SMT電路板安裝設計方案

SMT（Surface Mounted Technology，表面貼裝技術）是目前電子組裝行業里最流行的一種技術和工藝。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、生產效率高等優點，在電子產品制造中得到了廣泛應用。本文將詳細介紹SMT電路板安裝設計方案，包括安裝結構、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的通孔插裝式元器件。在應用SMT技術的電子產品中，有些產品全部采用了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安裝結構及裝配焊接工藝流程

第一種裝配結構：全部采用表面安裝

在這種裝配結構中，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。這種結構能夠充分體現出SMT的技術優勢，使得印制電路板最終價格最 便宜、體積最小。

第二種裝配結構：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。這種結構既發揮了SMT貼裝的優點，又可以解決某些元件至今不能采用表面裝配形式的問題。

第三種裝配結構：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。這種裝配結構除了要使用貼片膠把SMT元器件粘貼在印制板上以外，其余和傳統的通孔插裝方式的區別不大，特別是可以利用現在已經比較普及的波峰焊設備進行焊接，工藝技術上也比較成熟。

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構）

1. 制作用于漏印粘合劑的絲網：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。

2. 漏印粘合劑：把粘合劑絲網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180°，在另一面插裝傳統的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（現已普遍采用免清洗助焊劑，除非特殊產品，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構）

1. 制作用于漏印焊錫膏的絲網：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。

2. 漏印焊錫膏：把焊錫膏絲網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，使元器件的電極準確定位在各自的焊盤上。

4. 再流焊：用再流焊設備進行焊接。

5. 清洗：根據產品要求和工藝材料的性質，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。

對于第二種裝配結構（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，翻轉印制板并在A面插裝引線元器件后，執行波峰焊工藝流程。

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，是聯系各個設備之間的橋梁，也是控制設備運行工作的大腦。在SMT電路板設計中，選擇合適的主控芯片至關重要。以下是一些常見的主控芯片型號及其在設計中的作用。

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，且能滿足許多設計需求，因此在一些成本有限且對性能要求不高的設計中，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，控制輸出設備，實現系統的邏輯控制和數據處理功能。

2. STM32

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

作用：STM32作為主控芯片，可以處理大量的數據輸入和輸出，實現復雜的控制算法和數據處理功能。同時，STM32還提供了豐富的外設接口，如USB、UART、SPI、I2C等，方便與其他設備進行通信。

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、可靠性高等優點，廣泛應用于各種嵌入式系統中。

作用：PIC系列單片機作為主控芯片，可以處理各種輸入信號，控制輸出設備，實現系統的邏輯控制和數據處理功能。同時，PIC系列單片機還提供了豐富的外設接口和定時器資源，方便實現各種復雜的控制功能。

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內核，適用于各種復雜的控制應用。

作用：RL78/G24作為主控芯片，可以處理各種模擬信號和數字信號，實現精確的控制和數據處理功能。同時，RL78/G24還提供了豐富的外設接口和電源管理功能，方便實現各種復雜的控制應用。

三、主控芯片在SMT電路板設計中的具體作用

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

2. 控制輸出：根據處理后的信號，主控芯片控制各種輸出設備，如電機、LED燈、繼電器等，實現系統的邏輯控制和功能實現。

3. 通信接口：主控芯片提供了豐富的通信接口，如UART、SPI、I2C等，方便與其他設備進行數據交換和通信。

4. 數據處理：主控芯片可以對輸入信號進行濾波、放大、轉換等處理，并將處理后的數據存儲在內部存儲器中，供后續使用。

5. 系統監控：主控芯片還可以對系統的運行狀態進行監控，如電壓、電流、溫度等，確保系統的穩定性和可靠性。

四、結論

SMT電路板安裝設計方案需要根據具體的應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、價格以及外設資源等因素。通過合理的電路設計和工藝流程安排，可以實現高效、可靠的SMT電路板組裝。同時，主控芯片在SMT電路板設計中起著至關重要的作用，它負責信號處理、控制輸出、通信接口、數據處理和系統監控等功能，是實現系統功能和性能的關鍵。