Płytka PCB Co To: Definicja, Budowa i Typy

Zastanawialiście się kiedyś, co sprawia, że wasz smartfon, laptop czy inteligentny zegarek w ogóle działa? W samym sercu niemal każdego elektronicznego cudeńka kryje się niepozorna płytka obwodu drukowanego, która jest niczym szkielet z siecią nerwową dla całej elektroniki. Temat "Płytka PCB co to" rozwiewa wątpliwości: to płytka z materiału izolacyjnego z narysowanymi ścieżkami przewodzącymi i polami do montażu komponentów, umożliwiająca tworzenie złożonych obwodów elektrycznych w miniaturowej formie. Bez niej świat nowoczesnej technologii wyglądałby zupełnie inaczej, wracając do ery skomplikowanych połączeń przewodowych.

• Materiały Używane do Produkcji Płytek PCB
• Typy Płytek PCB: Klasyfikacja i Cechy Charakterystyczne
• Metody Montażu Komponentów na Płytce PCB (THT i SMD)

Zagłębiając się w tajniki produkcji, widzimy, jak różne czynniki wpływają na finalny efekt. Precyzja wykonania, wybór materiałów i złożoność projektu mają bezpośrednie przełożenie na niezawodność gotowych obwodów. Analiza typowych rezultatów produkcyjnych pokazuje pewne unikalne korelacje.

Powyższe dane jasno ilustrują zasadę: im bardziej złożona konstrukcja, tym większe wyzwania stoją przed procesem produkcyjnym. Te liczby nie są abstrakcyjne; przekładają się bezpośrednio na czas potrzebny na kontrolę jakości, koszty związane z odpadami i wreszcie, niezawodność końcowego produktu trafiającego w ręce użytkownika. Rozumiejąc te zależności, można lepiej ocenić nie tylko koszt, ale i realne możliwości technologiczne niezbędne do realizacji danego projektu.

Wprowadzenie do tematu płytki obwodu drukowanego tylko zarysowuje to, czym tak naprawdę jest. Aby w pełni pojąć jej znaczenie i wszechobecność w nowoczesnej technice, trzeba zajrzeć głębiej, rozebrać ją na czynniki pierwsze, analizując materiały, z których powstaje, niezliczone typy, jakie ewoluowały na przestrzeni dekad, oraz skomplikowane, precyzyjne procesy, które pozwalają na umieszczenie miniaturowych elementów we właściwych miejscach.

Zobacz także: Płytki bez kleju na listwach – nowoczesny system montażu

Przejdziemy teraz do szczegółowej analizy kluczowych aspektów, które decydują o funkcjonalności i przeznaczeniu płytki drukowanej – od chemii materiałów izolacyjnych, przez architekturę wielowarstwowych konstrukcji, aż po chirurgiczną precyzję montażu komponentów.

Materiały Używane do Produkcji Płytek PCB

Podstawą każdej płytki drukowanej jest staranny dobór materiałów, których właściwości elektryczne, mechaniczne i termiczne muszą idealnie odpowiadać przyszłemu zastosowaniu. Kluczową cechą materiału wykorzystywanego do produkcji płytek PCB jest niewątpliwie jego dobra izolacyjność, zapewniająca, że prąd popłynie wyłącznie tam, gdzie tego chcemy – czyli w miedzianych ścieżkach, a nie "na skróty" przez sam podkład.

Pomyślcie o tym jak o autostradzie dla elektronów: potrzebujecie solidnej nawierzchni (miedź) i barierek, które uniemożliwią "samowolkę" (izolator). Typowym, wręcz standardem rynkowym, jest laminat FR-4, będący kompozytem włókna szklanego (Glass Reinforced Epoxy Laminate) nasączonego żywicą epoksydową. Jest to wybór dominujący, odpowiadający za ogromną większość produkowanych płyt, głównie ze względu na dobry stosunek kosztu do parametrów: stosunkowo niską stratność dielektryczną (typowa stała dielektryczna, Er, dla FR-4 wynosi około 4.2-4.8 przy 1 GHz), niezłą wytrzymałość mechaniczną i rozsądną odporność termiczną.

Zobacz także: Uskok między płytkami a panelami – jak wyeliminować?

Oczywiście, świat nie kończy się na FR-4. Płytki drukowane produkuje się z różnego rodzaju laminatów, dostosowanych do bardziej specyficznych wymagań. Mamy laminaty kompozytowe jak CEM-1 (papier+włókno szklane+epoksyd, tańszy od FR-4, ale tylko jednostronny), CEM-3 (podobny do FR-4, ale z inną strukturą włókien, nieco tańszy). Dalej są laminaty fenolowo-papierowe, jak FR-2 czy FR-3, które są tańsze i łatwiejsze w obróbce, ale charakteryzują się gorszymi parametrami elektrycznymi i termicznymi; świetnie nadają się do prostych, tanich urządzeń, gdzie wysoka częstotliwość czy ekstremalne temperatury nie grają roli.

Gdy wymagania stają się wyższe, np. w aplikacjach wysokiej częstotliwości (radiokomunikacja, radar, szybkie sieci), sięga się po materiały o niskiej stratności, takie jak laminaty szklano-teflonowe (PTFE, znane też pod marką np. Rogers). Materiały te mają znacznie niższą stałą dielektryczną (często <3) i tangent kąta strat (znacznie mniejszy), co minimalizuje tłumienie sygnału przy wysokich częstotliwościach, choć ich koszt potrafi być wielokrotnie wyższy niż FR-4 (materiały RF mogą kosztować $50 - $500 za standardowy panel produkcyjny, podczas gdy FR-4 to ułamek tej ceny).

Istotną właściwością płytek drukowanych jest również maksymalna temperatura eksploatacji, bezpośrednio związana z temperaturą zeszklenia (Tg - Glass Transition Temperature) materiału. Standardowe FR-4 ma Tg w okolicach 130°C (typowa Td, temperatura rozkładu, to ok. 345°C). Oznacza to, że powyżej tej temperatury laminat zaczyna mięknąć i tracić sztywność, co może prowadzić do problemów z połączeniami (np. w przelotkach) podczas lutowania czy pracy w gorącym środowisku. Dla wymagających aplikacji dostępne są laminaty High-Tg, np. >170°C, które zachowują stabilność w wyższych temperaturach kosztem nieco wyższej ceny.

Zobacz także: Płytki 120x60: pionowo czy poziomo? Jak układać?

W kwestii bezpieczeństwa, do każdego typu laminatów dodaje się ponadto substancje ograniczające ryzyko zapłonu. Klasyfikacja palności materiałów PCB jest oparta na standardzie UL 94. Materiały FR (Flame Retardant) spełniają najbardziej rygorystyczne wymogi, takie jak V-0, co oznacza, że materiał przestaje się palić w ciągu 10 sekund po dwukrotnym przyłożeniu płomienia i nie kapią płonące cząstki; FR-4 z definicji jest materiałem klasy V-0.

Na powierzchni materiału izolacyjnego kluczową rolę odgrywa miedziana folia. To z niej, w procesie trawienia, powstają ścieżki przewodzące prąd. Standardowa grubość miedzi to 35 μm (unncja), ale produkuje się płytki PCB z warstwą miedzi o grubości od około 15 μm (dla gęstych, sygnałowych płytek, np. w telefonach, gdzie liczy się miniaturyzacja) do ponad 100 μm, a nawet 200 μm czy 400 μm w przypadku płytek przeznaczonych do aplikacji wysokoprądowych (np. zasilacze, sterowniki silników). Większa grubość miedzi pozwala na przenoszenie większego prądu bez nadmiernego nagrzewania ścieżek – to prosta zależność wynikająca z prawa Ohma i mocy wydzielanej w rezystancji ścieżki (P = I²R), gdzie rezystancja jest odwrotnie proporcjonalna do przekroju ścieżki (grubość x szerokość).

Zobacz także: Płytki przy oknie w łazience – hit 2025?

Powierzchnia miedzianych padów, do których lutuje się komponenty, jest pokrywana warstwą ochronną, zwaną finish'em powierzchniowym. Chroni on miedź przed utlenianiem i zapewnia dobrą lutowalność. Najczęstsze finish'e to HASL (Hot Air Solder Leveling) - cynowanie na gorąco, najtańsza metoda, ale daje nierówną powierzchnię, co może utrudniać montaż bardzo małych komponentów SMD; ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) - powłoka niklowo-złota, droższa, ale zapewnia płaską, bardzo lutowalną powierzchnię, idealna do montażu gęstych układów z pinami leżącymi pod spodem (np. BGA); OSP (Organic Solderability Preservative) - cienka warstwa organiczna, ekologiczna, ale krócej zachowuje lutowalność. Wybór finish'u wpływa na koszt płytki i niezawodność połączeń lutowniczych.

W produkcji płytek wielowarstwowych, po wytrawieniu wewnętrznych warstw miedzi na cienkich laminatach (tzw. "cores"), używa się dodatkowych materiałów – prepregów (pre-impregnated), które są włóknem szklanym impregnowanym częściowo utwardzoną żywicą. Podczas procesu laminacji, gdy warstwy są układane na przemian z prepregami i prasowane w wysokiej temperaturze i pod ciśnieniem (typowe ciśnienie prasowania to 200-400 psi, temperatura 170-190°C), żywica w prepregach ulega pełnemu utwardzeniu, tworząc monolityczną, wielowarstwową strukturę. Grubość pojedynczej warstwy prepregu może wahać się od 50 μm do 200 μm w zależności od wymagań dotyczących grubości końcowej płytki i odległości między warstwami (dielektryka). Odpowiedni dobór rodzaju i grubości prepregów ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia założonej grubości płytki i kontrolowania impedancji ścieżek, co jest niezbędne w przypadku sygnałów wysokiej częstotliwości.

Na koniec warto wspomnieć o soldermasce (zielonej, niebieskiej, czerwonej, a nawet czarnej farbie na powierzchni), która izoluje ścieżki miedziane od zwarć, chroni je przed wilgocią i uszkodzeniami mechanicznymi oraz co najważniejsze, definiuje obszary, które mają być lutowane (pady). Bez soldermaski lutowanie drobnych elementów SMD na gęstych płytkach byłoby prawdziwą udręką. Sitodruk lub fotolitografia to metody jej nanoszenia. Ostatnią warstwą graficzną jest sitodruk z oznaczeniami (np. lokalizatory elementów, oznaczenia pinów), który ułatwia montaż i serwis. To takie "znaki drogowe" na naszej autostradzie elektronowej.

Zobacz także: Czy żywicę można kłaść na płytki? Kompleksowy przewodnik 2025

Wspomniane materiały to zaledwie wierzchołek góry lodowej. Istnieją laminaty aluminiowe (Metal Core PCB, MCPCB) świetnie odprowadzające ciepło, laminaty elastyczne (np. z poliimidu) dla płytek wyginanych czy laminaty ceramiczne dla aplikacji wymagających ekstremalnych temperatur i stabilności. Każdy materiał ma swoje wady i zalety, specyfikę obróbki i koszt, a wybór odpowiedniego substratu jest jednym z pierwszych i najważniejszych etapów projektowania.

Typy Płytek PCB: Klasyfikacja i Cechy Charakterystyczne

Patrząc na różnorodność urządzeń elektronicznych dookoła, od najprostszego pilota po złożony komputer, nietrudno zgadnąć, że stoją za nimi płytki PCB o bardzo różnej specyfikacji. Płytki drukowane można podzielić według wielu różnych kryteriów, co pozwala systematyzować i rozumieć ich zastosowania i ograniczenia. Różnią się one między innymi materiałem wykonania (o czym była mowa), ilością warstw, grubością i sztywnością, maksymalnym obciążeniem prądowym czy wreszcie technologią montażu elementów elektronicznych.

Jednym z najbardziej fundamentalnych podziałów jest ten ze względu na liczbę warstw przewodzących. Mamy płytki jednostronne, dwustronne i wielowarstwowe. Jednostronne PCB, najprostsze i najtańsze, mają ścieżki miedziane tylko na jednej stronie materiału izolacyjnego. Są idealne do prostych układów, gdzie gęstość połączeń jest niska i można je swobodnie poprowadzić bez przecinania. Można je znaleźć w tanich zabawkach, prostych zasilaczach czy modułach sterujących agd. Ich koszt produkcji jest minimalny, często poniżej $0.01 za cm², co czyni je ekonomicznym wyborem dla masowej produkcji, gdy nie ma potrzeby upakowywania elektroniki na małej powierzchni.

Płytki dwustronne posiadają warstwę miedzi po obu stronach laminatu. Połączenia między stronami realizuje się za pomocą przelotek (vias) – otworów nawierconych w płytce, które są metalizowane (pokryte warstwą miedzi wewnątrz), tworząc elektryczne połączenie. Daje to znacznie większą swobodę w projektowaniu obwodów i pozwala na umieszczenie znacznie gęstszej elektroniki. Typowe aplikacje to zasilacze impulsowe, karty rozszerzeń do komputerów, prostsze urządzenia komunikacyjne. Koszt produkcji jest wyższy niż jednostronnych, ale nadal relatywnie niski, rzędu $0.02-$0.1 za cm² w zależności od wielkości partii i złożoności otworów.

Płytki wielowarstwowe (ang. multilayer PCBs) to istne inżynierskie cudeńka. Składają się z więcej niż dwóch warstw miedzi, przeplatanych warstwami izolacyjnymi (prepregi i cores). Najczęstsze konfiguracje to 4, 6, 8, a nawet 20+ warstw. Połączenia między warstwami (wewnętrznymi i zewnętrznymi) również realizuje się za pomocą przelotek, w tym bardziej zaawansowanych typów jak przelotki zagrzebane (buried vias - łączące tylko wewnętrzne warstwy) i przelotki ślepe (blind vias - łączące warstwę zewnętrzną z jedną lub kilkoma wewnętrznymi, ale nie przechodzące na drugą stronę płytki). Taka budowa pozwala na upakowanie niezwykle złożonych obwodów na niewielkiej powierzchni, dedykowanie całych warstw jako płaszczyzny zasilania (power plane) lub masy (ground plane), co poprawia integralność sygnału, redukuje zakłócenia i upraszcza routing. To chleb powszedni dla płyt głównych komputerów (często 8-12 warstw), smartfonów (10-14 warstw), zaawansowanych kart graficznych czy sprzętu telekomunikacyjnego.

Innym ważnym kryterium podziału jest grubość i sztywność. Najbardziej powszechne są płytki sztywne (rigid PCBs) o standardowej grubości 1.57 mm (tzw. 62 mil), choć spotyka się też inne grubości, np. 0.8 mm, 1.0 mm, 2.4 mm. Są wytrzymałe i stanowią solidną bazę dla montażu komponentów. Ale istnieją również płytki cienkie (thin PCBs, poniżej 0.5 mm) i typu folia (folia PCBs, mniej niż 0.2 mm), czyli płytki elastyczne (flexible PCBs). Te ostatnie, wykonane zazwyczaj na cienkiej folii poliimidowej z cienką warstwą miedzi (np. 12-18 μm), są w stanie zginać się i dopasowywać do nieregularnych kształtów urządzeń. Znajdują zastosowanie w aparatach fotograficznych (połączenia ruchome), smartfonach (oszczędność miejsca), dyskach twardych czy noszonych gadżetach (wearables).

Ciekawą hybrydą są płytki sztywno-elastyczne (rigid-flex PCBs), które łączą sztywne sekcje z elastycznymi fragmentami. To pozwala wyeliminować złącza między płytkami, co zwiększa niezawodność i redukuje rozmiar oraz wagę. Są droższe i trudniejsze w produkcji, ale niezbędne tam, gdzie wymagana jest maksymalna miniaturyzacja i niezawodność w ograniczonym przestrzeni, np. w sprzęcie wojskowym, medycznym czy kosmicznym. Typowa grubość części elastycznej w strukturze rigid-flex może wynosić zaledwie 0.1-0.2 mm, podczas gdy części sztywne mają standardową grubość. Procent produkcji płytek elastycznych i rigid-flex, choć wciąż mniejszy niż sztywnych FR-4, dynamicznie rośnie, zwłaszcza w sektorze elektroniki konsumenckiej i motoryzacyjnej.

Maksymalne obciążenie prądowe to kluczowy parametr dla aplikacji zasilających lub sterujących silnikami. Zależy ono przede wszystkim od grubości znajdującej się na powierzchni warstwy miedzi, z której powstają ścieżki łączące elementy elektroniczne, ale też od szerokości ścieżki i temperatury otoczenia. Standardowa ścieżka o szerokości 0.2 mm i grubości 35 μm (1oz miedzi) w typowych warunkach (25°C otoczenia, dopuszczalny wzrost temperatury ścieżki o 10°C) jest w stanie bezpiecznie przenieść prąd rzędu kilkuset miliamperów (np. ~0.5-0.6 A). Aby przewodzić prąd 5 A w tych samych warunkach i tej samej grubości miedzi, ścieżka musiałaby mieć już szerokość rzędu 3-4 mm. Dla bardzo dużych prądów (dziesiątki, setki amperów) stosuje się płytki z grubą miedzią (>100 μm) i/lub bardzo szerokie ścieżki, często wzmacniane dodatkowym cynowaniem (solder reflow over copper) lub zintegrowane szyny miedziane (bus bars). To trochę jak z rurami wodociągowymi – im większa rura (szersza/grubsza ścieżka), tym więcej wody (prądu) można nią przepuścić bez dławienia się systemu.

Dodatkowe klasyfikacje obejmują płytki High-Density Interconnect (HDI), które wykorzystują mikroviasy (o średnicy typowo 50-150 μm) i build-up layers (dodatkowe, bardzo cienkie warstwy dielektryka i miedzi nanoszone stopniowo), aby osiągnąć jeszcze większą gęstość upakowania komponentów i ścieżek, niż pozwalają na to standardowe przelotki. Płytki HDI są powszechne w smartfonach i zaawansowanym sprzęcie przenośnym.

Inny typ to Metal-Core PCB (MCPCB), zazwyczaj z aluminiowym lub rzadziej miedzianym rdzeniem. Główną funkcją rdzenia jest odprowadzanie ciepła z elementów mocy, takich jak diody LED dużej mocy czy układy zasilające. Materiał izolacyjny między miedzią a rdzeniem jest zazwyczaj cienki i ma wysokie przewodnictwo cieplne, jednocześnie zapewniając izolację elektryczną (np. warstwa dielektryka o grubości 100 μm o przewodności cieplnej 1-3 W/mK, gdzie standardowy FR-4 ma ~0.3 W/mK). Dzięki temu ciepło jest efektywnie przenoszone do metalowego rdzenia, a następnie rozpraszane na większej powierzchni lub do radiatora. MCPCB to standard w oświetleniu LED o dużej mocy i niektórych modułach zasilających, gdzie zarządzanie termiczne jest krytyczne dla żywotności i wydajności.

Zrozumienie tych typów i ich specyfiki pozwala projektantom dobrać najbardziej odpowiednie rozwiązanie dla danego urządzenia, równoważąc wymagania techniczne z kosztami produkcji i możliwościami technologicznymi fabryk.

Metody Montażu Komponentów na Płytce PCB (THT i SMD)

Wyobraźmy sobie, że mamy już gotowy "goły" laminat, czyste pole do popisu z wytrawionymi ścieżkami i polami lutowniczymi. Aby płytka ożyła, musimy "posadzić" na niej komponenty elektroniczne – rezystory, kondensatory, układy scalone i wiele innych. Historycznie, a wciąż w wielu przypadkach, dzieje się to za pomocą jednej z dwóch głównych technologii: technologii przewlekanej (THT) lub technologii powierzchniowej (SMD).

Technologia Przewlekana (THT - Through-Hole Technology) to "stara szkoła" montażu, ale wciąż niezastąpiona w wielu zastosowaniach. Polega na tym, że komponenty mają wyprowadzenia (nóżki) w postaci drutów lub cienkich szpilek. W płytce drukowanej wiercone są otwory w miejscach, gdzie te wyprowadzenia mają być umieszczone (pady w technologii THT mają zazwyczaj przelotki, by połączyć się z innymi warstwami i stanowić miejsce do zalutowania). Nóżki komponentu przewleka się przez nawiercone w płytce otwory, a następnie przylutowuje po drugiej stronie. Luty tworzą fizyczne i elektryczne połączenie między wyprowadzeniem komponentu a padem i ścieżkami na płytce.

Proces montażu THT może być manualny (przypominający precyzyjne majsterkowanie, gdzie każdy element wkłada się ręcznie, a lutuje zazwyczaj lutownicą ręczną – często spotykane przy prototypach czy niewielkich seriach) lub zautomatyzowany. W automatycznym montażu THT stosuje się maszyny do automatycznego wkładania komponentów osiowych i radialnych. Po włożeniu wszystkich elementów na swoje miejsca, płytki są zazwyczaj lutowane maszynowo, najczęściej za pomocą lutowania na fali (wave soldering). Płytka przejeżdża nad wanną roztopionego lutowia, które tworzy "falę". Ta fala obmywa dolną stronę płytki, lutując wszystkie wyprowadzenia na raz. Alternatywą jest lutowanie selektywne, używane dla komponentów, które nie mogą być poddane falowaniu (np. gdy są bardzo blisko innych komponentów SMD, które odpadłyby w procesie) – maszyna precyzyjnie nakłada falę lutowia tylko na konkretne miejsca. Lutowanie falowe jest szybkie, pozwalając lutować setki połączeń na minutę na standardowej linii.

Zalety THT to przede wszystkim bardzo solidne połączenie mechaniczne. Nóżki komponentów dosłownie "trzymają się" płytki, co czyni tę technologię idealną do montażu elementów, które mogą być narażone na wibracje, uderzenia czy znaczne obciążenia mechaniczne – np. złączy (USB, RJ45, zasilające), dużych kondensatorów elektrolitycznych, transformatorów, elementów mocy (np. radiatorowe tranzystory czy tyrystory montowane na płytce), przycisków. Komponenty THT często lepiej radzą sobie z wyższymi napięciami i prądami, bo fizycznie są większe i mają solidniejsze wyprowadzenia. Protorypowanie THT jest zazwyczaj łatwiejsze dla amatorów, bo wymaga mniej specjalistycznego sprzętu niż SMD.

Wady THT to konieczność wiercenia otworów, co zmniejsza powierzchnię dostępną na prowadzenie ścieżek (każdy otwór zajmuje miejsce), ogranicza gęstość upakowania komponentów i zwiększa koszt produkcji laminatu. Same komponenty THT są zazwyczaj większe i cięższe niż ich odpowiedniki SMD, a proces montażu, nawet automatyczny, jest wolniejszy niż w przypadku SMD (jeśli liczyć komponenty na minutę w typowej linii produkcyjnej masowej). Typowa średnica wierconych otworów wynosi od 0.6 mm do nawet kilku milimetrów dla złączy, a wielkość pola lutowniczego THT jest oczywiście znacznie większa niż pad SMD.

Technologia Powierzchniowa (SMD - Surface Mount Device), znana też jako SMT (Surface Mount Technology), to dominująca metoda montażu w nowoczesnej elektronice. Komponenty SMD, nazywane potocznie "pastylkami" czy "czipami", są mniejsze, lżejsze i nie mają długich wyprowadzeń przewlekanych przez płytkę. Zamiast tego, posiadają metalowe zakończenia (piny, kulki, padsy), które są lutowane bezpośrednio do pól lutowniczych (padów) znajdujących się na tej samej stronie płytki.

Proces montażu SMD w masowej produkcji jest wysoce zautomatyzowany i precyzyjny. Pierwszym krokiem jest naniesienie pasty lutowniczej (zawiesina drobnych cząstek lutowia i topnika) na pola lutownicze na płytce. Dzieje się to zazwyczaj przez sitodruk – stalowy szablon (stencil) z otworami odpowiadającymi padowom SMD jest przykładany do płytki, a pasta jest przeciskana przez te otwory, pozostawiając precyzyjną ilość pasty na każdym padzie. Grubość szablonu i rozmiar otworów decydują o ilości pasty. Typowa grubość szablonu to 100-150 μm.

Następnie do akcji wkraczają maszyny typu pick-and-place. To szybkie i dokładne roboty, które za pomocą próżniowych dysz pobierają komponenty z podajników (tasm, tacek, tub) i precyzyjnie układają je na naniesionej paście lutowniczej. Pasty pełnią rolę tymczasowego kleju, utrzymując komponenty na miejscu przed lutowaniem. Nowoczesne maszyny pick-and-place są w stanie umieścić dziesiątki tysięcy (np. 30,000 - 80,000) komponentów na godzinę z niezwykłą dokładnością, rzędu nawet ±25 μm dla bardzo małych komponentów takich jak 01005 (0.4mm x 0.2mm) czy układów BGA (Ball Grid Array).

Kiedy wszystkie komponenty są już umieszczone, płytka przechodzi przez piec rozpływowy (reflow oven). Jest to piec z kontrolowanymi strefami temperatur. Płytka jest najpierw podgrzewana wstępnie, aby aktywować topnik w paście i odparować rozpuszczalniki, następnie przechodzi przez strefę topnienia lutowia (temperatura szczytowa np. 220-250°C dla lutowia bezołowiowego) – w tej strefie pasta się topi, tworząc trwałe połączenie elektryczne i mechaniczne. Na koniec płytka jest powoli schładzana. Odpowiedni profil temperaturowy jest krytyczny dla uniknięcia defektów lutowniczych, takich jak mostki lutownicze (zwarcia) czy zimne luty.

Zalety SMD to przede wszystkim możliwość osiągnięcia znacznie wyższej gęstości upakowania komponentów, co prowadzi do mniejszych i lżejszych urządzeń. Proces montażu jest niezwykle szybki i efektywny kosztowo przy produkcji na dużą skalę. Komponenty SMD mają też zazwyczaj lepsze parametry elektryczne w wysokich częstotliwościach ze względu na krótsze wyprowadzenia (mniejsza indukcyjność i pojemność pasożytnicza). Na jednej płytce można umieścić komponenty po obu stronach, stosując dwa przejścia przez piec rozpływowy.

Wady SMD to mniejsza wytrzymałość mechaniczna połączeń w porównaniu do THT – ciężkie elementy wymagają dodatkowego mocowania (klej, wkręty). Lutowanie manualne i naprawa (rework) komponentów SMD, zwłaszcza tych o dużej liczbie wyprowadzeń lub BGA, wymaga większych umiejętności i specjalistycznego sprzętu (np. stacji na gorące powietrze lub podczerwień). Wrażliwość procesu reflow na profil temperaturowy i jakość pasty lutowniczej wymaga ścisłej kontroli procesu produkcyjnego. Mimo wszystko, trend jest jednoznaczny: coraz więcej elektroniki przechodzi na montaż powierzchniowy.

Wiele współczesnych płytek drukowanych wykorzystuje obie technologie – montaż mieszany. Typowym przykładem jest płytka z delikatnymi układami scalonymi SMD, rezystorami i kondensatorami, ale ze złączami do świata zewnętrznego wykonanymi w technologii THT, aby zapewnić ich solidność. W takim przypadku zazwyczaj najpierw montuje się komponenty SMD po obu stronach płytki (np. dwa przejścia przez piec reflow lub klejenie komponentów na spodzie i jedno przejście reflow), a następnie montuje się komponenty THT i lutuje je na fali lub selektywnie na drugiej stronie.

Zrozumienie różnic, zalet i wad THT i SMD jest kluczowe dla projektanta elektroniki i inżyniera produkcji, pozwala na wybór najbardziej efektywnych metod i technologii dla danego produktu.