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I dispositivi a montaggio superficiale, o SMD, sono componenti elettronici progettati per essere installati direttamente su una scheda di circuito a montaggio superficiale. Poiché i componenti SMD non hanno bisogno di cavi per passare attraverso PCB fori come i tradizionali foro passante sono ideali per i moderni e piccoli sistemi elettronici. Lasciate che ELEPCB introdurre subito in dettaglio i componenti SMD.
Distinzione tra SMD e SMT
SMD e SMT (Tecnologia di montaggio in superficie) sono utilizzati in modo intercambiabile nella maggior parte dei casi, anche se si riferiscono a cose diverse. SMD è il dispositivo elettrico fisico, mentre SMT è la tecnica impiegata per saldare tali dispositivi su un circuito stampato a montaggio superficiale. L'SMD e l'SMT, insieme, hanno rivoluzionato l'elettronica. produzione consentendo di realizzare dispositivi più piccoli ed efficienti.
Come scegliere il diritto
Componente per la scheda PCB SMD?
Qual è l'uso dei componenti SMD?
I componenti SMD basati su SMT consentono di realizzare PCB ad alta densità assemblea via automazioneriducendo gli effetti parassiti e migliorando le prestazioni elettriche. Sostituiscono i conduttori a foro passante, consentendo la miniaturizzazione in elettronica di consumo, IoT, e aerospaziale.
| Parametro | SMT | THT |
| Montaggio | Componenti ridotti da 60%-80% (standard IPC-2221B) | Limitato dalla distanza tra i conduttori |
| Costo | 30% riduzione dei costi (non è necessaria la foratura) | Più alto perforazione/Costi di inserimento |
| Alta frequenza Prestazioni | Induttanza parassita <0,1nH (standard di prova JEDEC JESD22-A114) | Suscettibile alla degradazione del segnale |
Questa innovazione è alla base della miniaturizzazione dell'elettronica moderna (come i chip smd):
Smartphone scheda madreattualmente contengono >95% Componenti SMD, con Apple A15 Bionic abbracciare i pacchetti 01005. Medico tecnologia come Pacemaker Medtronic richiedono l'adozione di pacchetti 0201 a causa dei vincoli dei dispositivi impiantabili.
2 Tipi principali di package per dispositivi a montaggio superficiale
| Codice del pacchetto | Dimensione metrica (mm) | Dimensione imperiale (pollici) |
| 402 | 1.0×0.5 | 0.016×0.008 |
| 603 | 1.6×0.8 | 0.063×0.031 |
| 805 | 2.0×1.25 | 0.079×0.049 |
Come identificare i componenti SMD?
| Tipo di componente | Aspetto | Marcature comuni | Esempi di pacchetti |
| Resistore (R) | Piccolo rettangolo | Codice a 3 o 4 cifre (ad esempio, 103 = 10kΩ) | 0402, 0603, 0805, 1206 |
| Condensatore (C) | Simile a resistores | I condensatori al tantalio hanno segni di polarità | 0402, 0603, 0805, 1206 |
| Induttore (L) | Sembrano resistenze | Ad esempio, 101 = 100µH | 0603, 0805, 1206, 1210 |
| Diodo (D) | pacchetto nero con una confezione bianca | Codice SMD (ad esempio, A7 = diodo Schottky) | SOD-123, SOT-23 |
| LED (LED) | Trasparente o colorato | marcatura specifica del colore | 0603, 0805, 1206 |
| Transistor (Q) | Componente a tre gambe | Codici alfanumerici (ad esempio, S8050, 2N7002) | SOT-23, SOT-223, SC-70 |
| Circuito integrato (IC/U) | Rettangolare, con più pin, spesso nero | LM358, ATmega328 | SOIC, TSSOP, QFN, BGA |
| Applicazione | Specifiche principali | Dispositivi rappresentativi |
| Elettronica per autoveicoli | Conformità obbligatoria ad AEC-Q200 (test di vibrazione 15g@2000Hz, cicli termici -55°C~150°C) | Condensatori Murata serie GRM (10nF±10%, tensione nominale 50V) |
| Controllo industriale | Campo di funzionamento -55°C~125°C (protezione ESD ±8kV secondo IEC 61000-4-2) | TI TPS7A4700 LDO (rumore di uscita di 3μVrms, PSRR di 78dB) |
E anche:
- Propulsori EV (ad esempio, moduli driver IGBT di Tesla Model Y)
- Sistemi PLC per la trivellazione petrolifera (ad esempio, serie ABB AC500 ridondante). potenza progetti)
Come progettare
Circuito a montaggio superficiale?
Fase 1:
Controllo della spaziatura dei componenti
Per evitare di saldare cortocircuiti e aumentare l'affidabilità, soprattutto nei layout delle schede micro-SMD, è necessario garantire un controllo preciso della spaziatura dei componenti.
- Spaziatura per pacchetti 0402: I componenti adiacenti devono mantenere un distanza minima di ≥0,15 mm (standard IPC-7351B) per evitare la formazione di ponti di saldatura durante la stencil stampa e riflusso.
- Layout speciale per i pacchetti 0201: Per ridurre le interferenze elettromagnetiche e stress meccanicoadottano un "layout a sandwich" (disposizione sfalsata su strati superiori e inferiori), garantendo un disallineamento verticale tra i componenti adiacenti.
Fase 2:
Progettazione dell'ottimizzazione del pad
Tampone design ha un impatto diretto sulla saldatura qualità e la stabilità dei componenti, richiedendo un'ottimizzazione basata sulle dimensioni del pacchetto e sui requisiti di processo.
- Estensione della lunghezza del cuscinetto: Lunghezza del pad dovrebbe estendersi di 0,2 mm oltre il conduttore del componente (ad esempio, pad del resistore 0402 di dimensioni 0,8×0,4 mm) per garantire una sufficiente saldatura e prevenire il tombamento.
- Apertura della maschera di saldatura Tolleranza: Maschera di saldatura Le aperture devono essere controllate entro ±0,02mm per evitare un'esposizione insufficiente o eccessiva dei tamponiche può influire sulla resa della saldatura.
Fase 3:
Co-progettazione dell'integrità del segnale
Per le reti di alimentazione e i progetti ad alta velocità, le ottimizzazioni del layout devono garantire le prestazioni elettriche.
Regole di instradamento del segnale ad alta velocità
Controllo dell'impedenza: Impedenza della coppia differenziale deve essere 100Ω±10% (si veda lo standard IPC-2141A), ottenuta grazie alla variazione della larghezza della traccia e dello spessore del dielettrico.
Serpentina Instradamento Spaziatura: Per ridurre al minimo la diafonia, la spaziatura delle tracce a serpentina dovrebbe essere ≥3× larghezza della tracciaGli angoli arrotondati sono preferibili per ridurre i riflessi.
Progettazione dell'integrità di potenza
Condensatore di disaccoppiamento Collocazione: Luogo 10μF+0,1μF coppie di condensatori vicino a Pacchetto BGA (distanza ≤ 5 mm) per sopprimere i disturbi ad alta frequenza e ridurre l'impedenza di potenza.
Divisione del piano di potenza: Evitare di instradare segnali sensibili su piani divisi per evitare la degradazione del segnale causata da piani di riferimento discontinui.
Passo 4:
Impostazione dei file SMD e co-progettazione dell'assemblaggio
Gerber Standard di generazione dei file
Standardizzato File Gerber Le definizioni sono molto importanti per la coerenza nella fabbricazione dei PCB e nei processi SMT.
Tabella 5: File SMD standard
| Tipo | Suffisso | Contenuto |
| Strato superiore | .GTL | Traccia/tampone/silkscreen |
| Stencil Layer | .GTS | Apertura della piazzola SMD |
| Lima per trapano | .DRL | Coordinate delle vie passanti/cieche e interrate |
Standard di definizione dei livelli:
Strato superiore (.GTL): Include tracce, pastiglie e serigrafia marcature (ad esempio, i designatori dei componenti e i simboli di polarità).
Strato Stencil (.GTS): Contiene solo aperture per piazzole SMD per la pasta saldante applicazione (evita la contaminazione nelle aree non soggette a saldatura).
File di foratura (.DRL): Definisce con precisione il foro passante, cieco/sepolto via (unità: mm, formato ASCII).
PCB Montaggio BOM Co-progettazione
Per il montaggio SMT di PCB di controllori industriali, la corretta mappatura dei dati di progetto e dei file di produzione è l'elemento più importante per aumentare la velocità di produzione.
Ad esempio, con il progetto del controllore industriale, la deviazione sistemica di BOM file di coordinate e coordinate Gerber (valore normale ±0,1 mm(conforme allo standard di precisione di posizionamento IPC-9850) porta a frequenti problemi di offset del dispositivo, che si manifestano come segue:
- Pacchetto QFP disallineamento di pin e pad del chip 0,08 mm (superiore agli standard IPC-A-610 Classe 2)
- 0402 Condensatore dispositivo resistivo BIBLIOGRAFIA tasso di difettosità pari a 1.2% (media del settore 0,8%)
Dopo l'implementazione del prossimo programma di ottimizzazione ingegneristica, il sistema di sincronizzazione delle coordinate adotta il gestore di componenti Altium Designer (precisione ±0,01 mm), per realizzare il meccanismo di mappatura automatica delle coordinate BOM-PCB:
- Algoritmo di compensazione automatica delle coordinate del dispositivo
- Verifica visiva degli indicatori di polarità (IPC-7351B)
Processo di convalida del DFM
Convalida della producibilità tramite la tabella di rete IPC-356A, con particolare attenzione ai test per.
- Coerenza della marcatura di polarità dei componenti (rischio di inversione del collegamento di LED/Diodo)
- Verifica della compatibilità del pacchetto (per garantire la compatibilità dei pad QFN e dell'apertura dello stencil)
- Verifica del passo sicuro (soddisfa i requisiti IPC-2221A di passo minimo di 0,15 mm)
Effetto dell'implementazione
- Precisione di posizionamento da Da ±0,1 mm a ±0,03 mm (capacità di processo fino a CPK≥1,67)
- Tasso di superamento dell'allineamento dei componenti migliorato da 35% (da 82% a 110,7%)
- Il primo articolo di rate enhanced da da 92% a 98,5% (migliore dello standard IPC-7912A)
- Miglioramento del tempo di ciclo di produzione di un singolo lotto 12 ore (riduzione del lavoro di rilavorazione di 58%)
ELEPCB dispone di un team BOM di grande esperienza. La gestione è informatizzata e sappiamo come affrontare i rispettivi problemi di sinergia.
Inoltre, poniamo la massima enfasi sulla comunicazione, in qualsiasi relazione sarà in sincronia di informazioni con il cliente, possedere un regime perfetto di responsabilità e autorità, sono in grado di fornire servizi di produzione di PCB rapidi e a basso costo di prova ed errore.
Processo di saldatura SMD e controllo qualità
Standard di qualità per la saldatura
L'aderenza agli standard IPC-A-610 Classe 3 (per elettronica ad alta affidabilità) garantisce la resistenza meccanica e la stabilità a lungo termine dei giunti di saldatura.
- Altezza del giunto a saldare: Deve essere 25%~50% dell'altezza dei conduttori dei componenti (evita giunzioni fredde o collassi eccessivi).
- Angolo di bagnatura≤45° (garantisce la copertura completa dell'interfaccia piombo-pad).
Saldatura di dispositivi a passo fine
Per i pacchetti QFN con passo di 0,3 mm, i processi di alta precisione sono fondamentali per evitare ponti e vuoti:
- Design dello stencil: 80μm spessore (taglio laser + nano-rivestimento), Rapporto 1:1 tra apertura e pad (riduce al minimo le sbavature di pasta saldante).
- Pasta per saldare: SAC305 senza piombo (Tipo 4, granulometria 20-38μm) bilancia la scorrevolezza e la stampa a passo fine.
- Ispezione post-posizionamento: 3D SPI (Solder Paste Inspection) verifica lo spessore e la copertura (tolleranza ±10%).
Parametri di saldatura a riflusso di azoto
L'atmosfera di azoto riduce al minimo l'ossidazione e migliora la bagnabilità della saldatura, richiedendo un controllo preciso a più stadi.
Tabella 6: Controllo multistadio dell'atmosfera di azoto
| Palcoscenico | Temperatura (°C) | Tempo (s) | Livello di O₂ (ppm) |
| Preriscaldare | 150-180 | 60-90 | <1000 |
| Riflusso | 240-250 | 60-80 | <50 |
| Nota bene: la temperatura di riflusso di picco non deve superare i limiti del componente (ad esempio, 260℃ per i circuiti integrati in plastica). | |||
Conclusione
I produttori possono creare prodotti elettronici compatti, potenti e dal prezzo ragionevole utilizzando SMD e SMT tecnologie. L'utilizzo di componenti elettrici SMD appropriati garantisce prestazioni migliori e affidabilità, sia che si tratti di ottimizzare i componenti SMD che di ottimizzare le prestazioni. assemblea o la costruzione di un circuito stampato a montaggio superficiale.
ELEPCB potrebbe non essere il produttore più economico sul mercato, ma possiamo SERVIRVI AL MEGLIO. Vuoi saperne di più su Schede di circuito SMD? Contattateci per avere maggiori informazioni!
Domande frequenti
A1: La confezione 0201 corrisponde a una dimensione metrica di 0,6×0,3 mm (standard EIA-481).
A2:
- Saldatura Ferro: JBC CD-2BQE (con 0,2 mm per la manipolazione di microcomponenti);
- Pasta per saldare: Indio NC-SMQ92J (tipo 5, dimensione delle particelle 5-15μm per una precisione di passo fine).
A3: La bagnatura della saldatura l'angolo deve essere ≤45° (garantisce la copertura completa dell'interfaccia piombo-pad ed evita i giunti freddi).
A4:
- Spessore dello stencil: 80μm (tagliato al laser con nano-rivestimento per ridurre al minimo le sbavature di pasta);
- Rapporto di apertura: 1:1 all'area del tampone (per evitare ponti o pasta insufficiente).
A5: Il contenuto di ossigeno deve essere <50 ppm durante il riflusso (riduce l'ossidazione e migliora la bagnabilità della saldatura).finitura superficiale).
Riferimenti
- [Messaggio dei presidenti generali della SDS 2019]. 2019 Sesta conferenza internazionale sui sistemi definiti dal software (SDS). Roma, Italia, 2019, pp. i-i. doi: 10.1109/SDS.2019.8768655.
CONTATTO
Wenxiao He
Sono un ingegnere con esperienza, specializzato nel campo dell'elettronica, con una preziosa esperienza di vendita e una mentalità determinata. Se possiamo essere utili l'uno all'altro, siate certi che non c'è altra opzione più professionale di me sul mercato.
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Informazioni su Benjamin
Benjamin è il direttore generale di ELE PCB, un'azienda leader nella progettazione e produzione di PCB con sede in Cina. Ha oltre 10 anni di esperienza nel settore dei PCB e ha partecipato a diversi progetti.
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