SMT电路板安装设计方案

SMT（Surface Mounted Technology，表面贴装技术）是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。它以其高组装密度、体积小、重量轻、可靠性高、抗振能力强、高频特性好、生产效率高等优点，在电子产品制造中得到了广泛应用。本文将详细介绍SMT电路板安装设计方案，包括安装结构、装配焊接工艺流程，以及主控芯片的选择和作用。

一、SMT电路板安装方案

SMT的安装方法和工艺过程完全不同于传统的通孔插装式元器件。在应用SMT技术的电子产品中，有些产品全部采用了SMT元器件，而有些则采用了所谓的“混装工艺”，即在同一块印制电路板上既有插装的传统THT（Through Hole Technology）元器件，又有表面安装的SMT元器件。

1. 三种SMT安装结构及装配焊接工艺流程

第一种装配结构：全部采用表面安装

在这种装配结构中，印制板上没有通孔插装元器件，各种SMD（Surface Mounted Device，表面贴装器件）和SMC（Surface Mounted Component，表面贴装元件）被贴装在电路板的一面或两侧。这种结构能够充分体现出SMT的技术优势，使得印制电路板最终价格最 便宜、体积最小。

第二种装配结构：双面混合安装

在印制电路板的A面（元件面）上，既有通孔插装元器件，又有各种SMT元器件；在印制板的B面（焊接面）上，只装配体积较小的SMD晶体管和SMC元件。这种结构既发挥了SMT贴装的优点，又可以解决某些元件至今不能采用表面装配形式的问题。

第三种装配结构：混合安装（另一种形式）

在印制板的A面上只安装通孔插装元器件，而小型的SMT元器件贴装在印制板的B面上。这种装配结构除了要使用贴片胶把SMT元器件粘贴在印制板上以外，其余和传统的通孔插装方式的区别不大，特别是可以利用现在已经比较普及的波峰焊设备进行焊接，工艺技术上也比较成熟。

2. 装配焊接工艺流程

采用波峰焊的工艺流程（适用于第三种装配结构）

1. 制作用于漏印粘合剂的丝网：按照SMT元器件在印制板上的位置，制作用于漏印粘合剂的丝网。

2. 漏印粘合剂：把粘合剂丝网覆盖在印制电路板上，漏印粘合剂。要精确保证粘合剂漏印在元器件的中心，避免粘合剂污染元器件的焊盘。

3. 贴装SMT元器件：把SMT元器件贴装到印制板上，使它们的电极准确定位在各自的焊盘上。

4. 烘干、固化粘合剂：用加热或紫外线照射的方法，使粘合剂烘干、固化，把SMT元器件牢固地固定在印制板上。

5. 插装THT元器件：把印制电路板翻转180°，在另一面插装传统的THT引线元器件。

6. 波峰焊：与普通印制板的焊接工艺相同，用波峰焊设备进行焊接。在焊接过程中，SMT元器件浸没在熔融的锡液中，因此要求SMT元器件具有良好的耐热性能。

7. 清洗：去除残留的助焊剂残渣（现已普遍采用免清洗助焊剂，除非特殊产品，一般不必清洗）。

8. 检验测试：对电路板进行检查测试。

采用再流焊的工艺流程（适用于第一种和第二种装配结构）

1. 制作用于漏印焊锡膏的丝网：按照SMT元器件在印制板上的位置及焊盘的形状，制作用于漏印焊锡膏的丝网。

2. 漏印焊锡膏：把焊锡膏丝网覆盖在印制电路板上，漏印焊锡膏，要精确保证焊锡膏均匀地漏印在元器件的电极焊盘上。

3. 贴装SMT元器件：把SMT元器件贴装到印制板上，使元器件的电极准确定位在各自的焊盘上。

4. 再流焊：用再流焊设备进行焊接。

5. 清洗：根据产品要求和工艺材料的性质，选择印制板清洗工艺或免清洗工艺。

6. 检验测试：对电路板进行检查测试。

对于第二种装配结构（双面混合装配），需要先对A面进行贴装和再流焊工序，然后对B面用粘合剂粘贴SMT元器件，翻转印制板并在A面插装引线元器件后，执行波峰焊工艺流程。

二、主控芯片的选择和作用

主控芯片是主板或硬盘的核心组成部分，是联系各个设备之间的桥梁，也是控制设备运行工作的大脑。在SMT电路板设计中，选择合适的主控芯片至关重要。以下是一些常见的主控芯片型号及其在设计中的作用。

1. STC89C52

STC89C52是STC89C51的升级板，可以兼容51的所有功能，但其内容比51的大，运行速度也较快，使用52精确性更高。STC89C52单片机价格较低，且能满足许多设计需求，因此在一些成本有限且对性能要求不高的设计中，STC89C52是一个不错的选择。

作用：STC89C52作为主控芯片，可以处理各种输入信号，控制输出设备，实现系统的逻辑控制和数据处理功能。

2. STM32

STM32系列单片机是意法半导体（STMicroelectronics）推出的基于ARM Cortex-M内核的高性能、低功耗的32位微控制器。STM32系列单片机具有丰富的外设资源和高性能的处理能力，适用于各种复杂的嵌入式系统设计。

作用：STM32作为主控芯片，可以处理大量的数据输入和输出，实现复杂的控制算法和数据处理功能。同时，STM32还提供了丰富的外设接口，如USB、UART、SPI、I2C等，方便与其他设备进行通信。

3. PIC系列

Microchip Technology的PIC系列单片机是一种高性能、低功耗的8位或16位微控制器。PIC系列单片机具有体积小、功耗低、可靠性高等优点，广泛应用于各种嵌入式系统中。

作用：PIC系列单片机作为主控芯片，可以处理各种输入信号，控制输出设备，实现系统的逻辑控制和数据处理功能。同时，PIC系列单片机还提供了丰富的外设接口和定时器资源，方便实现各种复杂的控制功能。

4. RL78/G24

瑞萨电子（Renesas Electronics）的RL78/G24系列MCU是电机控制和电源控制系统的理想选择。RL78/G24系列MCU具有增强的模拟功能和定时器，以及高性能的CPU内核，适用于各种复杂的控制应用。

作用：RL78/G24作为主控芯片，可以处理各种模拟信号和数字信号，实现精确的控制和数据处理功能。同时，RL78/G24还提供了丰富的外设接口和电源管理功能，方便实现各种复杂的控制应用。

三、主控芯片在SMT电路板设计中的具体作用

1. 信号处理：主控芯片负责处理来自各种传感器的输入信号，如温度、湿度、压力等，并将这些信号转换为数字信号进行处理。

2. 控制输出：根据处理后的信号，主控芯片控制各种输出设备，如电机、LED灯、继电器等，实现系统的逻辑控制和功能实现。

3. 通信接口：主控芯片提供了丰富的通信接口，如UART、SPI、I2C等，方便与其他设备进行数据交换和通信。

4. 数据处理：主控芯片可以对输入信号进行滤波、放大、转换等处理，并将处理后的数据存储在内部存储器中，供后续使用。

5. 系统监控：主控芯片还可以对系统的运行状态进行监控，如电压、电流、温度等，确保系统的稳定性和可靠性。

四、结论

SMT电路板安装设计方案需要根据具体的应用需求和成本限制进行选择。在选择主控芯片时，需要综合考虑芯片的性能、功耗、价格以及外设资源等因素。通过合理的电路设计和工艺流程安排，可以实现高效、可靠的SMT电路板组装。同时，主控芯片在SMT电路板设计中起着至关重要的作用，它负责信号处理、控制输出、通信接口、数据处理和系统监控等功能，是实现系统功能和性能的关键。