EN
A Pintaliitettävä komponentti on elektroninen komponentti, joka on suunniteltu kiinnitettäväksi suoraan piirilevyn pinnalle eikä porattuihin reikiin. Tämä perustavanlaatuinen ero erottaa pinnalle kiinnitettävien komponenttien teknologian vanhemmista läpi porattujen reikien kiinnitettävistä menetelmistä ja määrittelee, miten nykyaikaiset elektroniikkalaitteet rakennetaan. Pinnalle kiinnitettävien komponenttien ymmärtäminen – mitä ne ovat, miten ne toimivat ja miksi niitä käytetään niin laajasti – antaa insinööreille, ostajille ja tuotekehittäjille keskeisen perustan informoiduille päätöksille piirilevyjen suunnittelussa ja valmistuksessa.
Kompaktien kuluttajaelektroniikkalaitteiden, korkean tiukkuuden piirikorttien ja automatisoitujen kokoonpanolinjojen nousu on tehnyt pinnalle asennettavista komponenteista (SMD) elektroniikkateollisuuden hallitsevan komponenttimuodon. Virta- ja teollisuusohjaimista älypuhelimien ja muiden nykyaikaisten elektronisten tuotteiden lähes kaikki käyttävät pinnalle asennettavia komponentteja saavuttaakseen pienentämisen, suorituskyvyn ja kustannustehokkuuden. Tässä artikkelissa selitetään, mitä nämä komponentit ovat, millaisia niitä on ja miten niitä käytetään todellisessa piirikorttien kokoonpanossa.
Pinnalle asennettavan komponentin (SMD) määritelmä ja keskeiset ominaisuudet
Mitä määrittelee pinnalle asennettavan komponentin (SMD)
Pintamontaattilaite (SMD) on mikä tahansa passiivinen, aktiivinen tai elektromekaaninen komponentti, joka on suunniteltu pintamontaakseen. Pintamontaattilaitteessa ei käytetä johtoja, jotka kulkevat piirilevyn läpi, vaan litteitä kosketuspintoja, pad-alueita tai pieniä metallisia päätöksiä, jotka ovat tasassa piirilevyn pinnan kanssa. Piirilevyn pad-alueille levitetään tinata, pintamontaattilaite asetetaan paikoilleen pick-and-place -koneella ja kokoonpano ohjataan sitten uunissa sulatettavaksi, jolloin muodostuu sähköinen yhteys.
Pintamontaattilaitteen määrittelevä fyysinen ominaisuus on sen tiukka ja alhainen muoto. Koska pintamontaattilaite ei vaadi reikien poraamista piirilevyyn, komponentteja voidaan sijoittaa piirilevyn molemmille puolille, mikä lisää piiritiukkuutta huomattavasti. Tämä tekee pintamontaattilaitteesta ideaalin ratkaisun sovelluksissa, joissa tila ja paino ovat rajoitettuja.
Pintamontaattilaitteen tärkeimmät sähköiset ominaisuudet
Pintaliitoslaite (SMD) ei ole pelkästään pienempi versio läpiviivattavasta komponentista. Pintaliitoslaite on suunniteltu tarjoamaan vakaa sähköinen suorituskyky sen pienessä rakenteessa. Lyhyempiä johdinpätkiä pintaliitoslaitteessa vähentää haitallisesti vaikuttelevaa induktanssia ja kapasitanssia, mikä on merkittävä etu korkeataajuuspiirien suunnittelussa. Tämä tarkoittaa, että pintaliitoslaite usein suoriutuu paremmin kuin vastaava läpiviivattava komponentti RF-sovelluksissa, signaalin eheyden varmistamisessa ja kytkentäsovelluksissa.
Pintaliitoslaitteiden komponenttityypit
Passiiviset pintaliitoslaitteiden komponentit
Passiivityypit edustavat yleisimmin käytettyä pinnallisesti kiinnitettävien komponenttien (SMD) luokkaa. Vastukset, kondensaattorit ja käämit muodostavat suurimman osan pinnallisesti kiinnitettävien komponenttien määrästä tavallisessa piirilevyssä. Nämä passiiviset pinnallisesti kiinnitettävät komponentit ovat standardoituja pakkauskokoja, kuten 0402, 0603 ja 0805, joiden numerot vastaavat fyysisiä mittoja tuhannesosina tuumaa. Oikean pinnallisesti kiinnitettävän komponentin (SMD) pakkauskoon valinta on ratkaisevan tärkeää, koska se vaikuttaa juottautuvuuteen, lämmönjakoon ja kokoonpanon tuottavuuteen. 0402-pakkauskoon kuuluva pinnallisesti kiinnitettävä vastus tai kondensaattori on erittäin pieni, ja sen asentamiseen vaaditaan tarkkaa automatisoitua asennusta, jotta vältetään sijoitusvirheet tai kynttiläilmiö.
Kuristimet ovat saatavilla pinnallisena asennusmuotona (Surface-Mount Device) sekä suojattuina että suojaamattomina versioina. Suojattu pinnallisena asennusmuotona (Surface-Mount Device) oleva kuristin vähentää elektromagneettista häiriövaikutusta ja sitä suositellaan erityisesti virtalähteissä ja suodatuspiireissä. Insinöörit valitsevat pinnallisena asennusmuotona (Surface-Mount Device) olevan kuristimen induktanssiarvon, virta-alueen ja yhtäsuuntaisen virran vastuksen perusteella, ja kaikki nämä tiedot on ilmoitettu pinnallisena asennusmuotona (Surface-Mount Device) annettavassa teknisessä tiedossa.
Aktiiviset ja integroidut pinnallisena asennusmuotona (Surface-Mount Device) -komponentit
Aktiivisia pinnallisesti asennettavia komponentteja ovat transistorit, diodit, integroidut piirit ja mikro-ohjaimet. Integroidun piirin (IC) pinnallisesti asennettava pakkausmuoto voi olla esimerkiksi SOIC, QFP, QFN tai BGA. BGA (Ball Grid Array) on tiukka pinnallisesti asennettava pakkausmuoto, jossa tinalla pinnoitetut pallot on järjestetty ruudukkomaiseen kuvioon komponentin alapuolelle. BGA-pakkauksen avulla voidaan saavuttaa satoja liitoksia erinäisen pienessä tilassa, mikä tekee siitä yleisesti käytetyn pakkausmuodon prosessoreissa ja muistipiireissä. BGA-pinnallisesti asennetun komponentin tarkastus uudelleenliuottamisen jälkeen vaatii röntgenlaitteiston, koska liitoskohdat ovat piilossa pakkausmuodon alla.
Diodit ja transistorit pinnallisesti asennettavina komponentteina käyttävät yleensä SOT- tai SOD-pakkausmuotoja. Nämä aktiiviset pinnallisesti asennettavat komponentit ovat suhteellisen helppoa paikantaa ja kiinnittää, mutta niiden asennuksessa on kiinnitettävä huomiota suuntaan. Pinnallisesti asennetun komponentin napaisuus ja ensimmäisen jalan merkintä on tarkistettava piirilevyn silkkipainoksen kanssa estääkseen väärän suuntaisen asennuksen.
Kuinka pinnalle asennettavia komponentteja käytetään piirilevyn kokoonpanossa
Pinnalle asennettavien komponenttien SMT-kokoonpanoprosessi
Pinnalle asennettavan komponentin kokoonpanoprosessi noudattaa määriteltyä työnkulku. Ensin tinanliima tulostetaan stenssilä piirilevyn napoihin, joihin kunkin pinnalle asennettavan komponentin asennus tapahtuu. Tämän jälkeen pick-and-place -kone ottaa kunkin pinnalle asennettavan komponentin nauha- ja rullapakkauksesta tai laatikosta ja asettaa sen tarkasti tinanliimalla peitettyihin napoihin. Kun kaikki pinnalle asennettavat komponentit on asennettu, piirilevy siirtyy uuniin, jossa ohjatulla lämpötilaprofiililla sulatetaan tinanliima ja muodostetaan luotettavia liitoksia kunkin pinnalle asennettavan komponentin ympärille. Tämä automatisoitu prosessi mahdollistaa suurten volyymin tuotannon sekä johdonmukaisen pinnalle asennettavien komponenttien tinattujen liitosten laadun.
Jos etsit piirilevyn kokoonpanopalveluita, jotka käsittelevät pinnalle asennettavia komponentteja suurella mittakaavalla, ammattimainen Pintaliitettävä komponentti kokoonpanopalveluita tarjoavat yritykset tarjoavat kattavia turnkey-palveluita, joihin kuuluvat komponenttien hankinta, liimapainatus, uudelleenkuumennus ja automatisoitu optinen tarkastus. Kokoonpanopartnerin valinta kokemukseen perustuen varmistaa, että jokainen pinnalle kiinnitettävä laite (SMD) asennetaan ja kiinnitetään oikein, mikä vähentää uudelleenpuhdistusta ja nopeuttaa tuotteen markkinoille saattamista.
Laadunvalvonta pinnalle kiinnitettävien laitteiden (SMD) kokoonpanossa
Laadunvalvonta pinnalle kiinnitettävien laitteiden (SMD) kokoonpanossa sisältää automatisoidun optisen tarkastuksen (AOI), joka tarkistaa jokaisen pinnalle kiinnitettävän laitteen (SMD) oikean sijoituksen, suunnan ja juotosliitosten laadun. AOI:lla voidaan havaita juotosliitosten yhdistelmät, riittämätön juotosmäärä sekä puuttuvat pinnalle kiinnitettävät laitteet (SMD). Tiukkoihin piirilevyihin asennettujen BGA-pinnalle kiinnitettävien laitteiden (SMD) pakkausten piilossa oleviin juotosliitoksiin päästään käsiksi röntgentarkastuksella, jota AOI ei kykene tarkastamaan. Kattavan tarkastuksen käyttöönotto jokaisessa pinnalle kiinnitettävien laitteiden (SMD) kokoonpanoprosessin vaiheessa on välttämätöntä luotettavien piirilevyjen saavuttamiseksi sekä prototyyppivaiheessa että sarjatuotannossa.
UKK
Mikä ero on pinnalle asennettavan laitteen ja läpivientikomponentin välillä?
Pinnalle asennettava laite kiinnitetään suoraan piirilevyn pinnalle liitospastalla ja uudelleenliuotuksella, kun taas läpi reiän asennettavassa komponentissa käytetään johdinjalkoja, jotka työnnetään porattuihin reikiin ja liitetään toiselta puolelta. Pinnalle asennettava laite on yleensä pienempi, kevyempi ja paremmin soveltuva automatisoituun suurteholliseen kokoonpanoon kuin läpi reiän asennettava komponentti.
Voinko liittää pinnalle asennettavan laitteen käsin?
Kyllä, pinnalle asennettavan laitteen voi liittää käsin, vaikka se vaatii taitoa ja sopivia työkaluja. Suuremmat pinnalle asennettavat laiteläppäkset, kuten SOIC tai 0805-passiivikomponentit, ovat hallittavissa ohualla kärjellä varustetulla liitosraudalla. Pienemmät pinnalle asennettavat laiteläppäkset, kuten 0201 tai BGA, ovat erittäin vaikeita liittää käsin luotettavasti, ja niiden käsittelyyn soveltuu paremmin automatisoitu laitteisto.
Miten valitsen oikean pinnalle asennettavan laitteen läppäksen suunnittelussani?
Oikean pinnallisesti kiinnitettävän laitteen (Surface-Mount Device) pakkausvalinta riippuu piirilevyn tilavaatimuksista, virtavaatimuksista, toimintataajuudesta ja kokoonpanokyvyistä. Pienemmät pinnallisesti kiinnitettävän laitteen pakkauskoot säästävät tilaa, mutta vaativat tarkempaa kokoonpanoa. Suuremmat pinnallisesti kiinnitettävän laitteen piirilevyalueet ovat helpommin käsitteltyjä ja tarkastettavia. Varmista aina, että PCB-kokoonpanopartnerisi pystyy tuottamaan suunnittelussasi määritellyt pinnallisesti kiinnitettävän laitteen pakkauskoot ennen materiaaliluettelon lopullista hyväksyntää.