SMT電路板安裝設(shè)計方案

SMT（Surface Mounted Technology，表面貼裝技術(shù)）是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術(shù)和工藝。它以其高組裝密度、體積小、重量輕、可靠性高、抗振能力強、高頻特性好、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，在電子產(chǎn)品制造中得到了廣泛應(yīng)用。本文將詳細介紹SMT電路板安裝設(shè)計方案，包括安裝結(jié)構(gòu)、裝配焊接工藝流程，以及主控芯片的選擇和作用。

一、SMT電路板安裝方案

SMT的安裝方法和工藝過程完全不同于傳統(tǒng)的通孔插裝式元器件。在應(yīng)用SMT技術(shù)的電子產(chǎn)品中，有些產(chǎn)品全部采用了SMT元器件，而有些則采用了所謂的“混裝工藝”，即在同一塊印制電路板上既有插裝的傳統(tǒng)THT（Through Hole Technology）元器件，又有表面安裝的SMT元器件。

1. 三種SMT安裝結(jié)構(gòu)及裝配焊接工藝流程

第一種裝配結(jié)構(gòu)：全部采用表面安裝

在這種裝配結(jié)構(gòu)中，印制板上沒有通孔插裝元器件，各種SMD（Surface Mounted Device，表面貼裝器件）和SMC（Surface Mounted Component，表面貼裝元件）被貼裝在電路板的一面或兩側(cè)。這種結(jié)構(gòu)能夠充分體現(xiàn)出SMT的技術(shù)優(yōu)勢，使得印制電路板最終價格最 便宜、體積最小。

第二種裝配結(jié)構(gòu)：雙面混合安裝

在印制電路板的A面（元件面）上，既有通孔插裝元器件，又有各種SMT元器件；在印制板的B面（焊接面）上，只裝配體積較小的SMD晶體管和SMC元件。這種結(jié)構(gòu)既發(fā)揮了SMT貼裝的優(yōu)點，又可以解決某些元件至今不能采用表面裝配形式的問題。

第三種裝配結(jié)構(gòu)：混合安裝（另一種形式）

在印制板的A面上只安裝通孔插裝元器件，而小型的SMT元器件貼裝在印制板的B面上。這種裝配結(jié)構(gòu)除了要使用貼片膠把SMT元器件粘貼在印制板上以外，其余和傳統(tǒng)的通孔插裝方式的區(qū)別不大，特別是可以利用現(xiàn)在已經(jīng)比較普及的波峰焊設(shè)備進行焊接，工藝技術(shù)上也比較成熟。

2. 裝配焊接工藝流程

采用波峰焊的工藝流程（適用于第三種裝配結(jié)構(gòu)）

1. 制作用于漏印粘合劑的絲網(wǎng)：按照SMT元器件在印制板上的位置，制作用于漏印粘合劑的絲網(wǎng)。

2. 漏印粘合劑：把粘合劑絲網(wǎng)覆蓋在印制電路板上，漏印粘合劑。要精確保證粘合劑漏印在元器件的中心，避免粘合劑污染元器件的焊盤。

3. 貼裝SMT元器件：把SMT元器件貼裝到印制板上，使它們的電極準(zhǔn)確定位在各自的焊盤上。

4. 烘干、固化粘合劑：用加熱或紫外線照射的方法，使粘合劑烘干、固化，把SMT元器件牢固地固定在印制板上。

5. 插裝THT元器件：把印制電路板翻轉(zhuǎn)180°，在另一面插裝傳統(tǒng)的THT引線元器件。

6. 波峰焊：與普通印制板的焊接工藝相同，用波峰焊設(shè)備進行焊接。在焊接過程中，SMT元器件浸沒在熔融的錫液中，因此要求SMT元器件具有良好的耐熱性能。

7. 清洗：去除殘留的助焊劑殘渣（現(xiàn)已普遍采用免清洗助焊劑，除非特殊產(chǎn)品，一般不必清洗）。

8. 檢驗測試：對電路板進行檢查測試。

采用再流焊的工藝流程（適用于第一種和第二種裝配結(jié)構(gòu)）

1. 制作用于漏印焊錫膏的絲網(wǎng)：按照SMT元器件在印制板上的位置及焊盤的形狀，制作用于漏印焊錫膏的絲網(wǎng)。

2. 漏印焊錫膏：把焊錫膏絲網(wǎng)覆蓋在印制電路板上，漏印焊錫膏，要精確保證焊錫膏均勻地漏印在元器件的電極焊盤上。

3. 貼裝SMT元器件：把SMT元器件貼裝到印制板上，使元器件的電極準(zhǔn)確定位在各自的焊盤上。

4. 再流焊：用再流焊設(shè)備進行焊接。

5. 清洗：根據(jù)產(chǎn)品要求和工藝材料的性質(zhì)，選擇印制板清洗工藝或免清洗工藝。

6. 檢驗測試：對電路板進行檢查測試。

對于第二種裝配結(jié)構(gòu)（雙面混合裝配），需要先對A面進行貼裝和再流焊工序，然后對B面用粘合劑粘貼SMT元器件，翻轉(zhuǎn)印制板并在A面插裝引線元器件后，執(zhí)行波峰焊工藝流程。

二、主控芯片的選擇和作用

主控芯片是主板或硬盤的核心組成部分，是聯(lián)系各個設(shè)備之間的橋梁，也是控制設(shè)備運行工作的大腦。在SMT電路板設(shè)計中，選擇合適的主控芯片至關(guān)重要。以下是一些常見的主控芯片型號及其在設(shè)計中的作用。

1. STC89C52

STC89C52是STC89C51的升級板，可以兼容51的所有功能，但其內(nèi)容比51的大，運行速度也較快，使用52精確性更高。STC89C52單片機價格較低，且能滿足許多設(shè)計需求，因此在一些成本有限且對性能要求不高的設(shè)計中，STC89C52是一個不錯的選擇。

作用：STC89C52作為主控芯片，可以處理各種輸入信號，控制輸出設(shè)備，實現(xiàn)系統(tǒng)的邏輯控制和數(shù)據(jù)處理功能。

2. STM32

STM32系列單片機是意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）推出的基于ARM Cortex-M內(nèi)核的高性能、低功耗的32位微控制器。STM32系列單片機具有豐富的外設(shè)資源和高性能的處理能力，適用于各種復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計。

作用：STM32作為主控芯片，可以處理大量的數(shù)據(jù)輸入和輸出，實現(xiàn)復(fù)雜的控制算法和數(shù)據(jù)處理功能。同時，STM32還提供了豐富的外設(shè)接口，如USB、UART、SPI、I2C等，方便與其他設(shè)備進行通信。

3. PIC系列

Microchip Technology的PIC系列單片機是一種高性能、低功耗的8位或16位微控制器。PIC系列單片機具有體積小、功耗低、可靠性高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)中。

作用：PIC系列單片機作為主控芯片，可以處理各種輸入信號，控制輸出設(shè)備，實現(xiàn)系統(tǒng)的邏輯控制和數(shù)據(jù)處理功能。同時，PIC系列單片機還提供了豐富的外設(shè)接口和定時器資源，方便實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制功能。

4. RL78/G24

瑞薩電子（Renesas Electronics）的RL78/G24系列MCU是電機控制和電源控制系統(tǒng)的理想選擇。RL78/G24系列MCU具有增強的模擬功能和定時器，以及高性能的CPU內(nèi)核，適用于各種復(fù)雜的控制應(yīng)用。

作用：RL78/G24作為主控芯片，可以處理各種模擬信號和數(shù)字信號，實現(xiàn)精確的控制和數(shù)據(jù)處理功能。同時，RL78/G24還提供了豐富的外設(shè)接口和電源管理功能，方便實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制應(yīng)用。

三、主控芯片在SMT電路板設(shè)計中的具體作用

1. 信號處理：主控芯片負責(zé)處理來自各種傳感器的輸入信號，如溫度、濕度、壓力等，并將這些信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行處理。

2. 控制輸出：根據(jù)處理后的信號，主控芯片控制各種輸出設(shè)備，如電機、LED燈、繼電器等，實現(xiàn)系統(tǒng)的邏輯控制和功能實現(xiàn)。

3. 通信接口：主控芯片提供了豐富的通信接口，如UART、SPI、I2C等，方便與其他設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換和通信。

4. 數(shù)據(jù)處理：主控芯片可以對輸入信號進行濾波、放大、轉(zhuǎn)換等處理，并將處理后的數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)部存儲器中，供后續(xù)使用。

5. 系統(tǒng)監(jiān)控：主控芯片還可以對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，如電壓、電流、溫度等，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

四、結(jié)論

SMT電路板安裝設(shè)計方案需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和成本限制進行選擇。在選擇主控芯片時，需要綜合考慮芯片的性能、功耗、價格以及外設(shè)資源等因素。通過合理的電路設(shè)計和工藝流程安排，可以實現(xiàn)高效、可靠的SMT電路板組裝。同時，主控芯片在SMT電路板設(shè)計中起著至關(guān)重要的作用，它負責(zé)信號處理、控制輸出、通信接口、數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)監(jiān)控等功能，是實現(xiàn)系統(tǒng)功能和性能的關(guān)鍵。