فناوری نصب سطحی (SMT)

این مقاله به بررسی ماهیت فناوری نصب سطحی (SMT)، مزایای آن و عملکرد قطعات نصب سطحی (SMD) یا اجزای SMT می‌پردازد.

بررسی هر دستگاه الکترونیکی تجاری معاصر نشان می‌دهد که از اجزای بسیار کوچکی تشکیل شده است. برخلاف اجزای سنتی دارای سیم‌های رابط که در پروژه‌ها و کیت‌های خانگی استفاده می‌شوند، این اجزا مستقیماً روی بردها نصب می‌شوند و اغلب اندازه بسیار کوچکی دارند.

فناوری نصب سطحی (SMT) و قطعات SMT به طور گسترده در تجهیزات تجاری معاصر مورد استفاده قرار می‌گیرند. SMT مزایای قابل توجهی را در طول تولید ارائه می‌دهد و امکان ادغام قطعات الکترونیکی بیشتر در فضاهای محدود را فراهم می‌کند. علاوه بر این، تولید و لحیم‌کاری خودکار را تسهیل می‌کند و در نتیجه کارایی و قابلیت اطمینان را افزایش می‌دهد.

SMT دقیقاً چیست؟

در طول دهه‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰، افزایش قابل توجهی در استفاده از اتوماسیون در ساخت تجهیزات الکترونیکی وجود داشت. استفاده از قطعات سنتی با سیم، چالش‌های متعددی را به همراه داشت. مقاومت‌ها و خازن‌ها به سیم‌هایی نیاز داشتند که از قبل برای عبور از سوراخ‌ها ساخته شده بودند، در حالی که مدارهای مجتمع برای قرار گرفتن صحیح در مدار، به سیم‌هایی نیاز داشتند که دقیقاً تراز شده باشند.

در فناوری برد مدار چاپی، نیازی نیست که پایه‌های قطعات از برد عبور کنند؛ کافی است که قطعات مستقیماً روی سطح لحیم شوند. این امر منجر به توسعه فناوری نصب سطحی (SMT) شد که به دلیل مزایای آن به سرعت محبوبیت پیدا کرد. در حال حاضر، SMT فناوری غالب در تولید لوازم الکترونیکی است و امکان تولید قطعات بسیار کوچک در مقیاس میلیاردی، به ویژه خازن‌ها و مقاومت‌ها را فراهم می‌کند.

SMT در حال استفاده

استفاده از فناوری نصب سطحی (SMT) در ساخت بردهای مدار الکترونیکی رواج یافته است. این قطعات کوچک‌تر هستند، اغلب عملکرد بهتری ارائه می‌دهند و می‌توانند با استفاده از دستگاه‌های خودکارِ برداشتن و گذاشتن مونتاژ شوند که اغلب نیاز به مونتاژ دستی را از بین می‌برد. در مقابل، جایگذاری قطعات سیمی به دلیل لزوم پیش‌شکل‌دهی سیم‌ها برای قرار گرفتن در سوراخ‌های خاص، فرآیندی چالش‌برانگیز بود که اغلب منجر به مشکلاتی در طول فرآیند جایگذاری می‌شد.

در حالی که برخی از کانکتورها و قطعات هنوز نیاز به جایگذاری دستی دارند، بردهای مدار چاپی معمولاً به گونه‌ای طراحی می‌شوند که با تطبیق با قطعاتی که می‌توانند به طور خودکار جایگذاری شوند، این نیاز را کاهش دهند. علاوه بر این، تولیدکنندگان قطعات، نسخه‌های مخصوص نصب سطحی را توسعه داده‌اند که اتوماسیون تقریباً کامل را در مونتاژ اکثر بردها تسهیل می‌کند.

کاربردهای SMT

اگرچه برخی از قطعات با فناوری نصب سطحی (SMT) برای استفاده در پروژه‌های خانگی مناسب هستند، اما به تکنیک‌های لحیم‌کاری دقیق و موشکافانه نیاز دارند. مدارهای مجتمع با فاصله زیاد پین‌ها ممکن است هنوز چالش‌های لحیم‌کاری داشته باشند و مدارهایی که پنجاه پین ​​یا بیشتر دارند اغلب به تجهیزات لحیم‌کاری تخصصی نیاز دارند. این قطعات در درجه اول برای کاربردهای تولیدی در مقیاس بزرگ طراحی شده‌اند. هنگام کار روی بردهایی که قبلاً مونتاژ شده‌اند، احتیاط بیشتری لازم است.

استفاده از قطعات SMT صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌ها برای تولیدکنندگان به همراه دارد، به همین دلیل است که آنها به طور گسترده در بخش تولید مورد استفاده قرار می‌گیرند. خوشبختانه قطعات سربی سنتی که می‌توانند به صورت دستی لحیم شوند، هنوز به راحتی در دسترس هستند و عموماً برای پروژه‌های خانگی کاربردی‌تر هستند. با این وجود، قطعات SMT را می‌توان در ساخت و سازهای مسکونی استفاده کرد، زمانی که سیم‌ها و اتصالات آنها به اندازه کافی بزرگ باشند تا با ابزارهای معمولی لحیم شوند.

مزیت فناوری نصب سطحی در طراحی

• مزایای اصلی این طرح، کاهش قابل توجه وزن و فضا، همراه با کاهش قابل توجه نویز الکتریکی است.

• وزن اجزای SMT می‌تواند تا یک دهم وزن مشابه‌های سوراخ‌دار آنها باشد که منجر به کاهش قابل توجه وزن کلی مجموعه نصب سطحی (SMA) می‌شود.

• ماهیت فشرده قطعات SMT به آنها اجازه می‌دهد فضای نسبتاً کمی را روی برد مدار چاپی اشغال کنند، معمولاً بین نیم تا یک سوم کل مساحت.

• فضای واقعی ذخیره شده روی یک برد به نسبت قطعات سوراخ‌دار جایگزین شده با قطعات نصب سطحی بستگی دارد، زیرا هر قطعه الکترونیکی به صورت نصب سطحی موجود نیست.

مزایای فناوری نصب سطحی در تولید

• علاوه بر این، فرآیند تولید مزایای قابل توجهی به همراه دارد.

• مزایای قابل توجه SMT در تولید شامل هزینه‌های پایین‌تر تخته، کاهش هزینه‌های جابجایی مواد و فرآیند تولید کنترل‌شده‌تر است.

• با SMT، مسیریابی ردیابی به حداقل می‌رسد، اندازه برد کاهش می‌یابد و تعداد سوراخ‌های ایجاد شده کمتر می‌شود.

• اگر عملکرد برد نصب سطحی بدون تغییر باقی بماند، افزایش فاصله بین قطعات ناشی از استفاده از قطعات SMT کوچکتر و کاهش سوراخ‌های ایجاد شده نیز می‌تواند منجر به کاهش تعداد لایه‌های مورد نیاز در برد مدار چاپی شود. در نتیجه، هزینه کلی برد مدار چاپی کاهش می‌یابد.

مزایای فناوری نصب سطحی همواره منجر به کاهش هزینه‌های مونتاژ SMT نمی‌شود. مقرون‌به‌صرفه بودن SMT به کاربرد و پیاده‌سازی خاص آن بستگی دارد.

معایب فناوری نصب سطحی

• استفاده از فاصله باریک بین سیم‌ها می‌تواند چالش قابل توجهی را در فرآیند تعمیر ایجاد کند.

• نمی‌توان تضمین کرد که اتصالات لحیم‌کاری در برابر ترکیبات مورد استفاده در کاربردهای گلدان‌سازی مقاومت کنند و ممکن است تحت تأثیر چرخه‌های حرارتی قرار گیرند.

• قطعاتی که گرمای قابل توجهی تولید می‌کنند یا بارهای الکتریکی بالایی را پردازش می‌کنند، به دلیل احتمال ذوب شدن لحیم در دماهای بالا، برای فناوری نصب سطحی (SMT) مناسب نیستند.

• لحیم ممکن است در معرض تنش مکانیکی باشد که می‌تواند به طور بالقوه یکپارچگی آن را به خطر بیندازد. بنابراین، توصیه می‌شود اجزایی که مستقیماً با کاربران در تعامل هستند، با استفاده از تکنیک‌های سوراخ‌کاری نصب شوند تا پشتیبانی فیزیکی بیشتری فراهم شود.

نتیجه‌گیری

Jarltechعلاوه بر فناوری سوراخکاری کامل، طراحی PCB، طرح‌بندی PCB و سایر قابلیت‌های مرتبط، طیف گسترده‌ای از خدمات فناوری نصب سطحی را ارائه می‌دهد. تیم متخصصان بسیار باتجربه ما در توسعه و ساخت محصولات الکترونیکی سفارشی تبحر دارند و در ارائه راه‌حل‌های مقرون‌به‌صرفه با حفظ بالاترین استانداردهای کیفیت، مهارت دارند.