warum smt? Wie geht's mit EMS?

Warum SMT?

Hersteller evaluieren kontinuierlich neue Komponenten und Systemtechnologien hinsichtlich der Reduzierung der Größe, der Erhöhung der Designflexibilität, der Verbesserung der Zuverlässigkeit und der Reduzierung der Systemkosten. SMT erfüllt alle diese Anforderungen. Es kann eine Größenreduzierung von über 40 % und eine Reduzierung der Montagekosten um fast 50 % ermöglichen und die Leistung elektrischer Schaltkreise verbessern [Lea, 1988].

SMT reduziert Größe und Gewicht

Die erhöhte Bauteildichte kann zu einer höheren Funktionalität auf gleichem Raum führen. Dies ermöglicht es dem Systemhersteller, sein Produkt durch sorgfältige Auswahl seiner Komponenten preislich am Markt zu differenzieren.

• SMT-Komponenten benötigen weniger Leiterplattenfläche und -volumen als ihre Durchsteckbauteile.
• Komponenten können auf beiden Seiten von Platinen montiert werden.
• Leichtere Komponenten mit gleicher Funktionalität können dabei von Bedeutung sein

  Luft- und Raumfahrtindustrie sowie tragbare Unterhaltungselektronik.

  SMT steigert die Leistung

• SMT bietet aufgrund kürzerer Pfade eine bessere Interkonnektivität und sorgt für eine geringere Induktivität und Kapazität.
• SMT reduziert die Paketausbreitungsverzögerung, also die Zeit, die das Signal benötigt, um von einer Komponente zur anderen zu gelangen. Typischerweise liegen die längsten Verzögerungen im System außerhalb des Chips.
• Elektromagnetische Störungen können durch die Kombination empfindlicher Schaltkreise auf einer einzigen Platine und die Verbesserung des Abschirmungsdesigns gegen elektromagnetische Induktion (EMI) verringert werden.

  SMT verbessert die Zuverlässigkeit

• Die kleinere und leichtere Konstruktion von SMCs ermöglicht es ihnen, Stößen und Vibrationen besser standzuhalten als ihre Gegenstücke mit Durchgangsbohrung.
• Die reduzierte Anzahl an Leiterplatten und Anschlüssen verbessert die Gesamtzuverlässigkeit auf Systemebene.
• Bei SMT-Systemen muss jedoch sorgfältig auf die mechanische Konstruktion geachtet werden, um eine Überbeanspruchung der Lötstellen zu vermeiden.
• Der anspruchsvolle Charakter des SMT-Prozesses hat zu einer umfassenden Automatisierung und entsprechenden Steigerungen der Produktqualität geführt.

• SMT senkt die Kosten

  • Blanke Platinen
  Der Einsatz von SMT führt typischerweise dazu, dass Leiterplatten mit kleinerer Fläche verwendet werden, da die Größe der verwendeten Komponenten reduziert wird. Im Allgemeinen gilt bei zwei funktionell gleichwertigen Leiterplatten, von denen eine oberflächenmontiert und die andere mit herkömmlicher Durchgangsbohrung ausgestattet ist, die Leiterplatte umso teurer, je größer sie ist. Eine erhöhte Dichte auf einer SMT-Platine erfordert im Allgemeinen mehrere Schichten sowie kleinere Linienbreiten und -abstände, um die Komponenten mit feinerem Rastermaß unterzubringen, und kleinere Lochdurchmesser, um die Schichten miteinander zu verbinden. Ein Loch ist nur erforderlich, um das Signal zu einer anderen Schicht zu übertragen, während bei Komponenten mit Durchgangsbohrung für jede Leitung jeder Komponente ein Loch vorhanden sein muss.

  • Wird bearbeitet

  Oberflächenmontierte Komponenten sind fast alle für die automatische Montage konzipiert. Viele ungewöhnlich geformte Durchgangslochkomponenten, sogenannte Odd-Formed-Komponenten, die für die Handmontage konzipiert wurden, können jetzt auch automatisch platziert werden. Die automatisierte Montage von oberflächenmontierten Baugruppen kann mit einer flexiblen automatischen Bestückungsmaschine erfolgen, während für die verschiedenen Durchgangslochkomponenten möglicherweise mehrere Maschinen erforderlich sind.

  Da immer mehr Arten von Komponenten im Oberflächenmontageformat verfügbar werden, sind entsprechend weniger Komponenten in Durchsteckkonfiguration verfügbar, was die Kosten vieler SMC-Geräte senkt. Während Durchgangslochkomponenten automatisch eingesetzt werden können, sind die Gesamtkosten für Ausrüstung, Stellfläche und Verarbeitung höher.

  • Werksbetrieb

  Für eine SMC-Montagelinie sind weniger Arten von Montagemaschinen erforderlich und sie benötigen häufig weniger Stellfläche. Automatisierte SMT-Montagelinien sind deutlich produktiver als PTH-Montagewerkzeuge. Dadurch wird der Durchsatz bei der SMT-Fertigung erheblich gesteigert und die Kosten pro Baueinheit deutlich reduziert.

  SMT erhöht die Flexibilität

  • SMT bietet eine größere Auswahl an Verpackungsmöglichkeiten als die Insert-Mount-Technologie.
  • SMT ermöglicht die Verwendung von oberflächenmontierten und einsteckmontierbaren Geräten in derselben Baugruppe.

  SMT vereinfacht die Handhabung und den Lagerplatzbedarf

  Oberflächenmontierte Komponenten sind aufgrund der verschiedenen Lagerformate, in denen sie versendet und den Bestückungsautomaten präsentiert werden, einfach zu handhaben. Klebeband, Kassette, Sticks, Magazine und Matrix-Trays ermöglichen eine effektive und sichere Handhabung und einen effektiven Versand. Die Speicherformate weisen folgende Merkmale auf:

  • Große Anzahl an Bauteilen pro Verpackungseinheit, dadurch geringere Belastungshäufigkeit der Werkzeuge.
  • Geringe Menge an Verpackungsmaterial pro Komponente, was zu geringeren Versand- und Lagerkosten führt.
  • Schutz vor Transport- und Handhabungsschäden.
  • Standardisierung, eindeutige Ausrichtung der Komponenten.
  • Schutz vor elektrostatischer Entladung, dadurch weniger defekte Systeme

    und nacharbeiten.

  • Kompatibel mit hochautomatisierten Geräten.

    Organisationen und Gruppen der Elektronikindustrie

    In den USA, Europa und Japan befinden sich noch einheitliche Standards für die Oberflächenmontagetechnologie in der Entwicklung. Obwohl viel erreicht wurde, gibt es immer noch keine einheitlichen Branchenrichtlinien. Es werden jedoch Anstrengungen unternommen, um dieses Problem zu lösen. Beispielsweise gab es Unstimmigkeiten zwischen den vom IPC und der EIA festgelegten Standards. Als dies erkannt wurde, haben sie sich zusammengeschlossen, um einen Rat namens Surface Mount Council zu gründen, um die verschiedenen Standards zwischen den Benutzern und den Entwicklern dieser Standards zu koordinieren. Diese Dokumente tragen die Bezeichnung J-STD-xxx. Darüber hinaus arbeiten andere Organisationen wie die International Microelectronics and Packaging Society (IMAPS) gemeinsam an technischen Fragen in der Leiterplattenindustrie. Diese Entwicklungen sind vielversprechend und sollten in naher Zukunft zu einem gemeinsamen Industriestandard führen.

    IPC – Association Connecting Electronics Industries

    2215 Sanders Road Northbrook, IL 60062-6135 USA Tel.: (847) 509-9700 Fax – (847) 509-9798
    Internet: www.ipc.org

    Im Jahr 1999 änderte das IPC seinen Namen von Institute of Interconnecting and Packaging Electronic Circuits in IPC. Der neue Name wird von einer Identitätserklärung begleitet: Association Connecting Electronics Industries.

    IPC wurde 1957 als Institut für gedruckte Schaltungen gegründet. Da sich immer mehr Elektronikmontageunternehmen dem Verein anschlossen, wurde der Name in „Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits“ geändert. In den 1990er Jahren konnten sich die meisten Leute in der Branche nicht an den Namen erinnern und/oder waren sich nicht einig darüber, was die Wörter im Namen bedeuteten. Darüber hinaus konnten die Verantwortlichen der Regierung oder anderer Unternehmensgruppen den Namen ebenfalls nicht verstehen.