Монтажом компонентов на печатную плату называют процесс установки электронных компонентов на печатную плату с последующим формированием электрических и механических соединений. В это понятие входит не только пайка, но и весь комплекс операций, который обеспечивает работоспособность сборки готового изделия или узла. Печатная плата служит несущей и коммутационной основой. На ее поверхности и во внутренних слоях формируются проводники, контактные площадки, переходные отверстия, зоны теплоотвода и монтажные поля. Компоненты размещаются в соответствии со схемой и топологией, после чего закрепляются пайкой. Монтаж печатных плат определяет каким из способов электронные компоненты закрепляются на плате и как формируются электрические соединения. От выбора технологии зависят габариты устройства, плотность компоновки компонентов на плате, тепловой режим работы, надежность, ремонтопригодность готового изделия.

Когда обсуждают виды монтажа печатных плат, чаще всего имеют в виду две базовые технологии — выводной и поверхностный монтаж. Но такого деления недостаточно. На практике применяются смешанные схемы монтажа, c двусторонней установкой компонентов, ручной и автоматизированной сборкой, а также применяются специальные приемы для силовой, высокочастотной и высоконадежной электроники. Определиться в этом необходимо еще на этапе проектирования печатной платы. 
Любой монтаж охватывает несколько групп операций:

• подготовку печатных плат;
• нанесение паяльной пасты или флюса;
• установку компонентов;
• пайку;
• отмывку при необходимости;
• контроль качества;
• электрические испытания;
• ремонт и доработку.

Выбранный способ монтажа задает технологическую цепочку производства готового изделия. Так для выводных компонентов требуются отверстия, металлизация, иной подход к трассировке и своя логика автоматизации производства монтажа. Для поверхностных компонентов важна точность посадочных мест, параметры пасты, профиль оплавления и контроль качества паяных соединений. Выбор монтажа нельзя сводить к вопросу удобства сборки. Это инженерное решение, которое влияет на весь готовый продукт.
Еще один важный момент связан с тем, что монтаж нельзя оценивать в отрыве от схемы, корпуса изделия и условий эксплуатации. Одна и та же электрическая схема способна работать по-разному в зависимости от длины выводов, распределения массы деталей, качества теплоотвода и точности пайки. Поэтому при разработке платы технологические ограничения рассматривают совместно с электрическими требованиями.

С другой стороны, выводной монтаж требует сверления отверстий, увеличивает площадь платы и ограничивает плотность размещения. При серийном выпуске электронных сборок с выводным монтажом это делает конструкцию крупнее и усложняет маршрутизацию слоев на печатной плате.

Выводной монтаж применяется для компонентов, выводы которых проходят через отверстия в плате и припаиваются с обратной стороны или в металлизированном отверстии. Такая технология известна как THT — Through-Hole Technology.
К этой группе относятся резисторы и конденсаторы в радиальном и аксиальном исполнении, разъемы, силовые элементы, трансформаторы, реле, крупные электролитические конденсаторы, кнопки. Преимущество THT состоит в высокой механической прочности соединения. Поэтому технология остается востребованной там, где есть вибрация, усилие на разъемах, токовая нагрузка или необходимость ручной замены компонентов.

SMT позволяет повысить плотность компоновки, уменьшить размеры изделия, автоматизировать установку и пайку, а также сократить длину соединений. Это важно для цифровой аппаратуры и для высокочастотных узлов, где паразитные индуктивности и емкости оказывают первостепенное влияние на работу электронной схемы.
Важно понимать, что ограничения тоже присутствуют. Так некоторые SMD компоненты хуже переносят механическую нагрузку, а ручной ремонт плотных плат требует опыта и подходящего оснащения. Кроме того, для силовых электронных компонентов и разъемов поверхностный монтаж не всегда удобен без дополнительных конструктивных мер.

Поверхностный монтаж предусматривает установку компонентов прямо на контактные площадки на поверхности платы. Такая технология обозначается как SMT — Surface Mount Technology, а сами компоненты называют SMD (Surface Mount Device).

Смешанный монтаж сочетает THT и SMT технологии в одном готовом электронном изделии. Это распространенная производственная практика, при которой на одной плате нередко размещают микросхемы, мелкие пассивные элементы и малогабаритные разъемы в SMD исполнении, а силовые клеммы, крупные конденсаторы, дроссели, трансформаторы и крепежные элементы в выводном исполнении. Такой подход дает баланс между плотностью монтажа и механической прочностью. Смешанный вариант особенно часто встречается в промышленной электронике, источниках питания, средствах связи, телеметрии и приборах с внешними разъемами. В таких устройствах требуется совместить компактную управляющую часть с надежной установкой массивных или нагруженных электронных компонентов.

Выбор вида монтажа должен опираться на конструктивные, электрические и производственные требования. Окончательное решение принимают не по одной характеристике, а по совокупности параметров. Сначала оценивают назначение устройства, условия эксплуатации, ограничения по габаритам, тепловыделение, механические нагрузки, планируемый тираж и требования к обслуживанию. Затем анализируют номенклатуру электронных компонентов. Если ответственные компоненты выпускаются только в SMD корпусах, то вопрос решается в сторону SMT монтажа. Если же в электронном узле много силовых или нагруженных элементов, то без THT монтажа или смешанной схемы обойтись будет сложно.
Перед выбором типа монтажа нужно определиться с такими критериями:

• требуемая плотность монтажа;
• рабочий ток и мощность;
• механическая нагрузка на плату;
• условия вибрации;
• серийность производства;
• доступность ремонта и обслуживания;
• тип корпусов компонентов.

Важно учитывать, что для ВЧ-трактов короткие соединения между компонентами и стабильная геометрия важнее удобства ручной пайки. Для опытных и сервисных устройств удобство замены компонентов нередко перевешивает требования к плотности монтажа на плату. Для силовых преобразователей часто используют смешанный подход, управляющая часть выполняется на SMT монтаже, а силовая и механически нагруженная на THT.
Также важны требования к контролю качества. Если конструкция насыщена BGA-корпусами, а у производства нет рентген-контроля, то риск дефекта заметно возрастают. Если на плате много выводных массивных деталей, то нужно заранее учитывать деформацию при пайке и нагрузки на отверстия. Выбор монтажа без учета реальных возможностей производства почти всегда приводит к переделкам и доработки топологии печатной платы. К примеру, если электронное устройство предполагает длительную эксплуатацию и ремонт, то конструкцию делают более доступной для замены типовых компонентов с ТНТ монтажом. Если же изделие рассчитано на крупную серию и компактный корпус, приоритет смещается в сторону высокой автоматизации и SMT монтажа.

Виды монтажа печатных плат нельзя рассматривать как формальную классификацию. За каждым вариантом стоит своя логика проектирования, производства и эксплуатации. THT монтаж нужен там, где важны прочность, токовая нагрузка и удобство обслуживания. SMT незаменим для компактной, плотной и серийной электроники. Смешанный монтаж объединяет преимущества обеих технологий и потому используется чаще, чем принято думать. Чем раньше будет тип монтажа согласован с задачами готового электронного изделия на этапе проектирования и возможностями производства, тем ниже риск переделок, дефектов и лишних затрат на следующих этапах.

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