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smt代工厂:表面贴装技术和 SMT 设备介绍

2024/07/02

如今,看看任何商用电子设备的内部,里面都充满了微型器件。这些器件不是使用传统的带导线的元件(如用于家庭建筑和套件的元件),而是安装在电路板的表面上,而且许多元件的尺寸都很小。


如今,看看任何商用电子设备的内部,里面都充满了微型器件。这些器件不是使用传统的带导线的元件(如用于家庭建筑和套件的元件),而是安装在电路板的表面上,而且许多元件的尺寸都很小。

这项技术称为表面贴装技术 (SMT),它具有相关的 SMT 组件或表面贴装设备或 SMD。

如今,几乎所有商业制造的设备都采用表面贴装技术 (SMT),因为它在 PCB 制造过程中具有显著的优势,并且就尺寸而言,使用 SMT 组件可以将更多的电子设备装入更小的空间内。

除了尺寸之外,表面贴装技术还允许使用自动化 PCB 组装和焊接,这带来了可靠性的显著提高以及成本的巨大节省。

表面贴装技术到底是什么?

在 20 世纪 70 年代和 80 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。使用带引线的传统元件对于 PCB 组装来说并不容易。

电阻器和电容器需要预先形成其引线,以便它们能够穿过孔,甚至集成电路也需要将其引线设置到精确正确的间距,以便它们能够轻松地穿过孔。

这种方法总是很难,因为引线经常会错过孔,而确保它们准确穿过孔所需的公差非常严格。因此,经常需要操作员干预来解决组件安装不正确并停止机器的问题。这减慢了 PCB 组装过程并大大增加了成本。

对于 PCB 组装来说,元件引线实际上不需要穿过电路板。相反,元件直接焊接到电路板上就足够了。因此,表面贴装技术 (SMT) 应运而生,随着 SMT 元件的优势被人们看到和认识到,其使用量迅速上升。

如今,表面贴装技术是电子制造业中用于 PCB 组装的主要技术。SMT 元件可以做得非常小,并且种类繁多,尤其是 SMT 电容器和 SMT 电阻器。

SMT 设备

表面贴装元件与引线元件不同。SMT 元件不是设计用于连接两点,而是设计用于放置在电路板上并焊接到电路板上。

它们的引线不会像传统引线元件那样穿过电路板上的孔。不同类型的元件有不同的封装样式。封装样式大致可分为三类:无源元件、晶体管和二极管以及集成电路,下面介绍这三类 SMT 元件。

无源 SMD:   无源 SMD 使用的封装种类繁多。然而,大多数无源 SMD 都是 SMT 电阻或 SMT 电容,其封装尺寸相当标准化。其他元件(包括线圈、晶体等)往往有更多个性化要求,因此有自己的封装。

电阻器和电容器具有各种封装尺寸。这些尺寸包括:1812、1206、0805、0603、0402 和 0201.这些数字表示百分之一英寸的尺寸。换句话说,1206 的尺寸为 12 x 6 百分之一英寸。

1812 和 1206 等较大尺寸是最早使用的。它们现在尚未广泛使用,因为通常需要更小的元件。然而,它们可能在需要更大功率水平或出于其他考虑而需要更大尺寸的应用中得到使用。

与印刷电路板的连接是通过封装两端的金属化区域实现的。

晶体管和二极管:   SMT 晶体管和 SMT 二极管通常包含在一个小的塑料封装中。连接通过从封装中伸出的引线进行,这些引线弯曲后会接触到电路板。这些封装通常使用三根引线。这样就很容易识别设备应该绕哪条路。

集成电路:   集成电路使用多种封装。所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)可能需要多达 200 个或更多引脚。鉴于需求的广泛差异,有许多不同的封装可供选择。

对于较小的芯片,可以使用诸如 SOIC(小外形集成电路)之类的封装。这些封装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,还有更小的版本,包括 TSOP(薄型小外形封装)和 SSOP(缩小型小外形封装)。

VLSI 芯片需要不同的方法。通常使用称为四方扁平封装的封装。这种封装具有正方形或矩形的占位面积,并且引脚从四边延伸。引脚再次以所谓的鸥翼形从封装中弯曲出来,以便与电路板接触。引脚的间距取决于所需的引脚数量。对于某些芯片,间距可能接近 20 千分之一英寸。封装和处理这些芯片时需要非常小心,因为引脚很容易弯曲。

还有其他封装可供选择。许多应用中都使用一种称为 BGA(球栅阵列)的封装。连接不是位于封装侧面,而是位于封装下方。连接垫上有焊球,焊球在焊接过程中会熔化,从而与电路板形成良好的连接并将其机械固定。由于可以使用封装的整个底面,因此连接的间距更宽,并且可靠性更高。

一些 IC 也使用 BGA 的较小版本,称为 microBGA。顾名思义,它是 BGA 的较小版本。

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