表面安装技术和设备:烦人的外壳和智能布局

2019年5月16日

火星表面和太空景观

行星的表面可以揭示大量的信息。地球表面的山脉、海沟、构造板块和山脊显示了构造隆起、风化、侵蚀、沉积物运动、气候和人类活动的持续影响。

火星的图像则讲述了一个不同的故事。尽管发生了火山喷发，但没有板块构造允许地表破裂保持开放。一望无际的干旱贫瘠荒地展现了巨大沙尘暴的影响。如果没有雨水造成侵蚀，撞击坑就不会受到干扰。少量的探测车轨迹和探测器残骸对火星表面的人类影响极小。

以同样的方式，我们也可以了解为什么PCB设计看起来和操作不同。在板上使用物理上较大的通孔组件可能指向更高的功率或电压应用与不同的热和功率要求。或者，由于物理应力，设计可能需要通孔组件。从生产的角度来看，更大的板尺寸、精确的钻孔和从孔中插入引线都推高了成本。

在板上使用表面贴装技术(SMT)改变了一切。将组件直接焊接到板表面可以减少重量和空间要求。由于表面安装还允许高组件密度和更短的路径，我们遇到更少的电阻和电感问题。组件放置和焊接的自动化过程，更小的PCB尺寸和减轻重量保持低生产成本。

你能识别表面贴装技术吗?

在您的印刷电路板击中布局之前，您必须通过SPICE建模中的模拟来理解它。从您的设备考虑开始，正确地使用SPICE工具将使您能够访问准确的SMT组件库，并为您的设计配备准确的公差和温度参数。这些选项将确保设计的安全性，然后将其转移到布局中，并面临导航的艰巨任务，如形状因素和制造规格。

当您进行PCB设计时，您的团队可能会发现不同类型的表面贴装设备(SMD)包和无源组件、晶体管和二极管和集成电路的ID代码。就平片电阻和电容封装而言，常用的名称是指封装的尺寸。识别一个特定的设备需要了解包装样式，然后引用打印在设备上的ID码。

然而，制造商有时会对无源组件使用独特的代码，或对不同的设备使用相同的代码。由于尺寸代码可能指英寸或毫米，而ID代码因制造商而异，设计团队应该参考制造商的组件库规范。

虽然你的设计团队可能知道被动式设备的标准名称，新的制造工艺此外，技术还为小型化组件引入了另一个级别的尺寸指定。例如，最小的表面贴装钽电容工作在临界高频电路中，具有极低的等效串联电阻(ESR)，并提供稳定的温度和电压性能。

与标准0402电容封装(0.04”长，0.02”宽)相比，微型0201封装需要¼的物理空间。钽电容的尺寸和极性要求转化为需要可靠的原理图和装配图。由于0201封装依赖于新的组装方法，设计团队应该审查处理和焊接的规范，以及较小电容的组件处理设备的可用性。

表面贴装技术和印刷电路板上的贴片

在电路板上明确的元件参数标识有助于制造商

电路板设计中的SMD选择

当我们从无源元件转向有源元件时，设计团队面临着大量且不断增加的SMD封装选择和名称。最常见的晶体管包包括小轮廓晶体管(SOT23, SOT89, sot143和SOT-223小轮廓晶体管)。迷你sot包的大小大约是标准包的一半。

SMD组件仍然需要温度分析和对板公差的明智理解。您尝试和实现的SMD包越多，就越有必要克服潜在的电路板漏洞，如过热或电流不平衡。

有了集成电路，选择几乎变得比生活更大。让我们快速浏览一下不同的包类型和名称。为您的设计选择正确的组件可能包括保持部件和封装的种类更少，以减少设备安装时间。以下是一些需要了解的事情:

SMD IC包包括用于简单逻辑IC的小轮廓集成电路(SOIC)和超大规模集成电路(VLSI)包。
- 在SOIC类别中，有十多种不同的类型存在，一些有少量的引脚，其他有大量的引脚。
SOIC名称随封装外形和引线类型的不同而不同。
- 例如，Small Outline Medium (SOM)包的宽度比Small Outline (SO)包大，但仍然比Small Outline Large (SOL)包窄。SOJ和SOLJ包利用j引线。

随着尺寸和功能要求的变化，制造商提供更高密度的小轮廓集成电路。薄小轮廓包装(TSOP)、薄收缩小轮廓包装(TSSOP)、四分之一尺寸小轮廓包装(QSOP)、收缩小轮廓包装(SSOP)和非常小轮廓包装(VSOP)在同一小轮廓包装中具有更高的销密度。类型T1 TSOP, QSOP和VSOP集成电路有56引脚和鸥翼引线。

白色电路板上的晶体管和其他SMT元件

当考虑你的印刷电路板时，把你的晶体管必需品放在手边

超大规模集成(VLSI)电路将数百万个器件组合在一个芯片上，可以采用塑料、陶瓷(CLCC)或金属芯片载体(MLCC)。VLSI封装包括四平面封装(QFP)、塑料含铅芯片载波(PLCC)、无铅陶瓷芯片载波(LCCC)、球栅阵列(BGA)和微bgas。与使用与简单逻辑集成电路所见的内联安装不同，VLSI器件要么是方形的，要么是矩形的。球栅阵列在封装下面有连接，建立牢固的机械和电气连接。