technology),即表面貼裝技術,是壹種將元器件貼裝或直接放置在印刷電路板表面的電子線路生產技術。在該行業,有SMD(surface-mount
device,表面貼裝器件)和THT(through-hole
technology穿孔插裝技術)兩種方法。兩種技術可以在同壹塊PCB板上應用,只不過穿孔插裝技術應用在哪些不適合表面貼裝的元器件(比如大的變壓器、連接器、電解電容等)。SMT元件通常比穿孔插裝元件小,因為它的引腳更小甚至是沒有引腳,它可能是各種類型、接觸方式的短腳或者短引線,或者是球狀矩陣排列(BGA)等。
SMT優勢
SMT相比傳統的過孔插裝技術具有如下主要優勢:
(1)更小的元器件。2012年即實現0.4*0.2mm(0.016*0.008 in: 01005),並有更小型化的發展趨勢
(2)更高的元件密度(單位面積內的元件數)以及單個元件更多的連接數
(3)更高的連接密度
(4)更低的成本和時間(上線生產)
(5)PCB設計和制作中更少的孔
(6)更加簡單快速的貼裝
(7)元件貼裝中的微小錯誤會因為融化錫膏的表面張力自動拉伸修復
(8)元件可以在板的上下兩面進行貼裝焊接
(9)更低的電阻和電感效應,導致更少的RF信號效應
(10)在振動和跌落情況下更好的機械性能
(11)很多SMT元件相比插件元件要更加便宜
(12)更好的EMC性能,鑒於更小的電磁線圈從而產生更低的電磁輻射
SMT劣勢
(1)因為更小尺寸和SMD引線間距,貼裝或者元件層面的手工維修更加困難,需要專業熟練工人和更貴的返修工具進行操作
(2)SMD元件不能直接用於插入式母板(壹種快速測試打樣工具),需要定制壹塊PCB或者將SMD元件焊接到引腳載具上。
(3)SMD焊錫連接可能在熱力循環中被灌註成分損壞
(4)SMT焊接連接處變得更小,間距越來越小,導致SMT工藝要求精度更高
(5)SMT不適於大體積、高能、高電壓元件,例如電源電路中的變壓器等,將SMT和插件工藝融合在壹起,是比較常見的。
(6)SMT不適用於頻繁機械應力的應用中,比如壹些連接器,作為接口同外部連接,頻發拔插對於焊接的穩定性提出了挑戰
SMT返修
在整個PCBA加工工藝過程中,SMT問題元件經常采用電烙鐵或者非接觸式返修系統進行維修。在通常情況下,返修系統是更好的選擇,因為SMD元件的維修需要相當熟練技能,並且不太容易。非接觸式焊接返修方法:紅外焊接和熱氣焊接。
紅外方式
通過紅外焊接方式,焊接處經過長短波的電磁感應而受熱融化。優勢有:
(1)建議安裝
(2)無須加壓空氣
(3)無須針對不同元件的吸嘴,減少更換吸嘴的成本
(4)快速紅外源的反應
劣勢
(1)中央區域相比外圍區域受熱更多
(2)溫度控制不夠精確,極易達到峰值
(3)周圍元件需要覆蓋,避免損害,需要更多的時間
(4)表面溫度取決於元件的反射率
(5)溫度取決於表面形狀,對流能量損耗將減少元件的溫度
(6)沒有回流氛圍可能性
熱氣方式
在熱氣方式的焊接中,連接處的能量受熱通過熱氣傳輸,通常借助空氣或者氮氣。優勢
(1)模仿回流焊接中的場景
(2)壹些系統允許在熱空氣和氮氣中進行切換
(3)標準元件吸嘴,擁有更高的穩定性和快速處理過程
(4)允許可再生焊接
(5)足夠的熱能,大量元件均可以受熱
(6)受熱均勻
(7)元件受熱溫度不會超過設定的氣體溫度
(8)回流之後的快速冷卻,導致更小的焊接紋路
劣勢:熱發生器的熱力性能導致較慢的反應。返修通常能夠更正壹些由於人工或者機器引致的錯誤,包含如下步驟
融化焊錫並且移動元件
移動殘余焊錫
直接或分發式印刷錫膏在PCB板上
貼裝新的元件並回流焊
壹些情況下,成百上千個相同的元件需要維修。這種錯誤經常在貼裝過程中發生並被捕獲。但是,當發現過晚時,就要面臨大批量的維修,此時需要有針對性的維修策略,確保維修的品質。
SMT封裝
SMT貼裝元器件通常比其他引腳元件要小,設計之初也是便於機器大規模的批量生產,而非通過手工方式。電子產業擁有其標準的封裝形式和大小(行業領先的標準是JEDEC),包含:
圖表中的代碼通常以英寸或者毫米來定義元器件的長度和寬度。例如,公制2520元件就是2.5mm*2.0mm,用英寸來表示就大概是