המאפיינים של טכנולוגיית הרכבה על־גבי־משטח (SMT) מובנים היטב כאשר משווים אותה לטכנולוגיית הרכבה דרך חורים (THT) המסורתית. מנקודת מבט תהליכית, ההבדל היסודי בין השתיים הוא “הרכבה על המשטח” לעומת “החדרה לחורים”. ההבדלים משתרעים גם על מבנה המצע (ה־PCB), תצורת הרכיבים, צורת ההרכבה, גאומטריית הלחמה/לוטים, וכן על תהליך ההרכבה הכולל.
ב־THT משתמשים ברכיבים בדְּרָשִׁים (Leaded) המוחדרים לחורים קדוחים מראש בלוח המודפס (PCB) ומולחמים בצידו הנגדי באמצעות הלחמה בגל (Wave Soldering) או שיטות דומות. גופי הרכיבים ונקודות ההלחמה מפוזרים על שני צדי הלוח. בגלל אורך הרגליים, כאשר צפיפות המעגל עולה קשה להמשיך להקטין את המוצר; קרבה בין רגליים עלולה לגרום לתקלות, ורגליים ארוכות מגבירות את רגישות ההפרעה האלקטרומגנטית.
ב־SMT מציבים רכיבי שבב או רכיבים ממוזערים ישירות על פני הלוח. הלחמות נוצרות באמצעות Reflow או הלחמה בגל. הן הרכיבים והן נקודות ההלחמה נמצאים באותו צד של הלוח. ב־PCB המיועד ל־SMT משתמשים בחורים בעיקר לחיבור בין שכבות; מספרם וקוטרם מצטמצמים משמעותית – מה שמאפשר צפיפות הרכבה גבוהה בהרבה.
בשל הבדלים במבנה הרכיבים ובתצורת המוליכים/רגליים, התפתחו שתי שיטות הרכבה שונות – “החדרה” ו“הרכבה על המשטח”. השינוי הטכנולוגי הזה איפשר למודולים ברמת PCB ולמצעים קרמיים להשיג שיפורים ניכרים בפונקציונליות ובביצועים, תוך הפחתה דרמטית בגודל ובמשקל.
היתרונות המרכזיים של SMT לעומת Through-Hole
1) מזעור והפחתת משקל
רכיבי SMT קטנים בהרבה ותופסים פחות שטח מרכיבי THT. ניתן להפחית את הממדים הכוללים ב־60–70%, ולעיתים עד 90%; המשקל יכול לרדת ב־60–90%.
2) צפיפות הרכבה גבוהה יותר והעברת אות מהירה יותר
בעת הרכבה דו־צדדית על גבי PCB, צפיפות ההרכבה יכולה להגיע ל־5.5–20 נקודות הלחמה לסמ״ר. מסלולים קצרים יותר מצמצמים השיהוי ולכן מאיצים את העברת האות. הרכבות SMT גם עמידות יותר לרעידות ולזעזועים – חשוב במיוחד למערכות אלקטרוניות מהירות.
3) ביצועי תדר גבוה משופרים
כיוון שלרכיבי SMT אין רגליים או שיש להם רגליים קצרות מאוד, הפרמטרים הפרזיטיים במעגל קטנים משמעותית. הדבר מפחית הפרעות RF ומשפר את מאפייני התדר הגבוה.
4) אוטומציה טובה יותר, אמינות ופרודוקטיביות גבוהות
תודות לסטנדרטיזציה וסדרות מידות של רכיבים ולתנאי הלחמה עקביים, SMT מתאימה במיוחד לאוטומציה. הסבירות לנזקי רכיבים בזמן ההלחמה נמוכה יותר, ולכן מתקבלות תפוקות גבוהות ואמינות משופרת.
5) עלויות חומר וייצור נמוכות יותר
עם שיפור יעילות הציוד והפחתת צריכת חומרי האריזה, עלות האריזה של רוב רכיבי SMT – ובהתאם מחירם בשוק – נמוכה כיום מזו של רכיבי THT המקבילים.
6) תהליך ייצור פשוט יותר ועלות כוללת נמוכה
SMT מבטלת שלבים כגון עיצוב רגליים, כיפוף וגזירה. כך מתקצר זמן המחזור, הזמינות/התפוקה עולה, וניתן להפחית את עלות הייצור הכוללת ב־30–50% בהשוואה להרכבת THT.
סיכום
טכנולוגיית הרכבה על־גבי־משטח מצטיינת בצפיפות הרכבה, ביצועים חשמליים, אמינות, יכולת אוטומציה ויעילות כלכלית – ולכן היא הבחירה המובילה בייצור אלקטרוניקה מודרני.
