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SMT是什么?

最后更新时间:2020-04-11
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很多朋友修打印机的时候都会接触到主板,电路板的维修,要修好必须要了解一些SMT的基本知识,那么SMT是什么呢?今天合肥打印机网就来给大家说一下。

SMT是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mounted Technology的缩写),是电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。SMT贴片指的是在PCB基础上进行加工的系列工艺流程的简称,PCB(Printed Circuit Board)为印刷电路板。
 
如今,看一下任何一件商业制造的电子设备,里面装满了微型设备。这些组件不是安装在带有导线的传统组件上,而是可以安装在电路板的表面上,而且许多组件的尺寸很小,而不是像用于家庭建筑和套件的那些那样使用导线。
 
该技术被称为表面贴装技术,SMT和SMT组件。实际上,当今所有商业化生产的设备都使用表面贴装技术SMT,因为它在PCB制造过程中具有显着优势,而且鉴于尺寸,使用SMT组件可以将更多的电子产品封装到更小的空间中。
 
除了尺寸之外,表面贴装技术还允许使用自动化的PCB组装和焊接,这在可靠性和节省成本方面带来了显着改善。
 
SMT到底是什么?
在1970年代和1980年代,用于各种设备的电路板的PCB组装的自动化水平开始提高。传统的带引线组件在PCB组装中并不容易。电阻器和电容器需要预先形成引线,以便它们可以穿过孔,甚至集成电路也需要将引线设置为正确的间距,以便可以轻松地将它们放置在孔中。
 
事实证明,这种方法很困难,因为引线经常会漏掉孔,因为确保其准确穿过孔的紧密度要求公差。结果,经常需要操作员干预以解决部件不能正确安装并停止机器的问题。这减慢了PCB组装过程,并大大增加了成本。
 
如今,表面安装技术已成为电子制造中用于PCB组装的主要技术。SMT组件可以做得非常小,可以使用数十亿个类型,特别是SMT电容器和SMT电阻器。
 
SMT设备
表面安装组件与含铅组件不同。SMT组件不是设计为在两点之间布线,而是设计为放在板上并焊接到板上。
 
它们的引线不会像传统含铅组件所期望的那样穿过板上的孔。不同类型的组件有不同的包装样式。封装类型大致可分为三类:无源组件,晶体管和二极管以及集成电路,这三类SMT组件如下所示。
 
被动SMD:   有很多不同的封装用于被动SMD。但是,大多数无源SMD都是SMT电阻器或SMT电容器,其封装尺寸已合理标准化。其他组件,包括线圈,晶体和其他组件,往往具有更多的个性化要求,因此需要自己包装。
 
电阻器和电容器具有各种封装尺寸。这些具有以下名称:1812、1206、0805、0603、0402和0201。这些图指的是几百英寸的尺寸。换句话说,1206的尺寸为12 x 6英寸。较大的尺寸(例如1812和1206)是最早使用的尺寸。它们现在并未广泛使用,因为通常需要更小的组件。但是,它们可能会用在需要较大功率水平或其他考虑因素需要较大尺寸的应用中。
 
到印刷电路板的连接是通过封装两端的金属化区域进行的。
晶体管和二极管:   SMT晶体管和SMT二极管通常装在一个小的塑料封装中。连接是通过引线产生的,引线从包装中散出并弯曲,以使其接触电路板。这些封装始终使用三根引线。这样,很容易确定设备必须走的路线。
 
集成电路:   有许多用于集成电路的封装。使用的封装取决于所需的互连级别。许多芯片(如简单逻辑芯片)可能只需要14或16个引脚,而其他芯片(如VLSI处理器)和相关芯片则可能需要多达200个或更多引脚。考虑到需求的广泛变化,可以使用许多不同的软件包。
 
对于较小的芯片,可以使用诸如SOIC(小型集成电路)的封装。这些实际上是用于熟悉的74系列逻辑芯片的熟悉的DIL(双列直插式)封装的SMT版本。此外,还有较小的版本,包括TSOP(薄型小型封装)和SSOP(收缩型小型封装)。
 
VLSI芯片需要不同的方法。通常,使用称为四方扁平包装的包装。它的面积为正方形或矩形,并且在所有四个侧面都有销钉。再次将销钉从包装中弯出,称为鸥翼形,以使其与电路板接触。引脚间距取决于所需的引脚数量。对于某些芯片,它可能接近千分之一英寸。包装和处理这些芯片时需要格外小心,因为引脚很容易弯曲。
 
其他软件包也可用。在许多应用中都使用一种称为BGA(球栅阵列)的技术。它们不在包装的侧面,而是在下面。连接垫具有在焊接过程中熔化的焊锡球,从而与电路板形成良好的连接并将其机械连接。由于可以使用包装的整个底面,因此连接的间距更宽,并且可靠性更高。
 
BGA的较小版本,也称为microBGA,也用于某些IC。顾名思义,它是BGA的较小版本。
 
随着表面贴装技术的采用水平,有大量可用的组件。表面安装封装中可用组件的选择远远超过了传统引线形式中可用的组件。这完全是由于需求。
 
但是,流行的基本组件(例如晶体管)和许多逻辑和模拟IC(例如运算放大器)通常具有可用作为传统含铅组件和表面贴装组件的版本。例如,可以以两种格式获得BC109晶体管,许多运算放大器和基本逻辑芯片也可以。
 
设计中的表面贴装技术
转向表面贴装技术的主要原因是PCB组装过程在速度,可靠性和成本方面的巨大进步。尽管这是采用该技术的主要影响,但也影响了新的电子电路和设备的设计和开发。幸运的是,这种转移给开发和电路性能带来的好处多于缺点。
 
对于开发工程师而言,表面贴装技术的使用具有许多优势,尽管需要注意以下几点:
 
低杂散电容和电感:   考虑到组件的尺寸小,杂散电感和电容的水平要小得多-SMT电阻器的工作方式比有引线电阻器更接近理想电阻器。类似地,SMT电容器将表现出低得多的寄生电感。结果,与含铅同类产品相比,标准SMT组件可以实现更快的速度和更高的频率。
较低的额定功率:   表面贴装组件的额定功率非常重要。表面贴装电阻器就是特定示例。一个标准的带引线电阻可以消耗至少0.25瓦的功率。对于表面贴装电阻器,Bing小得多,耗散也较小。请注意这一点,并检查制造商的数据。
 
更小/更密集的电路:   在越来越小的体积中推动更多功能的驱动是电子行业的普遍趋势,表面贴装技术在很大程度上有助于实现微型化。可以使这些部件更小,并且与传统的带引线部件相比,它们可以更紧密地安装在印刷电路板上。结合现在在集成电路中可获得的更高级别的功能,这意味着开发工程师的任务成为可能。
尽管在新设计中使用表面贴装技术时要注意一些额外的注意事项,但是尽管设计趋于复杂得多并提供更多功能,但设计的大多数元素仍然非常相似。这样,表面贴装技术的引入和使用促进了电子学的发展,从而允许更高水平的复杂性并提供更多的功能。
 
采用表面贴装技术的PCB组装
如今,SMT几乎仅用于PCB组装和制造。使用SMT可以将更多的电子产品包装到更小的空间中。表面贴装组件较小,通常可提供更高的性能水平,它们可与自动贴装机一起使用,在许多情况下,所有这些都消除了组装过程中手动干预的需要。
 
布线组件始终很难自动放置,因为需要预成型电线以适合相关的孔间距,即使那样,它们也容易出现放置问题。
 
如今,在PCB组装过程中,板上的大多数组件都是自动放置的。有时有些人可能需要手动干预,但是这种情况一直在减少。传统上,某些连接器以及可能的其他一些组件需要辅助放置,但是手动放置的水平一直在下降。如今,通常已开发出印刷电路板,以将其降低到绝对最小值,甚至达到改变设计以使用可自动放置的组件的程度。除此之外,组件制造商还开发了一些专门的表面安装版本的组件,这些版本可实现大多数电路板的几乎完整的自动化组装。
 
一些组件的问题之一是它们的耐热性。焊接过程要求将整个组件都升高到高温,这在某些技术上引起了问题。集成电路,表面贴装电阻器和许多类型的表面贴装电容器都可以。
 
但是,由于这个原因,最初没有使用表面贴装电解电容器。取而代之的是使用表面贴装钽,但是现在,已经开发出了各种版本的表面贴装电解电容器,它们能够承受焊接过程中遇到的温度。
 
还有其他一些组件需要特殊开发,以使其能够以表面安装组件格式提供。
 
电路板扩展和弯曲
表面安装电路板可能发生的问题之一是温度变化以及电路板挠曲的结果。对于使用含铅组件的电路板,这不是主要问题,因为组件上的导线会吸收运动并减轻可能引起的应力。
 
对于表面安装组件,情况可能并非如此。组件被焊接到印刷电路板上,并且牢固地固定在适当的位置。诸如表面贴装晶体管和表面贴装集成电路之类的组件具有从设备主体到电路板表面的引线,这些组件具有一些用于移动的装置,而表面贴装电阻器和电容器则没有。
 
对板上应变最敏感的组件是表面安装电容器-陶瓷MLCC系列。当受到拉应力时,它们往往会破裂。这显然是可靠性的主要问题。
 
在设计和PCB组装中可以采取几种预防措施,以确保将翘曲和温度膨胀等问题减至最少:
 
确保PCB电源和地平面均匀分布:   在PCB组装过程中使印刷电路板通过焊接过程时,电路板将被显着加热,这可能导致翘曲-在某些大型板上,该水平可能很重要。为帮助缓解此问题,接地层和电源层应尽可能覆盖整个电路板。如果它们仅存在于部分印刷电路板上,则可能导致翘曲。
组件的形状:   具有短而宽的主体的表面安装组件优于长而薄的组件。如果组件短而宽,则膨胀和弯曲的效果将不太明显。
与最大弯曲方向成直角安装组件:   电路板倾向于沿电路板的最长长度翘曲。将组件安装在平面上,该平面应承受最小的弯曲或弯曲。
 
SMT应用
尽管可以将某些SMT组件用于房屋建筑,但在焊接它们时需要格外小心。另外,即使具有宽引脚间距的IC也可能难以焊接。
 
如果没有特殊设备,则不能焊接具有五十个或更多引脚的引脚。它们仅用于大规模生产。即使在已经构建好的电路板上工作时,也需要格外小心。但是,这些SMT组件可为制造商节省大量成本,这就是为什么采用它们的原因。幸运的是,对于家庭建筑商而言,仍可以广泛使用的传统含铅部件可以手动焊接,为家庭建筑提供了更好的解决方案。
 
尽管如此,SMT组件仍可用于某些适用的家庭项目-SMT组件的引线和连接的尺寸不能太小以至于无法使用更传统的烙铁和其他工具进行管理。

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