Technologie de montage de surface SMT ligne de production

La technologie ThroughHole Le THT ligne de production

1. Vue d'ensemble du processus et différences fondamentales

La technologie de montage de surface (SMT) est une méthode avancée où les composants électroniques sont montés directement sur la surface d'une carte de circuit imprimé (PCB).le placement précis des composants à l'aide d'un équipement automatiséLes composants SMT sont généralement plus petits et plus légers, ce qui permet une densité de composants plus élevée et des conceptions plus compactes.La technologie élimine la nécessité de percer des trous dans le PCB pour chaque composant, simplifiant le processus de fabrication.

La technologie ThroughHole (THT) est la méthode traditionnelle où les fils de composants sont insérés à travers des trous pré-percés dans le PCB et soudés à des plaquettes du côté opposé.Cette technique assure des liaisons mécaniques solides et convient particulièrement aux composants nécessitant une fiabilité élevée dans des environnements difficilesLes composants THT sont généralement plus grands et nécessitent plus d'espace sur le PCB, ce qui entraîne une densité de composants inférieure à celle du SMT.

2Équipement et configuration de la ligne de production

Ligne de production SMT:

Application de la pâte à souder:Des équipements tels que des imprimantes à pochoirs ou des jets de pâte de soudure appliquent de la pâte de soudure sur les plaquettes de PCB.

Placement des composants:Les machines automatiques à grande vitesse pour le ramassage et le placement avec des systèmes de vision positionnent avec précision les composants à des vitesses allant jusqu'à des milliers de composants par heure.

Loterie par reflux:Les fours à reflux multizone avec des profils de température précis fondent la pâte de soudure pour former des connexions électriques fiables.

Traitement automatisé:Les systèmes de convoyeurs transportent les PCB entre les stations avec une intervention humaine minimale.

Systèmes d'inspectionL' inspection optique automatisée (AOI) et les systèmes de rayons X vérifient la précision du placement et la qualité du soudure.

Ligne de production THT:

Insert du composant:Les machines à insertion manuelle ou semi-automatiques axiale/radial placent des composants.

Loterie par ondes:Les PCB passent sur une vague de soudure fondue qui entre en contact avec le côté inférieur, soudant tous les conduits simultanément.

Opérations manuelles:Une main-d'œuvre importante est requise pour l'insertion, l'inspection et la correction des composants.

Opérations secondaires:Souvent, cela nécessite des étapes supplémentaires, comme le recadrage du plomb et le nettoyage des planches.

3Comparaison des caractéristiques de performance

Propriétés mécaniques:

Résistance aux vibrations et aux chocs:Les composants THT offrent généralement une résistance mécanique supérieure en raison des conduits qui passent physiquement à travers la carte, ce qui les rend 3 fois plus résistants à la force de traction dans des environnements à fortes vibrations.Les connexions SMT sont plus sensibles aux contraintes mécaniques et à la fatigue thermique..

Utilisation de l'espace du conseil:La SMT permet une réduction de 6075% de la taille et du poids de la carte grâce à une densité de composants plus élevée (50100 composants par pouce carré) par rapport à la THT (1020 composants par pouce carré).

Performance électrique:

Caractéristiques de haute fréquence:Le SMT démontre une performance supérieure en haute fréquence en raison de l' inductance parasitaire réduite et de la capacité dans les connexions plus courtes.

Traitement de la puissance:Le THT excelle dans les applications à haute puissance où les composants génèrent une chaleur significative, car les conduites à travers le trou fournissent une meilleure conduction thermique loin des composants.

4Efficacité et coûts de production

Efficacité de fabrication:

Niveau d'automatisation:Les lignes SMT sont hautement automatisées, atteignant des taux de placement allant jusqu'à 200 000 composants par heure, tandis que les processus THT impliquent plus d'opérations manuelles, limitant le débit.

Volume de production:La SMT est optimisée pour la production en gros volumes, avec une capacité quotidienne atteignant des milliers de cartes, tandis que la THT est mieux adaptée à la production en petits volumes ou en prototypes.

Considérations relatives aux coûts:

Investissement dans les équipements:Le SMT nécessite un investissement initial important dans des équipements automatisés, mais offre des coûts unitaires inférieurs à des volumes élevés (13 $ par carte).THT a des coûts d'équipement initiaux plus faibles mais des coûts unitaires plus élevés (510 $ par planche) en raison des besoins en main-d'œuvre manuelle .

Coûts matériels:Les composants SMT sont généralement moins chers et plus abondants que leurs homologues THT.

Tableau: Comparaison complète des caractéristiques de production des SMT et des THT

5Considérations de qualité et de fiabilité

La fiabilité de la SMT:

Offre une excellente consistance des joints de soudure grâce à des processus de reflux contrôlés

Démontre une fiabilité élevée dans des conditions de fonctionnement normales

Vulnérables à la fatigue thermique et aux défaillances mécaniques

La fiabilité du THT:

Fournit une résistance mécanique supérieure

Il résiste mieux aux températures élevées et aux vibrations

Préférée pour les applications militaires, aérospatiales et automobiles où des conditions extrêmes sont attendues

6- Domaines d'application et adaptation

Applications dominantes en SMT:

Produits électroniques de consommation:Les smartphones, les tablettes, les appareils portables où la miniaturisation est essentielle

Appareils à haute fréquence:Équipement de communication, modules RF

Produits à haut volume:Lorsque l'efficacité de la production automatisée offre des avantages en termes de coûts

 THT Applications préférées:

Systèmes de haute fiabilité:Équipement aérospatial, militaire et médical

Électronique haute puissance:Appareils électriques, commandes industrielles, transformateurs

Connecteurs et composants:Soumise à des contraintes mécaniques ou à des raccordements/déconnexions fréquents

Approche à la technologie mixte

De nombreux assemblages de PCB modernes utilisent les deux technologies, avec SMT pour la plupart des composants et THT pour des pièces spécifiques nécessitant une résistance mécanique ou des performances thermiques.

7Considérations environnementales et d'entretien

Impact sur l'environnement:

Les procédés SMT ont généralement de meilleures caractéristiques environnementales, utilisant souvent des pâtes de soudure sans plomb et produisant moins de déchets

Les procédés de soudage par ondes THT consomment généralement plus d'énergie et peuvent nécessiter des produits chimiques de nettoyage plus agressifs

Maintenance et réparation:

Le SMT nécessite des équipements spécialisés pour la réparation et le retraitement, y compris des systèmes à air chaud et des outils de micro-soudage

Le THT permet une réparation manuelle plus facile à l'aide d'un équipement de soudure standard

8Tendances futures et orientation de l'industrie

L'industrie de la fabrication d'électronique continue de tendre vers la domination des SMT en raison de la volonté incessante de miniaturisation et de fonctionnalités accrues dans des facteurs de forme plus petits.Le THT conserve son importance dans des applications de niche spécifiques où ses atouts en matière de fiabilité et de gestion de l'alimentation restent précieux..

Les approches hybrides qui combinent les deux technologies sur une seule carte deviennent de plus en plus courantes, permettant aux concepteurs de tirer parti des forces de chaque technologie lorsque cela est le plus approprié.

Conclusion: Sélection de la technologie appropriée

Le choix entre les lignes de production SMT et THT dépend de plusieurs facteurs:

Exigences relatives au produit:Restrictions de taille, environnement d'exploitation et besoins de fiabilité

Volume de production:La production en volume élevé favorise la SMT, tandis que la production en volume réduit peut justifier la THT

Considérations relatives aux coûts:Les coûts d'investissement initial et les coûts unitaires

Les capacités techniques:Compétences et équipements disponibles

Pour la plupart des produits électroniques modernes, la SMT représente l'approche standard en raison de son efficacité, de sa densité et de ses avantages en termes de coût à l'échelle.Le THT demeure essentiel pour des applications spécifiques où la robustesse mécanique est, la gestion de la puissance élevée ou les performances en milieu extrême sont des préoccupations primordiales.