Монтаж, клаcсификация, история

Монтаж, класcификация, история

Сейчас, впрочем, как и десять лет назад, уже невозможно представить нашу жизнь без электрических приборов, будь то микроволновая печь или компьютер. Электроника настолько глубоко внедрилась в наш быт и существование, что лишившись хотя бы малой части того великого множества неутомимых помощников, что окружает нас ежедневно, человек, внезапно предоставленный сам себе, становится как без рук.

На протяжении всей истории развития электрических приборов, прослеживается тенденция к уменьшению габаритных размеров, веса, потребляемой энергии и т.д.  И в то же время, в постоянно уменьшающиеся  объемы корпуса наших устройств,  производители стремятся вложить все больше вычислительных мощностей, объемов памяти, функциональных возможностей.

Внешняя миниатюризация устройства – лишь завершающий этап в производстве, начало закладывается значительно глубже, на этапе проектирования и разработки новых технологических процессов изготовления полупроводниковых приборов: транзисторов, микросхем, процессоров. Вместе с уменьшением габаритных размеров компонентов, изменяются и технологии монтажа компонентов на печатную плату.

Начиналось все с навесного монтажа, когда каждый компонент припаивался к отдельным клеммам, таким образом, собиралась электрическая схема. Нужно ли говорить, что с миниатюрностью устройств в данный период было не просто. Однако навесной монтаж и  сейчас применяется в изготовлении высококачественных ламповых усилителей Hi-Fi класса, пожалуй, это единственный пример применения такой технологии в производстве бытовой аппаратуры image001
На смену клеммам и соединительным проводам в навесном монтаже пришла печатная плата – пластина из диэлектрика (текстолит) с нанесенными медными дорожками в качестве проводников image003
Выводы компонентов вставлялись в отверстия в плате с обратной стороны от проводников и запаивались. Вначале использовали односторонние платы, токопроводящие дорожки находились только с одной стороны  текстолита, впоследствии, с увеличением плотности монтажа компонентов, платы стали изготавливать двухсторонними. Данная (сквозная, выводная) технология монтажа и сейчас применяется повсеместно, в устройствах с невысокой степенью интеграции. image005
Следующим этапом развития стала технология поверхностного монтажа ТМП (технология монтажа на поверхность), SMT (surface mount technology) и SMD-технология (от surface mounted device — прибор, монтируемый на поверхность). Данная технология является наиболее распространенным на сегодняшний день методом конструирования и сборки электронных узлов на печатных платах. Отличительной особенностью от выводного монтажа является то, что компоненты монтируются на поверхность печатной платы image007
Завершающим этапом развития технологии монтажа на данный момент является BGA монтаж ( Ball grid array — массив шариков). Все выводы микросхемы представляют собой шарики припоя, располагающиеся на корпусе микросхемы image009
Установка такой микросхемы проходит  несколько этапов, микросхему располагают на печатной плате, согласно маркировке ответных контактных площадок на плате, далее зону установки микросхемы нагревают до температуры плавления припоя, силы поверхностного натяжения расплавленного припоя заставляют микросхему зафиксироваться четко над тем местом, где она должна находиться на плате. BGA – это решение проблемы производства микросхемы в миниатюрном корпусе с большим количеством выводов. В совокупности с применением технологии изготовления многослойных печатных плат, BGA монтаж позволяет достичь высокой плотности установки компонентов, что в свою очередь в итоге уменьшает размеры платы и габариты устройства в целом. image011

В процессе развития технологий монтажа, вместе с увеличением плотности монтажа и компактности устройств – растет сложность техпроцессов производства, растут требования к точности их соблюдения. Малейшая ошибка на этапе проектирования либо же изготовления, неминуемо приводит к браку. К сожалению, для BGA монтажа это является самым узким местом. В противовес к такому преимуществу, как большое количество выводов в маленьком корпусе, мы получаем слабую (по сравнению с другими видами монтажа) устойчивость к ударным, вибрационным нагрузкам, высокие требования к тепловым режимам работы.