SMT הפך לפופולרי בשל יתרונות רבים על פני טכנולוגיית חור דרך (THT).
גם רכיבי SMT קלים יותר להרכבה. ניתן למקם אותם קרוב יותר זה לזה על לוח מעגלים להדפסה (PCB), מה שמאפשר עיצובים מורכבים יותר.
אבל מה מסמל SMT? מה היתרונות שלו? במה זה שונה מטכנולוגיה דרך חור? בוא נגלה!
מה זה SMT?
SMT ראשי תיבות של Surface-Mount Technology. זה היה ידוע קודם לכן כהרכבת Planer. זוהי שיטה להרכבת רכיבים אלקטרוניים על גבי PCB.
SMT כרוך בהלחמת חלקים חשמליים על פני השטח של PCB בעוד THT כרוך בהעברת לידים דרך חורים בלוח המעגלים והלחמתם בצד השני.
טכנולוגיית ה- Surface-Mount מציעה יתרונות רבים על פני THT. יש להם ביצועי EMC טובים יותר, וביצועים מכניים. הם גם זולים יותר, קלים יותר להרכבה ויישור, קטנים יותר וקלים יותר במשקל.
רכיבי SMT
רכיבי טכנולוגיית הרכבה על פני השטח (SMT) הם חלקים אלקטרוניים המיועדים לחיבור על לוח מעגלים מודפסים (PCB). הם נקראים גם התקני הרכבה על השטח (SMD).
שלא כמו רכיבים דרך חור, SMD אינו זקוק לחיווט בין שתי נקודות.
רכיבי SMT הם מסוגים שונים, כגון:
● נגדי SMT:
הם רכיבים פסיביים המגבילים את הזרם במעגל. הם מגיעים במערך של גדלים, סובלנות וערכי התנגדות.
● קבלי SMT:
הם רכיבים פסיביים האוגרים אנרגיה חשמלית. הם משמשים ליישומי ניתוק ובקרת תדרים. הם זמינים במגוון גדלים, כגון 1206 או 0805, וסוגים, כולל קרמיקה, טנטלום ואלקטרוליטי.
● דיודות SMT:
הם רכיבים פעילים המשמשים לבקרת אותות מתח ב-PCB. הם פועלים כמתגים חד-כיווניים לזרם. הם מגיעים בסוגים שונים, כולל שוטקי, זנר ודיודות מיישר.
● טרנזיסטורי SMT:
טרנזיסטורי SMT הם רכיבים פעילים המווסתים את זרימת האלקטרונים והחשמל. הם משמשים להגברה או מיתוג אותות חשמליים ב-PCB.
טרנזיסטורי SMT זמינים במערך של סוגים, כולל BJTs, FETs, IGBTs ו-MOSFETs.
בהשוואה לרכיבים דרך חור (THT), SMDs מציעים מספר יתרונות, כגון:
- מידה:רכיבי SMT קטנים בהרבה מרכיבים דרך חורים. הם מאפשרים עיצובים קטנים וקומפקטיים יותר. חוץ מזה, זה גם מגביר את צפיפות הרכיבים או מאפשר להרכיב הרבה יותר חלקים בשטח יחידה.
- ביצועים:למכשירי SMD יש לעתים קרובות ביצועים חשמליים טובים יותר מאשר רכיבי THT. זה בגלל שהם יכולים להיות קרובים יותר זה לזה על PCB. אז הפחתת הקיבול וההשראות הטפילים.
- עלות:רכיבי SMT הם לרוב זולים יותר מאשר רכיבים דרך חור. הם צריכים פחות זמן חומר וייצור.
- מִשׁקָל:SMDs הם בדרך כלל קלים יותר מאשר רכיבי THT.
- הַרכָּבָה:ניתן להרכיב רכיבים אלו בצורה מדויקת יותר מאשר רכיבי THT. זה בגלל שהם ממוקמים ומולחמים על ידי מכונות ולא ביד.
תהליך הרכבת PCB SMT
תהליך ההרכבה של טכנולוגיית הרכבת השטח (SMT) כולל מספר שלבים הכוללים:
- שלב מס' 1 - הדפסת משחת הלחמה:
השלב הראשון כולל מריחת משחת הלחמה על לוח המעגלים המודפסים (PCB). משחת הלחמה היא תערובת דביקה של חלקיקי הלחמה קטנים ושטף.
הדפסת משחת הלחמה משתמשת בשבלונה העשויה מניקל או נירוסטה. לשבלונה יש פתחים המאפשרים למשחת ההלחמה להתמקם על גבי ה-PCB במיקומים מדויקים.
- שלב מס' 2 - מיקום הרכיבים:
לאחר מכן, הרכיבים האלקטרוניים מונחים על גבי ה-PCB במיקומים הנכונים שלהם. ניתן לעשות זאת באמצעות ציוד אוטומטי הנקרא מכונת איסוף-ומקום (מכונת הרכבה PCB SMT).
- שלב מס' 3 - הלחמה חוזרת:
השלב האחרון כולל חימום ה-PCB וחלקיו לטמפרטורה הממיסה את משחת ההלחמה. הוא יוצר קשר קבוע בין החלקים ללוח המעגלים (PCB).
אתגרים נפוצים בהרכבת SMT כוללים:
- מצבהמתרחש כאשר קצה אחד של רכיב מרים את ה-PCB במהלך הלחמה חוזרת. זה קורה בדרך כלל עם רכיבים כמו משרנים, נגדים וקבלים.
- גישורקורה כאשר שניים או יותר מובילים סמוכים מחוברים על ידי הלחמה עודפת. זה בדרך כלל קבוע על ידי מזעור נפח הדבק הלחמה.
- הלחמה לא מספקתמתרחשת כאשר חומר הלחמה לא מספיק יוצר מפרק אמין בין הרכיב ל-PCB.
- חלליםנוצרות כאשר בועות גז כלואות במפרק ההלחמה במהלך תהליך "הלחמת זרימה חוזרת". בעיה זו נמנעת על ידי שינוי סטנסיל לוח המעגלים. הימנעות ממשחת הלחמה מיושנת או באיכות ירודה עובדת גם היא.
חובה להשתמש בחומרים ובציוד איכותיים כדי להתמודד עם אתגרים אלו. ייעול פרמטרי התהליך וביצוע בדיקות ובדיקות סדירות מועילים אף הם.
יישומים של טכנולוגיית SMT
טכנולוגיית PCB SMT שימשה בתעשיות שונות, כגון:
- 1. תעשיית הרכב משתמשת בטכנולוגיית SMT בייצור חיישנים, מערכות תאורה, מערכות מידע בידור ויחידות בקרה אלקטרוניות (ECU).
- 2. התעשייה האווירית משתמשת בטכנולוגיית SMT למטרות שונות, לרבות לוויינים וחלליות, מערכות מנוע והנעה וכלי טיס בלתי מאוישים (מל"טים). חוץ מזה טכנולוגיה זו משמשת גם עבור מערכות Avionics השולטות בטיסה ובניווט.
- 3. תעשיית המכשור הרפואי אימצה את טכנולוגיית SMT עבור מכשירים הניתנים להשתלה כגון דפיברילטורים וקוצבי לב.
- 4. טכנולוגיית SMT משמשת בסמארטפונים, טאבלטים ומחשבים ניידים במוצרי אלקטרוניקה.
עתיד טכנולוגיית SMT
טכנולוגיית SMT צפויה לפרוח בעתיד ככל שהיא ממשיכה להשתפר ולהתפתח.
הביקוש הגובר לאלקטרוניקה לצרכן כמו סמארטפונים וטאבלטים ופיתוח טכנולוגיות חדשות, כמו רשתות 5G ובינה מלאכותית (AI), מניע את הצמיחה של שוק ה-SMT.
לפי GlobalNewWire, שוק הציוד העולמי ל-SMT (Surface Mount Technology) עמד על כ-3.0 מיליארד דולר בשנת 2020. הוא צפוי להגיע ל-4.5 מיליארד דולר עד 2027 עם CAGR של 6.2%.
לסיכום
SMT ראשי תיבות של Surface Mounting technology. הוא משמש להרכבת רכיבים חשמליים על משטח מעגלים מודפסים (PCB).
יש לו מספר יתרונות על פני טכנולוגיית חור דרך. הוא משמש בתעשיות שונות, כגון מכשור רפואי, טלקומוניקציה, רכב, מערכות תעופה וחלל ומערכות הגנה, ואלקטרוניקה.
השמיים תהליך הרכבת PCB SMT כולל הדפסה של משחת הלחמה, התקנת שבב והלחמה מחדש. חוץ מזה, זה גם דורש בקרת איכות אדירה, ניקוי, בדיקה ובדיקה לקבלת התוצאות הטובות ביותר.
העתיד של טכנולוגיית SMT נמצא בכיוון לפרוח. הוא ממשיך להתפתח ולהשתפר עם טכנולוגיות חדשות כגון מערכות נשק והגנה מתקדמות, בינה מלאכותית, סמארטפונים ורשתות 5G.