什么是SMT PCB

近年來(lái)，SMT PCB已成為最流行和最有效的電子電路生產(chǎn)方法之一。

印刷電路板或 SMT PCB 的表面貼裝技術(shù)是將組件直接放置在電路板頂部而不是讓零件穿過(guò)電路板的過(guò)程。這有助于降低制造成本并提高印刷電路板制造商制造電路板的速度。

常用縮寫

電路板制造業(yè)使用許多首字母縮略詞來(lái)表示組件。這些是表面貼裝技術(shù)行業(yè)中最常見(jiàn)的首字母縮略詞，您應(yīng)該知道它們。

SMA

SMA 代表表面貼裝。這是指創(chuàng)建電路板并在其上安裝組件的整個(gè)過(guò)程，從獲取所有零件到組裝后的質(zhì)量控制檢查。

SMC

SMC 代表表面貼裝組件。這些是在組裝過(guò)程中放置??在印刷電路板上的部件，以及有助于將組件連接到電路板上的焊料和其他材料。PCB 制造商可能擁有專門的設(shè)備來(lái)處理不同類型和大小的平滑肌細(xì)胞。

修補(bǔ)

SMD 是表面貼裝器件的首字母縮寫。這些包括各種有源、無(wú)源和機(jī)電組件。SMD 和 SMC 之間的主要區(qū)別在于，SMD 僅由實(shí)際設(shè)備組成，而不是額外的焊料或使用的其他材料。當(dāng)人們想要具體說(shuō)明他們所指的組件時(shí)，通常會(huì)使用這個(gè)術(shù)語(yǔ)。

中小企業(yè)

SME 是表面貼裝設(shè)備的首字母縮寫。這些是將設(shè)備放置在準(zhǔn)備好的電路板上的組裝機(jī)，使它們成為該過(guò)程的重要組成部分。SMT 在自動(dòng)化時(shí)最具成本效益，因此表面貼裝設(shè)備通常設(shè)計(jì)用于處理盡可能多的組裝過(guò)程。

脫模劑

SMP 代表表面貼裝。這些是有助于將芯片和其他組件固定到位的外殼形式。在大多數(shù)情況下，表格有一個(gè)四位數(shù)的標(biāo)識(shí)號(hào)，前兩個(gè)數(shù)字指定長(zhǎng)度，后兩個(gè)數(shù)字指定寬度，均以 1/100 英寸（或 2.54 毫米）為單位。

貼片機(jī)

SMT 是表面貼裝技術(shù)的行業(yè)簡(jiǎn)寫。這包括在印刷電路板上進(jìn)行表面安裝的所有組裝和安裝技術(shù)。這與 SME 有關(guān)，但 SMT 代表 Process and Technology，而 SME 代表 PCB 制造公司使用的機(jī)器。

貼片設(shè)備

目前市場(chǎng)上有幾種類型的 SMT 設(shè)備。這是最常見(jiàn)的設(shè)備類型。

被動(dòng)補(bǔ)丁

無(wú)源貼片主要包括電阻和電容。極少數(shù)情況下，它們還可能包括線圈、晶體或其他具有個(gè)性化要求的組件。無(wú)源 SMD 有多種預(yù)先確定的封裝尺寸，可幫助機(jī)器了解放置位置。

晶體管和二極管

晶體管和二極管是有助于引導(dǎo)和控制電流的電路板組件。由于它們通常僅以一種方式工作，因此晶體管和二極管具有三個(gè)連接而不是兩個(gè)連接，這有助于確保它們僅以一種方式安裝在板上。

集成電路

集成電路是放置在單個(gè)芯片中的電子芯片的集合，通常（但不總是）由硅制成。這些是大多數(shù)印刷電路板的核心，因?yàn)樗鼈儚母旧媳纫云渌绞絼?chuàng)建的電路更小、更快且更實(shí)惠。

大多數(shù)制造商添加集成電路作為制造過(guò)程的最后一步。

SMT優(yōu)勢(shì)

制造印刷電路板時(shí)使用 SMT PCB 組件的主要優(yōu)勢(shì)包括

小尺寸

對(duì)于許多產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，尺寸是最重要的問(wèn)題之一，而表面貼裝可以最大限度地減少制造大多數(shù)組件所需的深度。這對(duì)于許多需要盡可能小的 SMT PCB 板的現(xiàn)代設(shè)備來(lái)說(shuō)尤其重要，例如智能手機(jī)、平板電腦和智能手表。

輕的

SMT 系統(tǒng)的重量是通孔元件的十分之一。這減輕了電路板本身的壓力，并允許公司使用更少的材料來(lái)降低成本，這是他們完全使用 PCB SMT 工藝的一個(gè)重要原因

增強(qiáng)的靈活性

通過(guò)將一些組件直接放置在表面上，公司可以為無(wú)法放置在表面上的部件留出更多空間。這為制造提供了額外的靈活性，并允許創(chuàng)建否則不會(huì)按照所需規(guī)格制造的電子產(chǎn)品。

SMT的缺點(diǎn)

雖然表面貼裝技術(shù)很有用，但您應(yīng)該注意一些缺點(diǎn)。

首先，較小的引線空間使維修更加困難。表面貼裝部件通常放置得很近，甚至可能比許多維修工具可以使用的更近。這使得修復(fù)損壞的電路板變得非常困難，如果零件的故障率很高，這可能是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。

其次，很難確保焊接連接能夠承受熱循環(huán)。選擇一個(gè)對(duì)小零件有經(jīng)驗(yàn)的裝配工對(duì)于避免麻煩很重要。從根本上說(shuō)，使用更小、更薄的組件意味著零件更有可能發(fā)生故障，因此如果您需要最大限度地降低故障率并且沒(méi)有降低風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)，那么 SMT 不是一個(gè)好的流程。

最后，SMT 通常不適合產(chǎn)生大量熱量或具有高電氣負(fù)載的組件。這主要是因?yàn)楹噶显谶^(guò)多的熱量下會(huì)熔化。如果設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)際上并沒(méi)有按照您的需要做，那從根本上來(lái)說(shuō)是很糟糕的。

裝配技術(shù)

組裝技術(shù)各不相同，但出于安全和穩(wěn)定性的原因，大多數(shù)公司制造至少 18 英寸 x 24 英寸的印刷電路板，然后沿預(yù)定線切割，將成品板分離成有用的組件。對(duì)于 SMT 組裝，這比嘗試單獨(dú)打印每塊電路板要高效得多。

表面貼裝工藝本身從焊盤（各種金屬的小點(diǎn)）開(kāi)始，組裝機(jī)向其添加焊膏。添加糊劑后，機(jī)器將元件拾起并放置在板上。

一切就緒后，電路板會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)特殊的加熱過(guò)程，足以熔化焊膏中的所有焊料顆粒，而不會(huì)損壞其他組件。通過(guò)正確的設(shè)計(jì)，熔化的漿料還將每個(gè)組件拉入到位。在此之后，對(duì)電路板進(jìn)行清潔和冷卻以去除所有多余的顆粒和焊膏，然后在發(fā)貨前檢查是否存在缺陷。

關(guān)于 PCB 的 SMT 元件貼裝

PCB SMT 元件貼裝

PCB 具有允許電流流過(guò)電路板的導(dǎo)電跡線。板上的每個(gè) SMT 組件都放置在導(dǎo)電路徑上的特定位置，以便特定組件可以接收到足夠的功率來(lái)運(yùn)行。在考慮使用表面貼裝技術(shù)在印刷電路板 (PCB) 上放置組件時(shí)需要特別注意。

CTE 筆記

在確定 SMT 元件放置公差和間距時(shí)，必須考慮許多因素。關(guān)于 SMT 組件的間距和布局的最重要因素之一是 CTE，即熱膨脹系數(shù)。許多印刷電路板由玻璃環(huán)氧樹(shù)脂基板和無(wú)鉛陶瓷芯片載體制成。當(dāng)陶瓷載體和環(huán)氧樹(shù)脂基板之間的CTE差異太大時(shí)，可能會(huì)遇到焊點(diǎn)開(kāi)裂，大約在100次循環(huán)后發(fā)生。

解決方法是確保基板有足夠的CTE，使用兼容的頂部基板，或者使用含鉛陶瓷芯片載體代替無(wú)鉛陶瓷芯片載體。

將每個(gè) SMT 組件放置在板上

SMT 元件放置還取決于尺寸和成本。吸收超過(guò) 10 mW 或傳導(dǎo)超過(guò) 10 mA 的組件將需要更多的熱和電方面的考慮。電源管理組件將需要一個(gè)接地層或電源層來(lái)控制熱流。

高電流連接將取決于連接的可接受電壓降。對(duì)于層躍遷，大電流路徑在每個(gè)層躍遷處需要兩到四個(gè)過(guò)孔。當(dāng)在層過(guò)渡處放置多個(gè)通孔時(shí)，導(dǎo)熱性提高，可靠性提高，電阻和電感損耗降低。

放置 SMT 組件時(shí)，首先放置連接器，然后放置電源電路、敏感和精密電路、關(guān)鍵電路組件以及任何其他必需的組件。

路由優(yōu)先級(jí)是根據(jù)功率水平、噪聲敏感度以及生成和路由能力來(lái)選擇的。您包含的層數(shù)將根據(jù)設(shè)計(jì)的功率級(jí)別和復(fù)雜性而有所不同。請(qǐng)記住，由于銅包層是成對(duì)生產(chǎn)的，因此層也應(yīng)該成對(duì)添加。

SMT元件貼裝后

放置零件后，如果您不是首席工程師或設(shè)計(jì)師，則應(yīng)確保負(fù)責(zé)人檢查布局并對(duì)物理位置或布線路徑進(jìn)行任何必要的調(diào)整，以使電路布局達(dá)到最佳效率。

最后的考慮應(yīng)包括確保引腳和通孔之間的阻焊層、清潔的絲網(wǎng)印刷以及保護(hù)敏感電路和節(jié)點(diǎn)免受噪聲源的影響。在審查過(guò)程中，PCB 可以根據(jù)從 PCB 設(shè)計(jì)人員收到的任何反饋進(jìn)行修正。

PCB設(shè)計(jì)的SMT芯片加工要求

印刷電路板

PCB一般為矩形，最佳縱橫比為3:2或4:3。當(dāng)縱橫比大時(shí)，容易發(fā)生翹曲。建議盡量規(guī)范PCB的尺寸，這樣可以簡(jiǎn)化加工工藝，降低加工成本。

尺寸

不同的SMT設(shè)備對(duì)PCB尺寸有不同的要求，在PCB設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮SMT設(shè)備的最大和最小PCB安裝尺寸。

厚度

PCB的厚度要考慮PCB板的機(jī)械強(qiáng)度要求和PCB單位面積上元器件的重量，一般為0.3~6mm。常用的PCB厚度為1.6mm，特大板可以2mm，射頻用的微帶板一般為0.8~1mm。

定位孔

一些SMT設(shè)備采用孔定位的方法。為了保證PCB能夠準(zhǔn)確的固定在設(shè)備夾具上，要求PCB預(yù)留定位孔。

不同的設(shè)備對(duì)定位孔有不同的要求。一般需要在PCB的左下角和右下角設(shè)置一對(duì)定位孔，直徑為Φ4mm（也有Φ3mm或Φ5mm），孔壁不允許金屬化。也可以使用定位孔之一。設(shè)計(jì)為用于快速定位的橢圓形孔。

一般主定位孔與PCB兩側(cè)的距離為5mm×5mm，調(diào)整孔與PCB底部的距離為5mm。定位孔周圍5mm內(nèi)不允許貼片元件。

工藝方

在SMT生產(chǎn)過(guò)程中，PCB是通過(guò)軌道傳輸完成的。為保證PCB可靠固定，一般在傳動(dòng)導(dǎo)軌的側(cè)面（長(zhǎng)邊）預(yù)留5mm的尺寸，方便設(shè)備的夾持。在此范圍內(nèi)不允許安裝。設(shè)備。

不能保留時(shí)，必須增加技術(shù)優(yōu)勢(shì)。對(duì)于一些已經(jīng)波峰焊的帶插件的產(chǎn)品，一般邊（短邊）需要預(yù)留3mm的尺寸，以便添加錫條。

基準(zhǔn)標(biāo)記

基準(zhǔn)識(shí)別點(diǎn)，也稱為Mark，為SMT組裝過(guò)程中的所有步驟提供了一個(gè)共同的可測(cè)量點(diǎn)，確保組裝中使用的每個(gè)設(shè)備都能準(zhǔn)確定位電路圖案。因此，Mark點(diǎn)對(duì)于SMT生產(chǎn)至關(guān)重要。

標(biāo)記點(diǎn)一般分為整板標(biāo)記、面板標(biāo)記、局部識(shí)別標(biāo)記（腳間距≤0.5mm）。一般標(biāo)記點(diǎn)中心的標(biāo)記點(diǎn)為直徑1.0mm的金屬銅箔，周邊開(kāi)口對(duì)比區(qū)直徑為3mm。鋁箔和周圍開(kāi)放區(qū)域之間的顏色對(duì)比應(yīng)該很明顯。Φ3mm范圍內(nèi)不允許有絲印、焊盤或V-Cut等。

?面板設(shè)計(jì)

一般原則：當(dāng)PCB單板尺寸小于50mm×50mm時(shí)，必須拼裝。建議當(dāng)PCB尺寸小于160mm×120mm時(shí)，采用面板設(shè)計(jì)，將其轉(zhuǎn)換成滿足生產(chǎn)要求的理想尺寸，方便插件和焊接，提高生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率。

但要注意面板的尺寸不能太大，要符合設(shè)備的要求。面板之間可采用V型槽、印章孔或沖孔槽。建議對(duì)同一面板僅使用一種拆分方法。

對(duì)于一些全面組裝的雙面SMD板，可以采用陰陽(yáng)拼版設(shè)計(jì)，這樣就可以使用同一個(gè)網(wǎng)版，節(jié)省了燒寫換線的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。然而，對(duì)于更大更重的器件，限制如下： A=器件重量/引腳和焊盤之間的接觸面積。