Montaż SMT – co to takiego?

Montaż SMT: co to takiego?

Rosnące tempo rozwoju technologicznego i nieustannie zwiększające się wymagania użytkowników zmuszają producentów OEM oraz dostawców usług EMS do projektowania i montowania coraz bardziej zaawansowanych i skomplikowanych produktów. W praktyce oznacza to konieczność miniaturyzacji, czyli zmniejszania rozmiarów poszczególnych komponentów, takich jak tranzystory, kondensatory, czy diody, a także stosowania technologii SMT (Surface Mount Technology) do montażu elementów na płytkach PCB.

Co to jest montaż SMT?

Technologia montażu powierzchniowego SMT polega na rozmieszczaniu i lutowaniu komponentów elektronicznych bezpośrednio na powierzchni płytki drukowanej, w odróżnieniu od starszej technologii THT (Through-Hole Technology), w której końcówki elementów były przewlekane przez otwory w płytce PCB i lutowane od spodu. 

Montaż SMT wykonywany jest przez zaawansowane, zautomatyzowane systemy stosujące precyzyjne rozwiązania pomiarowe i wizyjne w celu umieszczania i lutowania komponentów SMD (Surface Mount Device) w odpowiednich miejscach płytki drukowanej. 

W porównaniu z tradycyjną technologią THT, montaż SMT wymaga znacznie mniejszej ilości miejsca na płytce PCB, dzięki czemu płytki drukowane mogą być mniejsze, lżejsze i bardziej energooszczędne. Z tego też względu montaż SMT umożliwia produkowanie bardziej złożonych urządzeń elektronicznych o mniejszych rozmiarach, co jest szczególnie istotne w przypadku produktów mobilnych, takich jak smartfony, tablety, czy smartwatche.

Zalety technologii montażu powierzchniowego:

W chwili obecnej wielu producentów OEM i dostawców usług EMS wybiera technologię montażu powierzchniowego ze względu na wyższą szybkość, wydajność i precyzję samego procesu produkcji. Jednak montaż SMT pozwala też uzyskać bardziej trwałe, wydajne i energooszczędne produkty, a to oczywiście oznacza zadowolonych klientów i lepsze wyniki finansowe producentów. 

Do zalet montażu SMT, które stoją za rosnącą popularnością tej technologii, należą:
■    Wysoka gęstość montażu: montaż SMT umożliwia upakowanie większej liczby elementów SMD na mniejszej powierzchni oraz stworzenie bardziej złożonych układów elektronicznych na mniejszych i lżejszych płytkach drukowanych.
■    Lepsza jakość sygnału: elementy montowane metodą SMT umieszczane są blisko siebie co umożliwia zmniejszenie długości połączeń i redukcję strat sygnałów.
■    Mniejsza waga i rozmiar: elementy SMD są znacznie mniejsze i lżejsze niż elementy THT. Przy mniejszej i lżejszej płytce PCB oznacza to mniejszy rozmiar i wagę produktu końcowego.
■    Wyższa niezawodność: elementy SMD są bardziej odporne na drgania i wstrząsy niż elementy THT, ponieważ nie mają wyprowadzeń które mogłyby się złamać lub wygiąć pod wpływem wibracji lub naprężeń.
■    Łatwość montażu: montaż SMT jest łatwiejszy niż montaż THT, ponieważ nie wymaga przewlekania wyprowadzeń komponentów przez otwory w płytce. Wszystkie komponenty są lutowane bezpośrednio na powierzchni płytki PCB, co znacznie przyspiesza sam proces montażu.     
■    Wyższy poziom automatyzacji i mniejsza podatność na błędy montażowe: montaż SMT nie wymaga operacji manualnych zmniejszając ryzyko wystąpienia błędów montażowych. Z kolei automatyzacja procesu produkcji pozwala liniom montażowym SMT podawać i montować tysiące elementów na godzinę (co jest niemożliwe w przypadku technologii THT) oraz umożliwia bardziej skuteczną kontrolę jakości i, tym samym, ograniczenie kosztów produkcji.
■    Wysoka wydajność: ponieważ komponenty SMD są lutowane bezpośrednio na powierzchni płytki drukowanej, technologia montażu powierzchniowego SMT umożliwia montaż większej liczby komponentów w krótszym czasie.
■    Niższe koszty: Technologia SMT pozwala zmniejszyć koszty produkcji dzięki automatyzacji i wykorzystaniu mniejszej liczby elementów.
■    Przystępność cenowa: w porównaniu z tradycyjną technologią THT, montaż SMT jest zazwyczaj bardziej przystępny cenowo, ponieważ komponenty SMD są mniejsze i lżejsze, co pozwala nie tylko zmniejszyć zużycie materiałów, ale upraszcza i przyspiesza proces produkcji. Pozwala to kontraktowym dostawcom usług EMS obniżyć koszty produkcji i zaoferować klientom bardziej konkurencyjne ceny. 

Wady technologii montażu powierzchniowego

Jednak montaż SMT ma też pewne wady: wymaga specjalistycznych umiejętności i wiedzy oraz precyzyjnego planowania uwzględniającego konstrukcję płytki PCB i właściwości komponentów. 

W przypadku technologii SMT niezbędne są także początkowe inwestycje w park maszynowy (patrz: Assel inwestuję w nową drukarkę SMT) oraz odpowiednie zaprogramowanie maszyn. Błędy w programowaniu - w czasie którego uwzględnionych musi zostać wiele parametrów (np. warunki w jakich będzie funkcjonować produkt) - mogą prowadzić do opóźnień w produkcji, błędów montażowych i późniejszych wad produktów, z których może wynikać konieczność wykonania kosztownych napraw lub wycofania produktu z rynku.

Podsumowanie: 

Montaż SMT jest metodą która staje się coraz bardziej popularna ze względu na łatwość montażu, wyższy poziom automatyzacji i mniejszą podatność na błędy montażowe, a także wyższą wydajność, przystępność cenową oraz możliwość produkcji bardziej wydajnych, energooszczędnych i trwałych produktów. 

Jednak, z drugiej strony, technologia montażu powierzchniowego SMT wymaga posiadania odpowiedniego parku maszynowego, profesjonalnej wiedzy i doświadczenia. Z tego względu istotny staje się wybór dostawcy usług EMS, który będzie w stanie nie tylko precyzyjnie zamontować elementy SMD na płytce PCB, ale też zaproponować odpowiedni ich dobór, a tym samym poprawić jakość oraz wydajność produktu końcowego.