¿Qué es la Tecnología de Montaje Superficial (SMT)?

La tecnología de montaje superficial (SMT - inglés - Surface Mount Technology) es el proceso de construir circuitos electrónicos, en que los componentes están soldados directamente sobre la superficie de una placa de circuito impreso (PCB). Dentro de la tecnológica, el montaje superficial ha substituido a la técnica de la tecnología de agujero pasante (through hole); el método utilizado en el proceso de instalar componentes con cables alámbricos en agujeros de la tarjeta del PCB, atravesando la placa de un lado a otro.

La tecnología SMD es diferente, las conexiones se realizan mediante contactos en la superficie inferior de la placa- terminaciones metálicas alrededor de la placa. Las dos tecnologías pueden ser usadas en el mismo circuito impreso para componentes que no están hechos para el SMD tales como los trasformadores y semiconductores de alta potencia en disipadores de energía térmica.

Un componente de SMT, o un SMD (dispositivo de surface-mount) es normalmente más pequeño que uno de la tecnología through hole porque tiene cables más pequeños o no los tiene en absoluto. Puede contener unos pins electrónicos cortes o cables de diferentes formas, contactos planos, matrices de bolitas de estaño (BGA – conexiones Ball Grid Aray) o alternativamente terminaciones metálicas al borde del circuito. Como es evidente, el ensamblado a mano de piezas utilizando la tecnología SMD es difícil, por eso exige  la automatización por ejemplo en las líneas de fabricación masiva. Es una técnica muy delicada hacer que un diseño SMD funcione bien incluso en ambientes con altos índices de la interferencia electromagnética. Hay varios términos utilizados con la tecnología superficial, más conocidas por sus siglas inglesas:

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de SMT en la Fabricación de Circuitos Impresos?

Los beneficios: Hay muchos beneficios con el Montaje Superficial. Primero, los componentes son más pequeños, por ejemplo en 2012, el más pequeño fue 0.4 x 0.2 mm. También hay una mejor densidad de componentes disponible, o sea,  más componentes por área de placa (incluyendo más cables por cada componente también). Con la tecnología SMT, se facilita el rendimiento mecánico bajo condiciones de vibración. Bajo coste inicial y coste y tiempo para la producción- y muchas partes de Montaje Superficial cuestan menos que la misma parte en un componente Agujero Pasante.

Más beneficios tienen que ver con el ensamblaje. Durante la fabricación del circuito impreso, no hace falta taladrar tantos agujeros. El ensamblaje automatizado es más rápido y sencillo; porque algunas máquinas son capaces de instalar un montón de componentes durante poco tiempo (130,000 componentes p/hora). Además, si hay algunos errores en la colocación de componentes, están corregidos automáticamente porque la tensión dentro de la soldadura fundida tira y realinea los componentes con los electrodos de soldadura. Otro beneficio es que los componentes pueden ser instalados en cualquier lado del circuito impreso. Bajo resistencia e inductancia a la conexión, que lleva a menos efectos superfluos RF (espectro de radiofrecuencia) y un mejor rendimiento alta-frecuencia más previsible. Para resumir los circuitos impresos hechos de SMT tienen mejor EMC (compatibilidad electromagnética), que es, menos emisiones radiadas debido al espacio de radiación reducido (debido al encapsulo más pequeño) e inductancia de cable mínimo.

Por otro lado, SMT tiene unos obstáculos: Por ejemplo ensamblaje de prototipos o  la reparación a nivel-componente es más difícil, exige más habilidad personal y herramientas caras, debido a los tamaños reducidos y posicionamiento de muchos SMDs. Además, los dispositivos de Montaje Superficial no pueden funcionar colaborativamente con ‘breadboards’ (herramientas de construcción de prototipos), exigen un pcb por encargo para cada prototipo, o el montaje del dispositivo sobre un pin portador acabado con plomo. En cuanto a los prototipos sobre un componente específico SMD, una placa ‘breakout’ puede ser utilizado. Adicionalmente, protoplacas en estilo de tablero alistonado puede ser esgrimido, algunos de que incluyen electrodos para componentes SMD con tamaño estándar. Para la fabricación de prototipos, un tipo de fabricación llamada “dead bug” puede ser utilizado (este proceso tiene mucha información pero en inglés).

Las conexiones de soldadura para los dispositivos de montaje superficial pueden ser dañadas por compuestos “potting” pasando por ciclos térmicos. Las dimensiones de soldadura de uniones SMT rápidamente se hacen más pequeñas mientras desarrolla la tecnología de fabricación ultra-fina. La fiabilidad de uniones de soldadura se pone más concertantes, cada vez menos soldadura permitida por cana unión. Hacer el ‘nulo’ (voiding) es un problema asociado con las uniones de soldadura, cuando refluyamos una pasta soldadura en la aplicación SMT. La existencia de aquellos ‘nulos’ puede degenerar la fuerza de la ligada, eventualmente lleva al fracaso de la ligada.

SMT no es adecuado y no sirve para partes grandes, alta-potencia, o alta tensión- por ejemplo con la circuitería de alta potencia. Es común combinar SMT y la tecnología de agujero pasante con los trasformadores y semiconductores de alta potencia en disipadores de energía térmica, capacitores grandes, fusiles,  conectores. En fin la tecnología SMT es inadecuada para la conexión de componentes que estén sujetos a estrés mecánico, tal como conectores que estén utilizados para la interfaz con dispositivos externos que estén frecuentemente conectados y desconectados.