Tecnologia de montagem de superfície SMT Linha de produção

Tecnologia ThroughHole THT Linha de produção

1. Visão geral do processo e diferenças fundamentais

A tecnologia de montagem de superfície (SMT) é um método avançado em que os componentes eletrônicos são montados diretamente na superfície de uma placa de circuito impresso (PCB).colocação precisa de componentes utilizando equipamentos automatizadosOs componentes SMT são tipicamente menores e mais leves, permitindo uma maior densidade de componentes e projetos mais compactos.A tecnologia elimina a necessidade de perfuração de buracos no PCB para cada componente de chumbo, simplificando o processo de fabrico.

A tecnologia ThroughHole (THT) é o método tradicional em que os condutores de componentes são inseridos através de furos pré-perfurados na PCB e soldados a almofadas no lado oposto.Esta técnica proporciona fortes ligações mecânicas e é particularmente adequada para componentes que exigem alta fiabilidade em ambientes adversosOs componentes THT são geralmente maiores e exigem mais espaço no PCB, o que resulta numa menor densidade de componentes em comparação com o SMT.

2Equipamento e configuração da linha de produção

Linha de produção SMT:

Aplicação da pasta de solda:Equipamentos como impressoras de estêncil ou jatos de pasta de solda aplicam pasta de solda em blocos de PCB.

Colocação dos componentes:As máquinas de recolha e colocação automatizadas de alta velocidade com sistemas de visão posicionam com precisão os componentes a velocidades de até milhares de componentes por hora.

Soldagem por refluxo:Os fornos de refluxo multizona com perfis de temperatura precisos derretem a pasta de solda para formar conexões elétricas confiáveis.

Manuseio automatizado:Sistemas de transportadores transportam PCBs entre estações com intervenção humana mínima.

Sistemas de inspecção:Os sistemas de inspecção óptica automatizada (AOI) e de raios-X verificam a precisão da colocação e a qualidade da solda.

Linha de produção THT:

Inserção do componente:"Métodos" para a "produção" ou "reprodução" de "materiais" ou "produtos" de "produção" ou "reprodução" de "materiais" ou "produtos" de "produção" ou "reprodução".

Soldagem por ondas:Os PCBs passam por uma onda de solda fundida que entra em contato com o lado inferior, soldando todos os condutores simultaneamente.

Operações manuais:Trabalho manual significativo necessário para inserção, inspeção e correção de componentes.

Operações secundárias:Muitas vezes requer passos adicionais como cortar chumbo e limpar a prancha.

3Comparação das características de desempenho

Propriedades mecânicas:

Resistência a vibrações e impactos:Os componentes THT geralmente oferecem uma resistência mecânica superior devido aos condutores que passam fisicamente pela placa, tornando-os 3 vezes mais resistentes à força de tração em ambientes de alta vibração.As ligações SMT são mais suscetíveis a tensões mecânicas e fadiga térmica .

Utilização do espaço do quadro:O SMT permite uma redução de 6075% no tamanho e peso da placa através de uma maior densidade de componentes (50100 componentes por polegada quadrada) em comparação com o THT (1020 componentes por polegada quadrada).

Performance elétrica:

Características de alta frequência:O SMT demonstra um desempenho superior de alta frequência devido à redução da indutividade parasitária e da capacitância nas conexões mais curtas.

Manuseio de energia:O THT se destaca em aplicações de alta potência onde os componentes geram calor significativo, já que os condutores através do buraco fornecem melhor condução térmica longe dos componentes.

4Eficiência e custos da produção

Eficiência de fabrico:

Nível de automação:As linhas SMT são altamente automatizadas, alcançando taxas de colocação de até 200.000 componentes por hora, enquanto os processos THT envolvem mais operações manuais, limitando o rendimento.

Volume de produção:A SMT é otimizada para a produção de grandes volumes, com capacidade diária de milhares de placas, enquanto a THT é mais adequada para a produção de pequenos volumes ou protótipos.

Considerações de custos:

Investimento em equipamento:A SMT requer um investimento inicial substancial em equipamentos automatizados, mas oferece custos unitários mais baixos em volumes elevados (13 dólares por placa).A THT tem custos de equipamento inicial mais baixos, mas custos unitários mais elevados (510 dólares por tabuleiro) devido às necessidades de mão-de-obra manual .

Custos de materiais:Os componentes SMT são geralmente mais baratos e mais abundantes do que os seus homólogos THT.

Tabela: Comparação abrangente das características de produção da SMT e da THT

5Considerações de qualidade e fiabilidade

Confiabilidade SMT:

Oferece uma excelente consistência das juntas de solda através de processos de refluxo controlados

Demonstra elevada fiabilidade em condições normais de funcionamento

Vulneráveis à fadiga térmica e falhas de esforço mecânico

Confiabilidade do THT:

Fornece uma resistência superior à ligação mecânica

Resiste melhor a altas temperaturas e a ambientes de vibrações elevadas

Preferido para aplicações militares, aeroespaciais e automotivas onde se esperam condições extremas

6Áreas de aplicação e adequação

Aplicações dominantes da SMT:

Eletrônicos de consumo:Smartphones, tablets, wearables onde a miniaturização é crítica

Dispositivos de alta frequência:Equipamento de comunicação, módulos de RF

Produtos de alto volume:Quando a eficiência da produção automatizada proporciona vantagens de custo

 THT Aplicações preferidas

Sistemas de alta fiabilidade:Equipamento aeroespacial, militar e médico

Eletrónica de alta potência:Fornecedores de energia, comandos industriais, transformadores

Conectores e componentes:sujeito a tensões mecânicas ou a ligações/desligações frequentes

Abordagem tecnológica mista:

Muitos conjuntos de PCB modernos utilizam ambas as tecnologias, com SMT para a maioria dos componentes e THT para peças específicas que exigem resistência mecânica ou desempenho térmico.

7Considerações ambientais e de manutenção

Impacto ambiental:

Os processos SMT têm geralmente melhores características ambientais, muitas vezes utilizando pastas de solda sem chumbo e produzindo menos resíduos

Os processos de solda por ondas THT normalmente consomem mais energia e podem exigir produtos químicos de limpeza mais agressivos

Manutenção e reparação:

O SMT requer equipamento especializado para reparação e retrabalho, incluindo sistemas de ar quente e ferramentas de micro-soldagem

O THT permite uma reparação manual mais fácil com equipamento de solda padrão

8Tendências futuras e direcção da indústria

A indústria de fabricação de eletrônicos continua a tendência para o domínio SMT devido ao impulso incansável para a miniaturização e aumento da funcionalidade em fatores de forma menores.A THT mantém a sua importância em aplicações específicas de nicho, onde os seus pontos fortes em confiabilidade e gestão de energia continuam a ser valiosos..

As abordagens híbridas que combinam ambas as tecnologias numa única placa estão a tornar-se cada vez mais comuns, permitindo aos designers alavancar os pontos fortes de cada tecnologia onde for mais apropriado.

Conclusão: Escolha da tecnologia adequada

A escolha entre as linhas de produção SMT e THT depende de vários factores:

Requisitos do produto:Restrições de tamanho, ambiente de funcionamento e necessidades de fiabilidade

Volume de produção:A produção em grande volume favorece a SMT, enquanto a produção em baixo volume pode justificar a THT

Considerações de custos:Tanto o investimento inicial como os custos unitários

Capacidades técnicas:Conhecimentos especializados e equipamento disponíveis

Para a maioria dos produtos electrónicos modernos, a SMT representa a abordagem padrão devido à sua eficiência, densidade e vantagens de custo em escala.O THT continua a ser essencial para aplicações específicas em que a robustez mecânica, de alta potência de manuseio, ou desempenho no ambiente extremo são preocupações primordiais.