Die Oberflächenmontagetechnik (SMT) ist eine der Kerntechnologien im Bereich der Elektronikfertigung. Durch die direkte Montage von mikroelektronischen Bauelementen auf der Oberfläche von Leiterplatten (PCBs) hat sie die traditionelle Durchsteckmontagetechnik ersetzt und ist zu einem wichtigen Treiber für die Miniaturisierung und hohe Leistung moderner elektronischer Produkte geworden. Von Smartphones bis hin zu Luft- und Raumfahrtausrüstung ist SMT allgegenwärtig und kann als der "unsichtbare Ingenieur" der Elektronikindustrie bezeichnet werden.
SMT entstand in den 1960er Jahren und wurde erstmals von IBM in den Vereinigten Staaten entwickelt. Sie wurde zunächst in Kleincomputern und Luft- und Raumfahrtausrüstung (wie dem Navigationscomputer der Saturn-Startrakete) eingesetzt.
Der Kern der SMT liegt im "Montieren" und "Löten". Der Prozess ist hochautomatisiert und besteht hauptsächlich aus den folgenden Schritten:
Mithilfe einer durch Laser geschnittenen Edelstahlschablone (mit einer Dicke von 0,1-0,15 mm) wird Lotpaste präzise über einen Rakel auf die Leiterplattenpads gedruckt. Lotpaste wird durch Mischen von Lotpulver und Flussmittel hergestellt. Die Druckdicke muss kontrolliert werden (normalerweise 0,3-0,6 mm) 69.
Schlüsselgeräte: Vollautomatischer Lotpastendrucker, in Verbindung mit SPI (Lotpastendetektor) für 3D-Scannen, um die Druckqualität sicherzustellen 69.
Die Bestückungsmaschine greift Bauelemente (wie Widerstände, Kondensatoren und Chips) über Vakuumdüsen und erreicht mit einem visuellen Positioniersystem eine Genauigkeit von ±0,025 mm. Sie kann über 200.000 Punkte pro Stunde bestücken.
Schwierigkeiten: Für unregelmäßig geformte Bauelemente (wie flexible Steckverbinder) sind spezielle Düsen erforderlich, und BGA-Gehäuse verlassen sich auf Röntgeninspektion, um die Integrität der Lotkugeln zu überprüfen.
Durch präzise Steuerung der Temperaturkurve (Vorheizen, Einweichen, Reflow, Abkühlen) wird die Lotpaste geschmolzen und zuverlässige Lötstellen werden gebildet. Die Spitzentemperatur bleifreier Verfahren beträgt in der Regel 235-245℃, und die Hochtemperaturzone dauert 40-60 Sekunden.
Risikokontrolle: Die Abkühlrate sollte ≤4℃/s betragen, um Gitterdefekte an den Lötstellen zu vermeiden.
Im Vergleich zur traditionellen Durchstecktechnik hat SMT in mehreren Dimensionen Durchbrüche erzielt:
Die Oberflächenmontagetechnik ist nicht nur der technische Grundpfeiler der Elektronikfertigung, sondern auch eine unsichtbare Kraft, die die Menschheit in das intelligente Zeitalter treibt. Vom "Montieren" bis zum "Löten", von Mikrometern bis zu Nanometern, jede Weiterentwicklung der SMT gestaltet die Grenzen elektronischer Produkte neu. In Zukunft wird SMT mit der Integration neuer Materialien und intelligenter Technologien weiterhin eine technologische Legende von "klein, aber leistungsstark" schreiben.