Виды монтажа печатных плат

Микросхемы входят в перечень основных элементов любого электронного устройства. Они крепятся на пластины из диэлектрика различными видами монтажа печатных плат. Припой выводов к металлизированным дорожкам обеспечивает их включение в общую электропроводящую цепь и создание контакта с другими рабочими узлами. В зависимости от типа, назначения микросхем, они фиксируются на пластине одним из представленных способов монтажа:

 

  • SMD — поверхностным;

  • DIP (TNT) – выводным;

  • SMD + DIP — смешанным.

     

Поверхностный монтаж характеризуется фиксацией электронных компонентов непосредственно на внешние стороны платы. Выводы припаиваются к металлизированным дорожкам, не проходя пластину насквозь. Благодаря этому электропроводящие цепи могут наноситься на обе стороны платы, не контактируя между собой. Таким образом удается вдвое увеличить полезную рабочую площадь для крепления элементов.

Выводной монтаж представляет собой фиксацию микросхем в отверстия на плате. Контакты припаиваются к металлизированному слою в отверстиях и прочно в них закрепляются. Отличительная черта такого способа крепления элементов — прохождение их выводов насквозь через диэлектрическую пластину. При этом на обратной ее стороне образуются бугорки из припоя, которые впоследствии обрезаются. 

Каждый из представленных видов монтажа используется как по отдельности, так и в комбинации с другим. При создании сложных микросхем элементы часто фиксируются как поверхностным, так и выводным способом. Это позволяет наладить бесперебойную работу компонентов как на одной, так и на разных пластинах многослойных плат.

Какие виды печатного монтажа лучше

Выбор в пользу SMD- или DIP-фиксации элементов на пластине зависит от их назначения и требований к функциональности готовой микросхемы. Большинство печатных плат создается комбинированием поверхностного и выводного монтажа. Каждый из способов имеет свои достоинства и недостатки, что не позволяет объективно судить, какой из них лучше или эффективнее. 

Однако можно отметить, то TNT-фиксация элементов с середины 80-х годов прошлого столетия являлась основным методом. Сформирована исчерпывающая теоретическая база, разработано функциональное оборудование для создания отверстий и пайки микросхем. Тем не менее данный способ крепления элементов теряет свою популярность на протяжении последних 20 лет. Он вытесняется методом поверхностного монтажа.

 Практически любая плата, которую сегодня можно увидеть, преимущественно состоит именно из СМД-элементов. Доля же ДИП-компонентов в общем количестве микросхем в большинстве случаев не превышает 25-30%. Оба вида печатного монтажа используются постоянно. Однако поверхностный стремительно набирает популярность, в то время как выводной постепенно теряет свою актуальность.

Преимущества и недостатки каждого способа монтажа плат

Методы поверхностного и выводного крепления элементов на пластину характеризуются рядом особенностей. Они отражают достоинства и недостатки каждого способа монтажа. Преимущества СМД-фиксации компонентов: 

  • меньшие размеры платы за счет использования обеих ее сторон;

  • простота в обработке пластин (отсутствие необходимости сверлить, металлизировать отверстия);

  • меньшие габариты и вес компонентов, их выводов;

  • удобство и надежность фиксации элементов;

  • компактность готового изделия;

  • возможность групповой пайки в печи всех микросхем одновременно;

  • отсутствие необходимости в постмонтажной обработке плат.

Недостатки SMD-фиксации компонентов:

  • потребность в функциональном монтажно-паяльном оборудовании и высококвалифицированных инженерах;

  • необходимость точного учета электро-термических характеристик элементов (во избежание перегрева при пайке);

  • потребность в использовании компонентов исключительно высокого качества.

При таком методе крепления микросхем преимущественно применяется специальное полуавтоматическое оборудование. Это и станки для нанесения паяльной пасты, и машины, обеспечивающие захват, установку компонентов под управлением опытных инженеров. Такой способ монтажа плат лучше поддается автоматизации, что повышает его актуальность при серийном производстве.

Преимущества ТНТ-фиксации элементов:

  • надежный припой всех контактов в металлизированных отверстиях;

  • возможность использования элементов среднего качества;

  • пониженный риск перегрева компонентов, их повреждения и отслаивания;

  • возможность припоя выводов к внутренним слоям пластины.

     

Недостатки ДИП-фиксации компонентов:

  • большие габариты и вес каждого элемента, выводного контакта;

  • необходимость пред- и постмонтажной обработки плат (создание, металлизация отверстий, обрезка выводов);

  • большие размеры и вес готового изделия;

  • замедление передачи сверхскоростных сигналов.

     

Такой метод крепления элементов осуществляется преимущественно в ручном режиме. Инженер с паяльником фиксирует каждый контакт. На это уходит немало времени. Поэтому такой способ монтажа актуален при мелкосерийном производстве или создании максимально сложных плат на заказ. Также он является основным методом в процессе ремонта. Несмотря на многообразие полуавтоматического оборудования, станки используются, обычно, для создания отверстий, их металлизации.

 

Какой тип монтажа печатных плат выбрать

Определиться с тем, какой способ фиксации элементов лучше подходит для изготовления микросхем, можно только после изучения технической документации, их назначения и целей применения. Современные тенденции, направленные на повышение функциональности устройств с одновременным уменьшением их габаритно-весовых характеристик позиционируют поверхностный монтаж как оптимальное решение.

Крепление выводных элементов незаменимо при создании многослойных плат. Проверенная надежность такого способа фиксации микросхем делает его традиционным методом в изготовлении блоков питания, панелей управления, оборудования для электростанций и др. Определиться с подходящим типом монтажа печатных плат может только высококвалифицированный специалист с профильным образованием и бесценным практическим опытом.