Was ist SMD (Surface Mount Device)?
SMD (Surface Mount Device) ist ein elektronisches Gerät, das Komponenten direkt auf der Oberfläche einer Leiterplatte platziert. Es wurde ursprünglich von IBM in den USA entwickelt. Nach 20 Jahren Entwicklung hat es sich allmählich auf dem Markt durchgesetzt und nach und nach ersetzt TAUCHEN (Durchsteckmontage, Dual-In-Line-Gehäuse) hat sich zur gängigen Verpackungsmethode für LED-Module entwickelt.
Was ist SMT (Surface Mount Technology)?
Neben SMD gibt es noch ein weiteres Wort, das ähnlich klingt und von uns leicht verwechselt wird – SMT (Surface Mount Technology).
Unter SMT versteht man Produkte, die verwenden SMD-Gehäusetechnologie. Dies unterscheidet sich erheblich von der zuvor erwähnten DIPT (Through-Hole Dual In-Line Package Technology).
SMT eignet sich für den Einsatz bei präziseren Objekten, während DIPT für den Einsatz bei größeren Objekten geeignet ist, wie z. B. große Transformatoren, LED-Module mit hohem Pixelabstand (d. h. LED-Module mit einem Pixelabstand von mehr als 10 mm) und Wärmeableitungsleistung von Halbleitern.
SMT-Komponenten sind typischerweise viel kleiner als bedrahtete Komponenten und sind je nach Anwendungsart in einer Vielzahl unterschiedlicher Typen erhältlich, beispielsweise als kurze Stifte, Leitungen, Flachkontakte, Lötkugelmatrizen (BGA) oder Komponentenkörperanschlüsse.
Bedrahtete Bauteile hingegen verfügen meist über längere Zuleitungen und sind daher optisch sehr gut zu unterscheiden.
SMT-Produktionsprozess
Zuerst müssen wir die PCB-Vorlage an der Oberfläche der Leiterplatte ausrichten und dann mit einem Rakel die Lötpaste gleichmäßig auftragen, um sicherzustellen, dass die Pads gleichmäßig verteilt sind und über eine kontrollierte Menge geeigneter Lötpaste verfügen.
Zweitens werden die Komponenten mithilfe einer Pick-and-Place-Maschine oder durch manuelle Platzierung präzise an ihren jeweiligen Positionen auf der Platine installiert. Beachten Sie, dass Sie beim manuellen Arbeiten unbedingt die genaue Kontrollposition erfassen müssen. Wenn Sie feststellen, dass sie nicht vollständig ausgerichtet ist, können Sie die Platine vorsichtig bewegen, um eine Fehlausrichtung zu vermeiden. Denn eine falsch ausgerichtete Platine führt letztendlich zu Schäden an der Platine.
Drittens durchläuft die Leiterplatte einen Reflow-Ofen, der die Leiterplatte Infrarotstrahlung aussetzt und dadurch die Temperatur der Lötpaste erhöht. Wenn die Lötpaste den Schmelzpunkt erreicht, bilden sich Lötstellen, die fest an der Leiterplatte haften.
Anschließend werden mit einer AOI-Maschine oder automatischen optischen Inspektionsmaschine mehrere Qualitätsprüfungen an der Leiterplatte durchgeführt. Die aktuelle Prüfung wird durch eine visuelle Prüfung der Platine abgeschlossen, beispielsweise durch die Ausrichtung der Komponenten und die Überprüfung auf Lötbrücken.
Viertens: Führen Sie mit Niederspannung einen Einschalttest auf der Platine durch, um zu prüfen, ob die Leitungen und Lötstellen innerhalb der Platine Strom durchlassen, und stellen Sie so sicher, dass die Platine normal verwendet werden kann.
Einführung in die Vorteile von SMT
Herstellung präziserer Leiterplatten
Da SMD-Komponenten kürzere oder gar keine Pins haben, sind präzisere Leiterplatten können mit SMT hergestellt werden. Beispielsweise ist es sehr schwierig, LED-Module mit einem Pixelabstand von weniger als 10 mm durch die Durchstecktechnologie herzustellen, geschweige denn LED-Module mit kleineren Pixelabständen wie Platz 2 und P1.
Effiziente Montage
Der SMT-Montageprozess ist vollständig automatisiert und die Fehlerrate liegt bei weniger als 1 zu 100.000. Der automatische PCB-Montageprozess ist sicher und schnell und maximiert die Montageeffizienz.
Stabile Lötverbindungen verwenden
SMD-Bauteile sorgen für einen sicheren Halt auf der Leiterplatte. Denn jeder Pol verfügt über zwei vom Hersteller verwendete Pads. Auch kleinere elektronische Leiterplattenbauteile können platziert werden. Zudem ist die Maschine beim Bestücken der Leiterplatte stabiler und besser vor äußeren Einflüssen geschützt.
Zuverlässige Verarbeitung
Zur Herstellung von SMD-Bauteilen verwenden einige Hersteller LCP, einen Hochleistungskunststoff. Dieser sorgt für optimale Dimensionsstabilität und präzise Rasterausrichtung. Der Werkstoff ist hoch hitzebeständig gegenüber Löten und gewährleistet eine reibungslose, konsistente und zuverlässige SMD-Verbindungsmethode.
Um einen reibungslosen Ablauf der PCB-Dienste zu gewährleisten und die Nacharbeitskosten zu senken, wird außerdem nach Abschluss der Oberflächenmontage eine AOI-Inspektion durchgeführt. Diese Inspektionsausrüstung wird am Ausgang des Reflow-Lötens platziert.
Langfristige Verträglichkeit
Die Maschine wird vor Verlassen des Werks strengen Dauertests unterzogen, damit sie über einen langen Zeitraum mit hoher Frequenz laufen kann.
Benötigte Komponenten für die SMD-Verpackung
SMD-Widerstände
Es gibt zwei grundlegende Varianten von oberflächenmontierten Widerständen:
Dickschicht:
Im Gegensatz zu Axialwiderständen, bei denen ein Widerstandsfilm auf einem kreisförmigen Kern aufgebracht wird, werden Dickschichtwiderstände zur Oberflächenmontage hergestellt, indem der Widerstandsfilm auf der Oberfläche eines flachen, hochreinen Aluminiumoxidsubstrats maskiert wird. Der Widerstandswert wurde berechnet, indem die Zusammensetzung der Widerstandsaufschlämmung vor dem Sieben geändert und der Film nach dem Sieben per Laser zugeschnitten wurde.
Dünnschicht:
Zinnschichtwiderstände haben lötbare Anschlüsse an den Seiten und eine Schutzschicht auf der Oberseite. Sie haben ein Widerstandselement auf einem Keramiksubstrat. Auf Keramiksubstraten hat der Block eine Klebeschicht, eine Nickelbarriere-Unterbeschichtung und eine imprägnierte oder galvanisierte Lötauflage. Die Nickelbarriere ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Lötbarkeit der Anschlüsse.
Netzwerkwiderstand (RA/RN)
Ein Netzwerkwiderstand besteht aus mehreren zusammen integrierten Widerständen und wird daher auch als Widerstand bezeichnet. In einem integrierten Schaltkreis verpackt, kann er auch als integrierter Widerstand bezeichnet werden.
Der hochentwickelte Keramikchip des Netzwerkwiderstands verfügt an beiden Enden über Metallelektroden zur Verbindung der Dickschichtwiderstandselemente. Typischerweise enthält der Chip mehrere Widerstände ähnlicher Größe gleichzeitig und eignet sich daher ideal für digitale Speicherschaltungen.
Chip-Kondensator
Chipkondensatoren werden auch als Multilayer-Chip-Keramikkondensatoren (MLCC) oder monolithische Kondensatoren bezeichnet und haben die Form rechteckiger Blöcke. Es handelt sich um einen Keramikchip, der durch versetztes Stapeln von keramischen dielektrischen Membranen mit gedruckten Elektroden (interne Elektroden) und anschließendes Sintern bei hoher Temperatur in einem Durchgang gebildet wird.
Anschließend wird an beiden Enden des Chips eine Metallschicht (externe Elektrode) versiegelt, um eine monolithische Struktur zu bilden, daher der Name monolithischer Kondensator. Es handelt sich um ein Energiespeichergerät und die Kapazitätseinheit ist Farad (F).
Chip-Induktor
Chip-Induktoren haben, wie Chip-Kondensatoren, viele Namen, beispielsweise Leistungsinduktoren, Hochstrominduktoren, oberflächenmontierte Hochleistungsinduktoren usw.
Seine Hauptfunktion besteht darin, elektrische Energie in magnetische Energie umzuwandeln und sie als grundlegendes oberflächenmontiertes Bauteil zu speichern. Die Induktivitätseinheit ist H. Es gibt zwei Arten von Chip-Induktoren: mit magnetischer Abdeckung und ohne magnetisch Abdeckung. Sie bestehen hauptsächlich aus Isolator und Lackdraht.
SMD-Übertrager
Ein Transformator ist eine Art Wechselspannungswandler, der auf der Grundlage des Faraday'schen Induktionsgesetzes hergestellt wird.
Obwohl sich SMD-Transformatoren hinsichtlich Spannung, Stromstärke, Wicklungskapazität etc. von herkömmlichen Transformatoren unterscheiden, wird auf eine genauere Unterscheidung verzichtet, da der Gesamtaufbau und das Prinzip gleich sind.
Dioden und Transistoren
Dioden bestehen aus zwei Halbleitermaterialien, sind unidirektional leitfähig und polare Bauelemente. Daher erfährt der Strom, der von der positiven Elektrode eintritt, einen vernachlässigbar geringen Widerstand. Tritt der Strom jedoch umgekehrt durch den negativen Pol ein, ist der Widerstand hoch.
Die Triode ist ein komplexeres Bauteil mit drei Elektroden: Emitter, Basis und Kollektor. Ihre Hauptfunktion besteht darin, schwache elektrische Signale zu verstärken und gleichzeitig die Ausgangsspannung der Schaltung in SMD stabil zu halten.
Integrierter Chip-Schaltkreis
SMD-integrierte Schaltkreise kombinieren Komponenten wie Dioden, Kondensatoren, Induktoren und Widerstände auf kleinen Halbleitern, sogenannten integrierten Schaltkreisen (ICs).
Quarzoszillator
Ein Quarzoszillator ist ein zweipoliges Quarzbauelement mit einer Silberbeschichtung. Seine Funktion erzeugt die Schwingungsfrequenz und damit das Taktsignal des Geräts.
