什么是SMT PCB

近年來,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電路板的過程。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表示組件。這些是表面貼裝技術(shù)行業(yè)中最常見的首字母縮略詞,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過程,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)備來處理不同類型和大小的平滑肌細胞。

 

修補

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

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)備放置在準備好的電路板上的組裝機,使它們成為該過程的重要組成部分。SMT 在自動化時最具成本效益,因此表面貼裝設(shè)備通常設(shè)計用于處理盡可能多的組裝過程。

 

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,表格有一個四位數(shù)的標識號,前兩個數(shù)字指定長度,后兩個數(shù)字指定寬度,均以 1/100 英寸(或 2.54 毫米)為單位。

貼片機

SMT 是表面貼裝技術(shù)的行業(yè)簡寫。這包括在印刷電路板上進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 制造公司使用的機器。

 

貼片設(shè)備

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

 

被動補丁

無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、晶體或其他具有個性化要求的組件。無源 SMD 有多種預(yù)先確定的封裝尺寸,可幫助機器了解放置位置。

 

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連接而不是兩個連接,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,因為它們從根本上比以其他方式創(chuàng)建的電路更小、更快且更實惠。

大多數(shù)制造商添加集成電路作為制造過程的最后一步。

 

 

SMT優(yōu)勢

 

制造印刷電路板時使用 SMT PCB 組件的主要優(yōu)勢包括

 

小尺寸

對于許多產(chǎn)品來說,尺寸是最重要的問題之一,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。這對于許多需要盡可能小的 SMT PCB 板的現(xiàn)代設(shè)備來說尤其重要,例如智能手機、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降低成本,這是他們完全使用 PCB SMT 工藝的一個重要原因

 

增強的靈活性

通過將一些組件直接放置在表面上,公司可以為無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)建否則不會按照所需規(guī)格制造的電子產(chǎn)品。

 

SMT的缺點

雖然表面貼裝技術(shù)很有用,但您應(yīng)該注意一些缺點。

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,這可能是一個嚴重的問題。

其次,很難確保焊接連接能夠承受熱循環(huán)。選擇一個對小零件有經(jīng)驗的裝配工對于避免麻煩很重要。從根本上說,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有降低風(fēng)險的技術(shù),那么 SMT 不是一個好的流程。

最后,SMT 通常不適合產(chǎn)生大量熱量或具有高電氣負載的組件。這主要是因為焊料在過多的熱量下會熔化。如果設(shè)計過程實際上并沒有按照您的需要做,那從根本上來說是很糟糕的。

 

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。對于 SMT 組裝,這比嘗試單獨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)開始,組裝機向其添加焊膏。添加糊劑后,機器將元件拾起并放置在板上。

一切就緒后,電路板會經(jīng)過一個特殊的加熱過程,足以熔化焊膏中的所有焊料顆粒,而不會損壞其他組件。通過正確的設(shè)計,熔化的漿料還將每個組件拉入到位。在此之后,對電路板進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 具有允許電流流過電路板的導(dǎo)電跡線。板上的每個 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運行。在考慮使用表面貼裝技術(shù)在印刷電路板 (PCB) 上放置組件時需要特別注意。

 

CTE 筆記

在確定 SMT 元件放置公差和間距時,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)氧樹脂基板和無鉛陶瓷芯片載體制成。當陶瓷載體和環(huán)氧樹脂基板之間的CTE差異太大時,可能會遇到焊點開裂,大約在100次循環(huán)后發(fā)生。

解決方法是確?;逵凶銐虻腃TE,使用兼容的頂部基板,或者使用含鉛陶瓷芯片載體代替無鉛陶瓷芯片載體。

 

將每個 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 10 mW 或傳導(dǎo)超過 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接地層或電源層來控制熱流。

高電流連接將取決于連接的可接受電壓降。對于層躍遷,大電流路徑在每個層躍遷處需要兩到四個過孔。當在層過渡處放置多個通孔時,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,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)先級是根據(jù)功率水平、噪聲敏感度以及生成和路由能力來選擇的。您包含的層數(shù)將根據(jù)設(shè)計的功率級別和復(fù)雜性而有所不同。請記住,由于銅包層是成對生產(chǎn)的,因此層也應(yīng)該成對添加。

 

SMT元件貼裝后

放置零件后,如果您不是首席工程師或設(shè)計師,則應(yīng)確保負責人檢查布局并對物理位置或布線路徑進行任何必要的調(diào)整,以使電路布局達到最佳效率。

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)印刷以及保護敏感電路和節(jié)點免受噪聲源的影響。在審查過程中,PCB 可以根據(jù)從 PCB 設(shè)計人員收到的任何反饋進行修正。

 

PCB設(shè)計的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。當縱橫比大時,容易發(fā)生翹曲。建議盡量規(guī)范PCB的尺寸,這樣可以簡化加工工藝,降低加工成本。

尺寸

不同的SMT設(shè)備對PCB尺寸有不同的要求,在PCB設(shè)計時必須考慮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板的機械強度要求和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)過程中,PCB是通過軌道傳輸完成的。為保證PCB可靠固定,一般在傳動導(dǎo)軌的側(cè)面(長邊)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,必須增加技術(shù)優(yōu)勢。對于一些已經(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。

 

基準標記

基準識別點,也稱為Mark,為SMT組裝過程中的所有步驟提供了一個共同的可測量點,確保組裝中使用的每個設(shè)備都能準確定位電路圖案。因此,Mark點對于SMT生產(chǎn)至關(guān)重要。

標記點一般分為整板標記、面板標記、局部識別標記(腳間距≤0.5mm)。一般標記點中心的標記點為直徑1.0mm的金屬銅箔,周邊開口對比區(qū)直徑為3mm。鋁箔和周圍開放區(qū)域之間的顏色對比應(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

一般原則:當PCB單板尺寸小于50mm×50mm時,必須拼裝。建議當PCB尺寸小于160mm×120mm時,采用面板設(shè)計,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。建議對同一面板僅使用一種拆分方法。

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