Pinta -asennustekniikka (SMT)

Surface Mount Technology (SMT) on muuttanut tapaa, jolla elektroniset laitteet tehdään.Kun elektroniset välineet pienenevät, nopeammat ja tehokkaammat, on tullut yhä tärkeämpää valmistusmenetelmiä, jotka ovat sekä tehokkaita että luotettavia.SMT täyttää tämän tarpeen sallimalla elektronisten komponenttien sijoittamisen suoraan painettujen piirilevyjen (PCB) pinnalle vanhemman menetelmän sijasta, johon komponentit oli asetettava levyn reikien läpi.Tämä uusi tapa tehdä asioita ei vain nopeuta valmistusprosessia, vaan myös mahdollistaa pienempien, monimutkaisempien ja kestävämpien elektronisten laitteiden luomisen.

Luettelo

Kuva 1: Pinta -asennustekniikka (SMT)

Mikä on Surface Mount Technology (SMT)?

Surface Mount Technology (SMT) on tapa rakentaa elektronisia laitteita, joissa komponentit sijoitetaan suoraan painetun piirilevyn (PCB) pintaan.Toisin kuin vanhemmat menetelmät, joissa osissa oli johtoja, jotka kulkivat taulun reikien läpi, SMT asettaa komponentit suoraan piirilevylle tarvitsematta näitä reikiä.

Yksi SMT: n suuri etu on, että se toimii hyvin koneiden kanssa, jotka voivat koota nämä komponentit automaattisesti.Koska osat on sijoitettu suoraan piirilevylle, koneet voivat nopeasti ja tarkasti asettaa monia komponentteja paikalleen lyhyessä ajassa.Tämä automaatio tekee prosessista nopeamman ja halvemman, mikä tekee SMT: stä edullisen menetelmän suurten määrien tuottamiseksi elektronisia tuotteita.

Toinen SMT: n etu on, että se mahdollistaa pienempiä ja monimutkaisempia elektronisia laitteita.Ilman taulun reikien tarvetta komponentit voidaan sijoittaa lähemmäksi toisiaan ja piirilevyn molemmille puolille, mikä säästää tilaa.Tämä on erityisen hyödyllistä nykypäivän elektroniikassa, jossa välineet pienenevät ja tehokkaampia.

SMT: n tekninen puoli sisältää tahnan käytön, joka pitää komponentit piirilevyssä väliaikaisesti.Tämä tahna sisältää pieniä juotospalloja, jotka sulavat, kun lauta lämmitetään erityisessä uunissa, luomalla pysyviä yhteyksiä komponenttien ja piirilevyn välillä.

Pinta -asennustekniikan kehitys

Kuva 2: Reiän piirilevy vs. SMT-piirilevy

Surface Mount Technology (SMT) tuli valokeilaan 1970- ja 1980 -luvuilla, kun pienempiä ja edistyneempiä elektronisia laitteita tarve oli kasvava.Tuolloin perinteiset menetelmät elektronisten komponenttien kokoamiseksi - missä metallijalkojen osat asetettiin painettuun piirilevyyn (PCB) - aloitettiin vähemmän käytännöllisiä.Tämä vanhempi menetelmä sisälsi suurempia osia ja pitkän prosessin näiden osien sijoittamisessa porattujen reikien kautta, mikä vaikeutti pienempien ja monimutkaisempien laitteiden kysynnän pysymistä.

SMT esitteli uuden lähestymistavan sallimalla elektronisten osien sijoittamisen suoraan piirilevyn pinnalle ilman, että tarvitsee porata reikiä.Tämä muutos ei vain tehnyt komponentteja ja itse levyjä pienemmiksi, vaan myös kiihdytti valmistusprosessia.Ohittamalla askeleen asettamisen askel reikiin, SMT antoi mahdolliseksi tuottaa elektronisia laitteita nopeammin, mikä oli erittäin hyödyllistä näiden laitteiden kysynnän lisääntyessä.Komponenttien pienempi koko antoi myös lisää osien mahtua pöydälle, mikä mahdollistaa lisää toimintoja pienempiin laitteisiin, josta on tullut hyvin yleistä nykypäivän elektroniikassa.

SMT tarjosi myös paremman kestävyyden verrattuna vanhempiin menetelmiin.PCB: n pinnalle asennetut osat vaurioituvat vähemmän todennäköisesti liikkeellä tai värähtelyllä, mikä johtaa pidempään elektronisiin laitteisiin.Tämä lisääntynyt kestävyys sekä materiaalien alhaisemmat kustannukset ja tehokkaampi tuotanto teki SMT: stä parhaan valinnan massatuotantolaitteille.

Pinta-asennustekniikan (SMT) avainkomponentit

Pinta-asennettavat laitteet (SMDS) ovat pinta-asennustekniikassa (SMT) käytetyt peruselementit.Toisin kuin perinteiset komponentit, joissa on liidit, jotka kulkevat reikien läpi tulostetussa piirilevyssä (PCB), SMDS on suunniteltu sijoitettavaksi suoraan piirilevyn pinnalle.Tämä malli mahdollistaa kompakti ja tehokkaammat elektroniset piirit.SMDS on kolme päätyyppiä: Passiiviset komponentit, transistorit ja diodit sekä integroidut piirit (ICS).

Passiiviset komponentit

Tämä ryhmä sisältää vastukset, kondensaattorit ja induktorit.Nämä komponentit auttavat ohjaamaan piirin sähköisiä signaaleja.SMD -vastukset ja kondensaattorit ovat erityisen yleisiä, ja niitä on saatavana vakiokokoina, kuten 1812, 1206, 0805, 0603, 0402 ja 0201. Numerot osoittavat komponentin koon tuuman sadannina, ja kaksi ensimmäistä numeroa osoittavat pituuden ja viimeisenKaksi leveyttä.Siirtyminen pienempiin SMDS -kooihin on mahdollistanut kompakti piirimalleiden luomisen, mikä mahdollistaa nykyaikaisten, pienempien elektronisten laitteiden kehittämisen.

Nämä mittaukset auttavat päättämään, mitkä komponentit ovat sopivia erilaisille elektronisille piireille, etenkin kun suunnitellaan pienempiä ja tehokkaampia moderneja laitteita.

SMD -koko	Pituus (tuumaa)	Leveys (tuumaa)	Pituus (mm)	Leveys (mm)
1812	0,180	0,120	4.50	3.20
1206	0,125	0,060	3.20	1,60
0805	0,080	0,050	2.00	1.25
0603	0,063	0,031	1,60	0,80
0402	0,040	0,020	1.00	0,50
0201	0,024	0,012	0,60	0.30

Transistorit ja diodit

SMT: n transistorit ja diodit on yleensä pakattu pieniin muovikoteloihin.Näissä tapauksissa on johtoja (metallijalat), jotka on taivutettu koskettamaan piirilevyä.Näillä komponenteilla on yleensä kolme johtoa, jotka on järjestetty helpottamaan niiden asettamista oikein pöydälle.Niiden pieni koko ja pinta-asennettava muotoilu auttavat säästämään tilaa piirilevylle, jolloin lisää komponentteja mahtuu yhdelle korttille, mikä lisää piirin toiminnallisuutta.

Integroituneet piirit (ICS)

Kuva 3: Erityyppiset SMT IC -paketit

IC: t SMT: ssä on erityyppisiä paketteja, jotka valitaan sen perusteella, kuinka monimutkainen piiri on ja kuinka monta yhteyksiä tarvitaan.Yleisiä IC -paketteja ovat Pieni ääriviivat integroitu piiri (SOIC), ohut pieni ääriviivat (TSOP) ja pieni ääriviivat (SSOP).Näillä paketeilla on johdot, jotka ulottuvat sivuilta, jotka on suunniteltu asennettavaksi helposti piirilevyn pinnalle.Monimutkaisemmille IC: ille, jotka tarvitsevat enemmän yhteyksiä ja parempaa suorituskykyä, kuten paketit Quad Flat Pack (QFP) ja palloverkkoaryhmä (BGA) käytetään.Erityisesti BGA -paketti tunnetaan tarjoavan suuren määrän yhteyksiä pienessä tilassa käyttämällä joukko pieniä juotospalloja paketin alapuolella yhteyden muodostamiseksi piirilevyyn.

SMT -valmistusprosessi

SMT -valmistusprosessi sisältää useita tärkeitä vaiheita sen varmistamiseksi, että SMD: t sijoitetaan oikein ja juotetaan piirilevylle.Tämä prosessi on erittäin automatisoitu, mikä auttaa lisäämään tehokkuutta ja johdonmukaisuutta suurten määrien tuottamisessa elektronisia piirejä.

Juotospasta -sovellus

Kuva 4: Juotospastan levitys SMT -prosessissa

Prosessi alkaa juotospastan, paksulla seoksella pieniä juotospartikkeleita ja fluxia (kemikaali, jota käytetään puhdistamiseen ja valmistukseen juottamista varten).Juotospasta levitetään piirilevyn tyynyihin, jotka ovat pisteitä, joihin SMDS sijoitetaan.Pastan levittämiseen vain näihin tyynyihin käytetään kaavainta varmistamaan, että juote on läsnä vain siellä, missä sitä tarvitaan.Tämä vaihe on erittäin tärkeä, koska juotospastan määrä ja sijoittaminen vaikuttavat suoraan juotosliitoksen laatuun ja piirin yleiseen luotettavuuteen.

Komponenttien sijoittelu

Kun juotospasta on levitetty, automatisoidut koneet, jotka tunnetaan nimellä nouto- ja paikkakoneet, asetetaan SMD: t juotoslippupäällysteisiin tyynyihin.Nämä koneet ovat erittäin tarkkoja ja voivat sijoittaa komponentteja suurilla nopeuksilla, mikä on välttämätöntä monimutkaisten elektronisten piirien valmistamiseksi.Kunkin komponentin oikea suunta ja sijoittaminen varmistetaan koneita ohjaavat edistyneet näköjärjestelmät.

Palautusjuote

Kun kaikki komponentit ovat paikoillaan piirilevyllä, kokoonpano siirretään reflow -uuniin.Palautuksen aikana piirilevy lämmitetään hallitulla tavalla, aiheuttaen juotospasta sulamisen.Piirilevyn jäähtyessä juotos kovettuu, muodostaen vahvat mekaaniset ja sähköiset liitännät komponenttien ja piirilevyn välillä.Palautuksen uunin lämpötilaa ohjataan huolellisesti komponenttien vahingoittamisen välttämiseksi ja juotosprosessin varmistamiseksi koko levyn koko.

Tarkastus ja testaus

Juottamisen jälkeen koottu piirilevy käy läpi perusteellisen tarkastuksen ja testauksen varmistaakseen, että kaikki komponentit on sijoitettu oikein eikä juotosliitoksissa ole virheitä.Tähän tarkastusprosessiin liittyy yleensä Automaattinen optinen tarkastus (AOI), missä kameroita ja ohjelmistoja käytetään väärin kohdistettujen tai puuttuvien komponenttien tai juotosen ongelmien havaitsemiseksi.Lisäksi, Röntgentarkastus Voidaan käyttää juotosliitoksien tarkistamiseen, etenkin BGA -paketeihin, joissa juotosliitokset eivät ole näkyvissä.Funktionaalinen testaus tehdään myös varmistamaan, että koottu piirilevy toimii tarkoitettuna.

Pinta -asennustekniikan edut

Surface Mount Technology (SMT) tarjoaa useita selkeitä etuja, jotka ovat tehneet siitä menetelmän elektronisten komponenttien sijoittamiseksi tulostettuihin piirilevyihin (PCB).

Yksi SMT: n tärkeä etu on sen rooli miniatyrisointi.SMT käyttää pienempiä komponentteja ja mahdollistaa niiden pakattamisen tiheämmin piirilevylle, mikä mahdollistaa kompaktimpien elektronisten laitteiden luomisen.Tämä kyky pienentää laitteiden kokoa on erityisen hyödyllinen nykyään, missä tilaa on rajoitettu, etenkin kannettavissa laitteissa, kuten älypuhelimissa ja puettavissa.

SMT parantaa myös elektronisten laitteiden yleistä suorituskykyä. SMT: n avulla komponentit voidaan sijoittaa lähemmäksi toisiaan piirilevylle.Tämä läheisyys auttaa ylläpitämään piirin läpi kulkevien signaalien laatua, mikä on erityisen hyödyllistä laitteille, jotka toimivat korkeammilla taajuuksilla.Vähentämällä ei -toivottua sähkömelua SMT varmistaa, että laite toimii paremmin.

Toinen SMT: n etu on sen kustannustehokkuus.SMT on suunniteltu automatisoituun kokoonpanoon, mikä tarkoittaa koneita, ei ihmisiä, asettamalla komponentit pöydälle.Tämä automaatio nopeuttaa tuotantoprosessia ja vähentää työvoimakustannuksia.Lisäksi koneiden käyttö varmistaa tasaisen laadun, koska ihmisvirheille on vähemmän mahdollisuuksia.Nopeamman tuotannon ja alhaisempien työvoimakustannusten yhdistelmä tekee SMT: stä edullisemman vaihtoehdon valmistajille.

Lopuksi, SMT parantaa laitteiden lämpösuorituskykyä. SMT: n komponentit on asennettu suoraan piirilevyyn, niiden välillä on vähän tilaa.Tämä läheinen kosketus auttaa leviämään ja hallitsemaan lämpöä tehokkaammin.Parempi lämmönhallinta on tärkeää varmistaa, että elektroniset laitteet kestävät pidempään ja kulkevat luotettavasti, etenkin suuritehoisissa sovelluksissa.

Pinta -asennustekniikan haasteet

Kuva 5: Pinta -asennustekniikan haasteet (SMT)

Surface Mount Technology (SMT) on useita vaikeuksia, lähinnä sen komponenttien pienen koon ja valmistuksen aikana tarvittavan tarkkuuden vuoksi.Yksi suurimmista kysymyksistä on uusinta, johon sisältyy komponenttien poistaminen ja korvaaminen.Koska nämä komponentit ovat niin pieniä ja lähellä toisiaan piirilevyllä, uusiminen vaatii suurta huolta, jotta vältetään vahingoittaminen lähellä oleviin osiin tai itse lautaan.Tämä tehtävä tarvitsee usein erityisiä työkaluja ja ammattitaitoisia työntekijöitä, jotka voivat lisätä sekä siihen liittyviä että kustannuksia.

Toinen suuri haaste on SMT -tuotantolinjojen perustamiseen tarvittavat alkuperäiset kustannukset.Toisin kuin vanhemmat menetelmät, kuten reikäteknologia, SMT vaatii edistyneitä koneita komponenttien sijoittamiseen, niiden juottamiseen ja valmiiden tuotteiden tarkistamiseen.Nämä koneet, kuten nopeat poiminta- ja paikan koneet ja palautusuunit, ovat kalliita ostaa.Lisäksi he vaativat koulutetun työvoiman toimintaan ja ylläpitämiseen, mikä lisää kokonaiskustannuksia ja aikainvestointeja.

Pinta -asennustekniikan sovellukset

Kuva 6: Surface Mount Technology (SMT) -sovellukset (SMT)

Pinta -asennustekniikkaa käytetään laajasti eri toimialoilla, koska se mahdollistaa pienempien, kevyempien ja tehokkaampien elektronisten laitteiden luomisen.Esimerkiksi kulutuselektroniikassa SMT: tä käytetään tuotteiden, kuten matkapuhelimien, kannettavien tietokoneiden ja televisioiden, valmistukseen, joissa tilaa ja pakkaamista enemmän komponentteja on erittäin tärkeää.Autoteollisuus käyttää myös SMT: tä voimakkaasti, etenkin sähköisiin järjestelmiin, kuten moottorin ohjausyksiköihin (ECU) ja viihdejärjestelmiin autoissa, joiden on oltava luotettavia ja suoritettava hyvin vaikeissa olosuhteissa.

Teollisuusasetuksissa SMT: tä käytetään laitteiden, kuten ohjelmoitavien logiikan ohjaimien (PLC) ja ohjauspaneelien, valmistukseen, jotka ovat välttämättömiä teollisuusprosessien automatisointiin ja hallintaan.Nämä laitteet hyötyvät SMT: n tarjoamasta tarkkuudesta ja kestävyydestä, jolloin ne voivat toimia tehokkaasti ankarissa ympäristöissä.Lääketieteellisen laiteteollisuus riippuu myös SMT: stä edistyneiden laitteiden, kuten kuvantamislaitteiden ja valvontalaitteiden luomiseen.Kyky tuottaa pieniä, luotettavia ja korkean suorituskyvyn komponentteja on erittäin tärkeä lääketieteellisissä sovelluksissa, joissa tarkkuus ja turvallisuus ovat tärkeimpiä prioriteetteja.

Erot SMD: n ja SMT: n välillä

Kuva 7: Pinta -asennuslaitteet (SMD) ja pintaasennustekniikka (SMT) toiminnassa

Pinta -asennuslaitteet (SMD) ja pintaasennustekniikka (SMT) liittyvät läheisesti toisiinsa, mutta viittaavat saman prosessin eri osiin.SMT on koko elektronisten komponenttien kokoamisen prosessi suoraan painetun piirilevyn (PCB) pintaan.Tämä prosessi sisältää useita vaiheita, kuten komponenttien asettaminen tarkasti, juottamalla ne paikoilleen ja sitten lopputuotetta testaamisen varmistamiseksi, että se toimii oikein.

Toisaalta pintaasennuslaitteet (SMD) ovat yksittäisiä elektronisia osia, jotka on suunniteltu tämän tyyppiselle kokoonpanolle.Toisin kuin vanhemmilla komponenteilla, joilla oli pitkät liidit tarttumaan reikien läpi pöydällä, SMD: llä on tasaiset, lyhyet johdot tai terminaalit, jotka on juotettu suoraan piirilevyn pintaan.SMD: t sisältävät erilaisia ​​komponentteja, kuten vastuksia, kondensaattoreita ja integroituja piirejä (ICS), ja ne tekevät nykyaikaisista elektronisista laitteista pienempiä ja tehokkaampia.Joten vaikka SMT on yleinen prosessi, SMD viittaa prosessissa käytettyihin tiettyihin osiin.

Johtopäätös

Surface Mount Technology (SMT )- ja pinta -asennuslaitteet (SMD) ovat muuttaneet suuresti elektroniikan valmistusta, mikä mahdollistaa pienempien, tehokkaampien ja luotettavien laitteiden luomisen.Siirtyminen vanhasta reikäteknologiasta SMT: hen on auttanut tekemään elektronisia komponentteja pienempiä ja parantaneet niiden valmistusprosessia.Vaikka SMT: llä on joitain haasteita, kuten huolellisen työn tarve osien kiinnittämisessä tai korvaamisessa ja koneiden perustamisen korkeat kustannukset, edut, kuten nopeampi tuotanto, parempi lämmönhallinta ja pidempien laitteiden, tekevät siitä parhaan valinnansuuren määrän tuotteiden tekemiseen.Kun tekniikka jatkaa eteenpäin, SMT jatkaa tärkeätä roolia elektroniikan tulevaisuudessa, mikä tekee siitä ymmärryksen arvoisen aiheen.Oppimalla lisää SMT: stä ja SMD: stä, voimme paremmin arvostaa, kuinka päivittäin käyttämämme elektroniset laitteet tehdään.

Usein kysyttyjä kysymyksiä [UKK]

1. Mitkä ovat SMT: n tai SMD: n edut?

SMT ja SMD tarjoavat hyötyä siitä, että elektroniset laitteet tekevät pienemmät ja kompaktimat.Ne sallivat nopeamman ja halvemman tuotannon, koska koneita voidaan käyttää osien sijoittamiseen automaattisesti.Tämä menetelmä parantaa myös sitä, kuinka hyvin laitteet toimivat ja kuinka kauan ne kestävät.Lisäksi SMT sallii osien sijoittamisen piirilevyn molemmille puolille säästämällä tilaa.

2. Mitkä ovat SMT: n toiminnot?

SMT: tä käytetään elektronisten osien sijoittamiseen tehokkaasti piirilevyn pintaan.Tämä prosessi auttaa luomaan pienempiä, kevyempiä ja monimutkaisempia elektronisia piirejä.Se myös nopeuttaa tuotantoa ja alentaa kustannuksia sallimalla koneiden käsittelyä kokoonpano.

3. Mitkä ovat pintaasennustekniikan SMT -komponentit?

SMT -komponentit ovat pienet elektroniset osat, jotka on suunniteltu asetettavaksi piirilevyn pinnalle.Näitä ovat esimerkiksi vastukset, kondensaattorit, induktorit, transistorit, diodit ja integroidut piirit (ICS).Näillä osilla on lyhyet johdot tai terminaalit, jotka juotetaan suoraan pöydälle.

4. Miksi SMD: tä käytetään?

SMD: tä käytetään, koska se auttaa tekemään elektronisista laitteista pienempiä, tehokkaampia ja luotettavampia.SMDS: ää käyttämällä elektronisten piirien kokoa voidaan pienentää, mikä on hyödyllistä kompaktien laitteiden, kuten älypuhelimien ja kannettavien tietokoneiden valmistuksessa.Se sallii myös automatisoidun kokoonpanon, mikä alentaa tuotantokustannuksia ja varmistaa tasaisen laadun.

5. Mitä eroa SMD: n ja SMT -kiinnitysten välillä on?

SMD tarkoittaa pintaasennuslaitetta, jotka ovat pieniä osia, joita käytetään elektroniikassa, jotka on asetettu piirilevyn pinnalle.SMT tarkoittaa pintaasennustekniikkaa, joka on menetelmä tai prosessi, jota käytetään näiden SMD -osien asettamiseen lautaan.Joten SMD viittaa itse osiin, kun taas SMT on prosessi, jolla ne asetetaan pöydälle.