхем

Компоненти для поверхневого монтажу зазвичай мають менші розміри, ніж їх аналоги у виводних корпусах. Електронна промисловість має низку стандартних форм і типорозмірів SMD компонентів. Провідним органом із стандартизаці є комітет інженерної стандартизації напівпровідникової продукції JEDEC.

SMD конденсатори (зліва) у порівнянні з двома вивідними конденсаторами (справа).

SMD-резистори в оригінальній упаковці - цю упаковку можна використовувати в монтажній машині.

двоконтактні:
- прямокутні пасивні компоненти (в основному резистори і конденсатори);
- танталові конденсатори;
- алюмінієві (електролітичні) конденсатори;^[1]
- діоди (Small Outline Diode, SOD);
- MELF (англ. Metal Electrode Leadless Face): бочкоподібні компоненти, в основному резистори і діоди;^[2]
- DO-214;
трьохконтактні:
- транзистори (Small-outline transistor, SOT);
- DPAK (TO-252, SOT-428) — трьох- або п'ятививодний корпус, розроблений компанією Motorola для напівпровідникових пристроїв з великим виділенням тепла;^[3]
- D2PAK (TO-263, SOT-404) — корпус аналогічний DPAK, але більший за розміром (як правило, його габарити відповідать габаритам TO220);
- D3PAK (TO-268) — корпус аналогічний D2PAK, але ще більший за розміром;
з чотирма і більше виводами:
- у дві лінії з боків;
- у чотири лінії з боків;
- масив виводів;
- безкорпусні компоненти.

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

↑ Cornell Dubilier, Application Guide – Aluminium SMT Capacitors (PDF). Процитовано 5 квітня 2015.
↑ MELF case
↑ Архівована копія (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 12 квітня 2015. Процитовано 5 квітня 2015.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)

Посилання[ред. | ред. код]

Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Поверхневий монтаж

[1] Cornell Dubilier, Application Guide – Aluminium SMT Capacitors (PDF). Процитовано 5 квітня 2015.

[2] MELF case

[3] Архівована копія (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 12 квітня 2015. Процитовано 5 квітня 2015.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)

[1]

[2]

[3]