Современное производство электронных устройств базируется на двух технологиях размещения компонентов на печатных платах. У каждого способа размещения компонентов есть свои физические принципы и технологические особенности. Комбинация разных параметров такого размещения определяет область применения и конечные характеристики электронного изделия. Выбор оптимальной технологии сборки печатной платы на этапе ее разработки с применением DIP или SMТ-монтажа является непременным условием разработки современных электронных устройств и оборудования. Трехбуквенные аббревиатуры (DIP и SMT) обозначают два принципиально разных подхода к размещению электронных компонентов на печатных платах. Электронные компоненты и микросхемы входят в перечень основных элементов любого электронного устройства, при этом они крепятся на пластину из диэлектрика (стеклотекстолит) различными видами монтажа печатных плат. Фиксация с помощью припоя выводов компонентов к металлизированным дорожкам обеспечивает их включение в общую электропроводящую цепь и создание электрического контакта с другими рабочими узлами на печатной плате. В зависимости от типа и назначения электронных компонентов размещение на стеклотекстолите происходит одним из представленных способов монтажа:
·        SMT — поверхностный;
·        DIP — выводной;
·        SMT + DIP — смешанный.

SMT монтаж печатных плат (поверхностный) характеризуется фиксацией электронных компонентов непосредственно на внешние стороны платы. При этом выводы припаиваются к металлизированным площадкам, не проходя насквозь стелотекстолит печатной платы. Благодаря этому электропроводящие цепи могут наноситься на обе стороны платы, не контактируя между собой. Таким образом удается вдвое увеличить полезную рабочую площадь для закрепления электронных компонентов на обе стороны печатной платы.
В отличие от DIP, SMT монтаж не требует предварительного сверления сквозных отверстий. Микросхемы и другие электронные устройства фиксируют на поверхности печатной платы. Для этого способа размещения используют компоненты с маркировкой SMD.
Критерии качества электронной сборки при SMT монтаже регламентирует стандарт IPC-A-610, созданный организацией «IPC». Согласно регламенту IPC-A-610, электронные компоненты фиксируют на контактных площадках с помощью паяльной пасты. Предварительно печатную плату нагревают в конвекционной печи до температуры 230−260°C. После проведения термопайки прочность соединений печатной платы достигают нормативного значения.
Внешнее отличие SMT монтажа заключается в размещение компонентов с обеих сторон платы, при этом, если сравнивать с DIP технологией, у платы с SMT компонентами на единице площади размещается больше чипов или корпусов комонентов. При этом плотность компоновки выше в 3−5 раз по сравнению с DIP монтажом.
Существует два варианты сборки печатной платы с SMT монтажом: автоматический или ручной SMT-монтаж. В первом варианте используют автоматический установщик. Во втором случае применяют ручной манипулятор для SMD компонентов.

Выводной DIP монтаж обеспечивает надежность соединений, тогда как поверхностный SMT способ гарантирует компактность и высокую плотность компоновки. Правильный выбор технологии определяет функциональность, стоимость и сроки производства электронных систем. Описание и требования к технологии DIP монтажа регламентируются ГОСТ Р МЭК 61 192−3-2010. При выполнении DIP монтажа микросхемы и компоненты устанавливают на одной поверхности платы, а пайку производят с противоположной стороны этой печатной платы. Механическая прочность соединения при DIP монтаже достигает 15 Н на один вывод.

DIP выводной монтаж представляет собой фиксацию компонентов или микросхем в отверстия на печатной плате. Электрические контакты компонентов припаиваются к металлизированному слою в отверстиях и прочно в них закрепляются. Отличительная черта такого способа крепления электронных компонентов, это прохождение выводов насквозь через стеклотекстолит печатной платы. При этом на обратной ее стороне образуются неровности из припоя, которые впоследствии частично удаляются. В практике проволочные выводы компонентов направляют в сквозные отверстия, при этом проходы сквозных отверстий диаметром от 0,6 до 1,2 мм предварительно металлизируют.

Важно понимать, что размерные характеристики электронных компонентов кардинально отличаются. Высота корпуса микросхемы для DIP монтажа равна 3-15 мм, шаг выводов 2,54 мм, расстояние между рядами выводов-7,62 или 15,24 мм. С другой стороны, габариты некоторых корпусов SMD компонентов- у микросхемы SOD-323: 1,7 × 0,9 × 0,8 мм, SMC (DO-214AB): 7,1 × 6,2 × 2,5 мм. В зависимости от конструкции SMD-чипа, минимальное расстояние между контактными площадками — 1,0-1,5 мм. Такие размерные отличия влияют на компактность и функциональность печатной платы. Так на платах с SMD компонентами можно разместить до 400-500 компонентов (в пересчете на квадратный сантиметр), а вот при использовании DIP компонентов количество контактов: 4-64, реже -100 выводов на квадратный сантиметр.
Способы SMT и DIP монтажа различаются технологическими процессами. Способ закрепления микросхем через сквозные отверстия требует сверления и металлизации переходных отверстий. Дополнительные переходные отверстия увеличивают трудоемкость и себестоимость изготовления печатной платы.
При SMT монтаже установку и размещение компонентов на поверхности платы производят установщиком с предварительно нанесенной паяльной пастой на контактные площадки при помощи принтера паяльной пасты. Также возможен вариант группового SMT монтажа в конвекционных, инфракрасных или парофазных печах оплавления. Из практики известно, что по сравнению с DIP монтажом, на SMT монтаж требуется в 2-3 раза меньше времени.

Фундаментальные различия технологий DIP и SMT монтажа заключается в способе физического соединения компонентов с печатной платой. Поверхностный метод соединения SMD компонента базируется на планарных контактах на подложке электронного компонента, а вот выводной монтаж построен на объемном соединении через отверстия, которые заранее сверлят и металлизируют на печатной плате. В этих отверстиях размещают выводы электронных компонентов и затем производят пайку с противоположной стороны. В процессе этой пайки капли расплавленного припоя остывают и образуют наплывы. На завершающей операции DIP монтажа точечные излишки припоя удаляют.

У каждой технологии монтажа есть свои преимущества и ограничения. DIP монтаж превосходит SMT по надежности соединений, при этом механическая прочность паяных стыков достигает 12−15 Н на один вывод, что в три раза больше аналогичного показателя у SMT монтажа.
В случае, когда скорость выполнения работ имеет решающее значение для ремонтопригодности изделий, то DIP монтаж имеет явное преимущество, поскольку отличается простотой ручной сборки печатных плат и демонтажа компонентов.
Некоторые недостатки DIP монтажа компонентов:
·        значительные габариты и вес отдельных электронных компонентов;
·        необходимость пред- и постмонтажной обработки печатных плат (создание, металлизация отверстий, обрезка выводов);
·        большие размеры и вес готового электронного изделия;
·        замедление передачи сверхскоростных сигналов из такого типа монтажа.

Основные преимущества при SMT монтаже следующие: 
·        более компакные габариты печатной платы за счет использования обеих ее сторон;
·        простота в производстве печатных плат (отсутствие необходимости сверлить, металлизировать отверстия);
·        меньшие габариты и вес компонентов, их выводов;
·        удобство и надежность фиксации электронных компонентов;
·        компактность готового изделия;
·        возможность групповой пайки в печи всех компонентов одновременно;
·        отсутствие необходимости в постмонтажной обработке плат.

Однако наблюдаются следующие недостатки SMT монтажа компонентов:
·        потребность в функциональном и технологичном монтажно-паяльном оборудовании и высококвалифицированных инженерах;
·        необходимость точного учета температурных характеристик компонентов (во избежание перегрева при пайке);
·        потребность в использовании компонентов исключительно высокого качества.

Преимущества SMT монтажа: плотность, надежность, компактный дизайн, ускоренное производство, высокие частотные характеристики в готовом изделии.
Автоматический SMT монтаж обеспечивает высокую скорость сборки: для портальных систем- до 300 000 компонентов в час, револьверных систем -100 000 ед./ч. При этом рекордная производительность сочетается с соблюдением точности позиционирования (±0,05 мм).

Выбор технологии монтажа определяется техническими требованиями к изделию, условиями эксплуатации и экономической целесообразностью. DIP монтаж предпочтителен для силовых электронных устройств, которые работают при определенных условиях, где сила тока свыше 5 А, а напряжение более 500 В.
DIP монтаж важен для компаний, которые занимаются прототипированием и мелкосерийным производством. Предпочтение объясняется простотой ручного монтажа и гибкостью (возможностью быстрой модификации электрических схем). Размещение DIP компонентов вручную не требует специального оборудования и может выполняться обычным паяльником на столе с термостойкой рабочей поверхностью.
SMD монтаж-это безальтернативная технология для портативных электронных устройств, где габариты и энергопотребление влияют на готовые решения. Такие устройства как измерительные приборы (мультиметры, анализаторы, осциллографы), а также высокочастотная техника связи, средства радиолокации, используют исключительно SMT монтаж для минимизации паразитных параметров.
Крупносерийное производство электронных изделий экономически оправдано только при автоматическом SMD монтаже, где стоимость пайки имеет принципиальное значение и в 10-20 раз меньше по сравнению с DIP монтажом.

Определиться с тем, какой способ монтажа электронных компонентов лучше подходит можно только после изучения технической документации, назначения и целей применения готового изделия. Современные тенденции, направленные на повышение функциональности электронных устройств с одновременным уменьшением их габаритно-весовых характеристик, позиционируют поверхностный монтаж, как оптимальное решение. С другой стороны, DIP монтаж обеспечивает максимальную надежность и ремонтопригодность электронных устройств. Комбинация SMT и DIP монтажа позволяет достигнуть высокой технологичности и ремонтопригодности современных электронных изделий. В настоящее время оба вида монтажа используются постоянно, однако SMT монтаж стремительно набирает популярность, в то время как DIP монтаж постепенно теряет свою актуальность.

Гексан — контрактное производство электроники

192007, г. Санкт-Петербург, вн.тер.г. МО Волковское, Лиговский пр-кт, д. 153, литера А,
помещ. 7-Н, помещ.165

ОГРН 1187847238919 ИНН 7810737444