فناوری نصب-سطحی

فناوری نصب-سطحی (به انگلیسی: Surface-mount technology) (به اختصار اس‌ام‌تی (به انگلیسی: SMT)) روشی برای ساخت مدارهای الکترونیکی است که در آن، قطعات الکترونیک مستقیماً بر روی سطح برد مدار چاپی قرار داده می‌شوند. دستگاه الکترونیکی ساخته شده به این روش دستگاه نصب-سطحی (به انگلیسی: Surface-Mount Device (SMD)) نامیده می‌شود. این فناوری در صنعت جایگزین فناوری سوراخ-کامل شده‌است. بر روی یک بورد می‌توان از هر دو فناوری استفاده کرد به گونه‌ای که قطعاتی که برای نصب توسط فناوری نصب-سطحی مناسب نیستند از قبیل ترنسفورمرهای بزرگ یا قطعاتی که دارای هیت-سینک هستند، از فناوری سوراخ-کامل استفاده گردد.

قطعات نصب شده توسط فناوری نصب-سطحی بر روی برد مدار یک فلش درایو.

یک خازن SMD

استفاده از فناوری نصب-سطحی باعث افزایش سرعت تولید می‌شود اما از طرفی به دلیل کوچک شدن اندازه قطعات و افزایش تراکم نصب آنها، میزان ریسک خرابی نیز افزایش می‌یابد. در چنین شرایطی، تشخیص عیوب عاملی حیاتی در فناوری نصب-سطحی است.

نمایی از خط مونتاژ مجهز به فن آوری نصب سطحی

حروف اختصاری متداول

SMp term	Expanded form	ترجمه
SMD	Surface-mount devices (active, passive and electromechanical components)	دستگاه نصب-سطحی (اجزای فعال، غیرفعال و اجزای الکترومکانیکی)
SMT	Surface-mount technology (assembling and mounting technology)	فناوری نصب-سطحی (فناوری مونتاژ و نصب اجزا)
SMA	Surface-mount assembly (module assembled with SMT)	مجموعه مونتاژی نصب-سطحی (مجموعه ای که توسط فناوری SMT نصب شده‌است)
SMC	Surface-mount components (components for SMT)	قطعه نصب-سطحی (قطعاتی که برای نصب توسط SMT استفاده می‌شوند)
SMP	Surface-mount packages (SMD case forms)	پکیج‌های نصب-سطحی
SME	Surface-mount equipment (SMT assembling machines)	تجهیزات نصب-سطحی (دستگاه‌های مورد استفاده برای مونتاژ قطعات به روش SMT)

مزایا

مزایای اصلی فناوری نصب-سطحی نسبت به فناوری قدیمی‌تر سوراخ-کامل به شرح زیر می‌باشد:

قطعات کوچکتر
تراکم نصب قطعات خیلی بالاتر (نسبت قطعات نصب شده به واحد سطح) و تعداد اتصالات خیلی بیشتر به ازای هر قطعه
می‌توان اجزا را در هر دو طرف صفحه مدار نصب کرد.
تراکم بالاتر اتصالات و مسیرکشی به دلیل اینکه سوراخ‌ها مسیرها را مسدود نمی‌کنند.
خطاهای کوچک در جایگذاری صحیح قطعات به دلیل کشش سطحی لحیم ذوب شده و کشیده شدن قطعات در تراز با پد لحیم، به صورت خودکار برطرف می‌شود.
عملکرد مکانیکی بهتر در صورت قرار گرفتن در معرض شوک و ارتعاش (به دلیل سبکی و نداشتن بازوی لنگر)
مقاومت و القای الکتریکی کمتر در اتصال و در نتیجه عملکرد فرکانس-بالای بهتر
نیاز به سوراخکاری کمتر (سوراخکاری وقت گیر و هزینه تراش است)
هزینه ابتدایی و زمان تنظیم کمتر در تولید انبوه توسط ماشین‌های اتوماتیک
مونتاژ ساده‌تر و اتوماتیک. بعضی دستگاه‌ها قادر به نصب ۱۳۶۰۰۰ قطعه در عرض یک ساعت هستند.
بسیاری از قطعات SMT ارزان‌تر از قطعات مورد استفاده در فناوری سوراخ-کامل هستند.

معایب

SMT برای ساخت قطعات بزرگ توان-بالا یا ولتاژ-بالا مناسب نیستند. استفاده از فناوری نصب-سطحی در کنار فناوری سوراخ-کامل متداول است.
استفاده تنها از SMT برای ساخت قطعاتی که در معرض تنش‌های مکانیکی هستند مناسب نیست، مانند کانکتورهایی که نیاز است مرتباً نصب و جدا شوند.
لحیم مورد استفاده در SMT در فرایند Potting (ژلاتین ریزی در داخل برخی قطعات برای جلوگیری مقاومت در برابر ارتعاش و محافظت در برابر عوامل خارجی) به دلیل قرار گرفتن در معرض گرما می‌تواند آسیب ببیند.

پکیج‌ها

نمونه ای از اندازه قطعات SMT

خازن‌های SMT (سمت چپ) در مقایسه با خازن‌های Thru-hole (سمت راست)

قطعات نصب-سطحی معمولاً از همتایان پایه‌دار خود کوچکتر هستند، و طوری طراحی شده‌اند که به جای انسان توسط ماشین‌ها جایگذاری شوند. صنعت الکترونیک اندازه‌ها و شکل‌های استانداردسازی شده‌ای دارد (اصلی‌ترین مؤسسه استانداردسازی آن JEDEC است). این پکیج‌ها شامل موارد زیر است:

کدهای داده شده در جداول زیر معمولاً اعداد را بر حسب دهم میلیمتر یا صدم اینچ بیان می‌کنند. برای مثال یک قطعه ۲۵۲۰ متریک دارای ابعاد ۲٫۵ در ۲ میلیمتر می‌باشد.

پکیج‌های دوترمیناله

اجزای مستطیلی منفعل

اکثراً شامل مقاومت و خازن می‌شود.

Package		Approximate dimensions, length × width		Typical resistor power rating (W)
Metric	Imperial	Approximate dimensions, length × width		Typical resistor power rating (W)
۰۲۰۱	۰۰۸۰۰۴	0.25 mm × 0.125 mm	0.010 in × 0.005 in
۰۳۰۱۵	۰۰۹۰۰۵	0.3 mm × 0.15 mm	0.012 in × 0.006 in	0.02
۰۴۰۲	۰۱۰۰۵	0.4 mm × 0.2 mm	0.016 in × 0.008 in	0.031
۰۶۰۳	۰۲۰۱	0.6 mm × 0.3 mm	0.02 in × 0.01 in	0.05
۱۰۰۵	۰۴۰۲	1.0 mm × 0.5 mm	0.04 in × 0.02 in	0.062–0.1
۱۶۰۸	۰۶۰۳	1.6 mm × 0.8 mm	0.06 in × 0.03 in	0.1
۲۰۱۲	۰۸۰۵	2.0 mm × 1.25 mm	0.08 in × 0.05 in	0.125
۲۵۲۰	۱۰۰۸	2.5 mm × 2.0 mm	0.10 in × 0.08 in
۳۲۱۶	۱۲۰۶	3.2 mm × 1.6 mm	0.125 in × 0.06 in	0.25
۳۲۲۵	۱۲۱۰	3.2 mm × 2.5 mm	0.125 in × 0.10 in	0.5
۴۵۱۶	۱۸۰۶	4.5 mm × 1.6 mm	0.18 in × 0.06 in
۴۵۳۲	۱۸۱۲	4.5 mm × 3.2 mm	0.18 in × 0.125 in	0.75
۴۵۶۴	۱۸۲۵	4.5 mm × 6.4 mm	0.18 in × 0.25 in	0.75
۵۰۲۵	۲۰۱۰	5.0 mm × 2.5 mm	0.20 in × 0.10 in	0.75
۶۳۳۲	۲۵۱۲	6.3 mm × 3.2 mm	0.25 in × 0.125 in	1
۷۴۵۱	۲۹۲۰	7.4 mm × 5.1 mm	0.29 in × 0.20 in

خازن‌های تانتالی

Package	Length, typ. × width, typ. × height, max.
EIA 2012-12 (KEMET R, AVX R)	2.0 mm × 1.3 mm × 1.2 mm
EIA 3216-10 (KEMET I, AVX K)	3.2 mm × 1.6 mm × 1.0 mm
EIA 3216-12 (KEMET S, AVX S)	3.2 mm × 1.6 mm × 1.2 mm
EIA 3216-18 (KEMET A, AVX A)	3.2 mm × 1.6 mm × 1.8 mm
EIA 3528-12 (KEMET T, AVX T)	3.5 mm × 2.8 mm × 1.2 mm
EIA 3528-21 (KEMET B, AVX B)	3.5 mm × 2.8 mm × 2.1 mm
EIA 6032-15 (KEMET U, AVX W)	6.0 mm × 3.2 mm × 1.5 mm
EIA 6032-28 (KEMET C, AVX C)	6.0 mm × 3.2 mm × 2.8 mm
EIA 7260-38 (KEMET E, AVX V)	7.2 mm × 6.0 mm × 3.8 mm
EIA 7343-20 (KEMET V, AVX Y)	7.3 mm × 4.3 mm × 2.0 mm
EIA 7343-31 (KEMET D, AVX D)	7.3 mm × 4.3 mm × 3.1 mm
EIA 7343-43 (KEMET X, AVX E)	7.3 mm × 4.3 mm × 4.3 mm

خازن‌های آلومینیومی

Package	Dimensions
Panasonic / CDE A, Chemi-Con B	3.3 mm × 3.3 mm
Panasonic B, Chemi-Con D	4.3 mm × 4.3 mm
Panasonic C, Chemi-Con E	5.3 mm × 5.3 mm
Panasonic D, Chemi-Con F	6.6 mm × 6.6 mm
Panasonic E/F, Chemi-Con H	8.3 mm × 8.3 mm
Panasonic G, Chemi-Con J	10.3 mm × 10.3 mm
Chemi-Con K	13.0 mm × 13.0 mm
Panasonic H	13.5 mm × 13.5 mm
Panasonic J, Chemi-Con L	17.0 mm × 17.0 mm
Panasonic K, Chemi-Con M	19.0 mm × 19.0 mm

دیود طرح کوچک (Small outline diode (SOD))

Package	Dimensions
SOD-923	۰٫۸ × ۰٫۶ × 0.4 mm
SOD-723	۱٫۴ × ۰٫۶ × 0.59 mm
SOD-523 (SC-79)	۱٫۲۵ × ۰٫۸۵ × 0.65 mm
SOD-323 (SC-90)	۱٫۷ × ۱٫۲۵ × 0.95 mm
SOD-128	۵ × ۲٫۷ × 1.1 mm
SOD-123	۳٫۶۸ × ۱٫۱۷ × 1.60 mm
SOD-80C	۳٫۵۰ × ⌀ 1.50 mm

Metal electrode leadless face

اکثراً شامل مقاومت و دیود می‌شود؛ اجزای بشکه شکل، ابعاد مشابه با ابعاد مستطیلی دقیقاً یکسان نیستند.

Package	Dimensions, length × diameter	Typical resistor rating
Package	Dimensions, length × diameter	Power (W)	Voltage (V)
MicroMelf (MMU), 0102	2.2 mm × 1.1 mm	۰٫۲–۰٫۳	۱۵۰
MiniMelf (MMA), 0204	3.6 mm × 1.4 mm	۰٫۲۵–۰٫۴	۲۰۰
Melf (MMB), 0207	5.8 mm × 2.2 mm	۰٫۴–۱٫۰	۳۰۰

DO-214

معمولاً برای رکتیفایر، دیود شاتکی و سایر دیودها استفاده می‌شود.

Package	Dimensions (incl. leads)
DO-214AA (SMB)	۵٫۳۰ × ۳٫۶۰ × 2.25 mm
DO-214AB (SMC)	۷٫۹۵ × ۵٫۹۰ × 2.25 mm
DO-214AC (SMA)	۵٫۲۰ × ۲٫۶۰ × 2.15 mm

پکیج‌های سه یا چهار ترمیناله

مقاومت طرح کوچک (Small-outline transistor)

پکیج‌های پنج یا شش ترمیناله

پکیج‌های شامل بیش از ۶ ترمینال

Dual-in-line

Quad-in-line

Grid arrays

Ball grid array (BGA)
Land grid array (LGA)
Fine-pitch ball grid array (FBGA)]

جستارهای وابسته

الکترونیک
تجهیزات جایگذاری اسام‌تی

منابع

مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Surface-mount technology». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۱۶ ژانویه ۲۰۰۹.

↑ "Surface-mount technology". Wikipedia (به انگلیسی). 2019-03-15.
↑ "SMR Series Ultra-Compact Chip Resistors" (PDF). Datasheet. Rohm Semiconductor.
↑ "Thick Film Chip Resistors" (PDF). Datasheet. Panasonic. Archived from the original (PDF) on 2014-02-09.
↑ "Thick Film Chip Resistor - SMDC Series" (PDF). Datasheet. electronic sensor + resistor GmbH. Archived from the original (PDF) on 28 December 2015. Retrieved 2015-12-28.
↑ "SMD/BLOCK Type EMI Suppression Filters EMIFIL". Catalog. Murata Manufacturing Co., Ltd. Archived from the original (PDF) on 2015-12-28. Retrieved 2015-12-28.
↑ "POLYFUSE® Resettable Fuses SMD2920" (PDF). Datasheet. Littelfuse. Retrieved 2015-12-28.
↑ "TLJ Series - Tantalum Solid Electrolytic Chip Capacitors High CV Consumer Series" (PDF). Datasheet. AVX Corporation. Archived from the original (PDF) on 2015-12-28. Retrieved 2015-12-28.
↑ "Tantalum Surface Mount Capacitors - Standard Tantalum" (PDF). Catalog. KEMET Electronics Corporation. 2011-09-06. Archived from the original (PDF) on 2011-12-26. Retrieved 2015-12-28.
↑ "SMT Aluminum Electrolytic Capacitors" (PDF). Datasheet. Panasonic. Archived from the original (PDF) on 2012-03-01. Retrieved 2015-12-28.
↑ "Application Guide - Aluminum SMT Capacitors" (PDF). Resources. Cornell Dubilier. Archived from the original (PDF) on 2015-12-28. Retrieved 2015-12-28.
↑ "Surface Mount Aluminum Electrolytic Capacitors - Alchip-MVA Series". Nippon Chemi-Con. Archived from the original (PDF) on 28 December 2015. Retrieved 2015-12-28.
↑ "NXP SOD923" (PDF). Datasheet. NXP Semiconductors.
↑ "Central SOD923" (PDF). Datasheet. Central Semiconductor.
↑ "Toshiba SOD923". Package Information. Toshiba Corporation.
↑ "Comchip CDSP400-G" (PDF). Datasheet. Comchip Technology Corporation. Archived from the original (PDF) on 2015-12-28. Retrieved 2015-12-28.
↑ "SOD523 Package outline" (PDF). NXP Semiconductors. 2008. Archived from the original (PDF) on 28 December 2015. Retrieved 2015-12-28.
↑ "Package information - SOD323" (PDF). Zetex Semiconductors. 2008. Archived from the original (PDF) on 2012-11-19. Retrieved 2015-12-28.
↑ "SOD128 Package outline" (PDF). NXP Semiconductors. 2008. Archived from the original (PDF) on 28 December 2015. Retrieved 2015-12-28.
↑ "Designer's™ Data Sheet - Surface Mount Silicon Zener Diodes - Plastic SOD-123 Package" (PDF). Motorola. Retrieved 2015-12-28.
↑ "SOD 80C (LL-34) Mini MELF Hermetically Sealed Glass Package" (PDF). Continental Device India Limited. Archived from the original (PDF) on 2012-04-23. Retrieved 2015-12-28.
↑ "Package Outline Dimensions - U-DFN1616-6 (Type F)" (PDF). Diodes Incorporated. Archived from the original (PDF) on 2015-12-28. Retrieved 2015-12-28.

[:0-1] "Surface-mount technology". Wikipedia (به انگلیسی). 2019-03-15.

[Rohm009005Resistor-2] "SMR Series Ultra-Compact Chip Resistors" (PDF). Datasheet. Rohm Semiconductor.

[PanasonicResistor-3] "Thick Film Chip Resistors" (PDF). Datasheet. Panasonic. Archived from the original (PDF) on 2014-02-09.

[electronic_sensor_resistor-4] "Thick Film Chip Resistor - SMDC Series" (PDF). Datasheet. electronic sensor + resistor GmbH. Archived from the original (PDF) on 28 December 2015. Retrieved 2015-12-28.

[Murata_Catalog_C31E-26-5] "SMD/BLOCK Type EMI Suppression Filters EMIFIL". Catalog. Murata Manufacturing Co., Ltd. Archived from the original (PDF) on 2015-12-28. Retrieved 2015-12-28.

[Littelfuse_SMD2920-6] "POLYFUSE® Resettable Fuses SMD2920" (PDF). Datasheet. Littelfuse. Retrieved 2015-12-28.

[AVX_TLJ-7] "TLJ Series - Tantalum Solid Electrolytic Chip Capacitors High CV Consumer Series" (PDF). Datasheet. AVX Corporation. Archived from the original (PDF) on 2015-12-28. Retrieved 2015-12-28.

[KEMET_TC101-8] "Tantalum Surface Mount Capacitors - Standard Tantalum" (PDF). Catalog. KEMET Electronics Corporation. 2011-09-06. Archived from the original (PDF) on 2011-12-26. Retrieved 2015-12-28.

[Panasonic_Electrolytic-9] "SMT Aluminum Electrolytic Capacitors" (PDF). Datasheet. Panasonic. Archived from the original (PDF) on 2012-03-01. Retrieved 2015-12-28.

[CDE_SMT_Application_Guide-10] "Application Guide - Aluminum SMT Capacitors" (PDF). Resources. Cornell Dubilier. Archived from the original (PDF) on 2015-12-28. Retrieved 2015-12-28.

[Nippon_MVA-11] "Surface Mount Aluminum Electrolytic Capacitors - Alchip-MVA Series". Nippon Chemi-Con. Archived from the original (PDF) on 28 December 2015. Retrieved 2015-12-28.

[NXP_SOD923-12] "NXP SOD923" (PDF). Datasheet. NXP Semiconductors.

[Central_SOD923-13] "Central SOD923" (PDF). Datasheet. Central Semiconductor.

[Toshiba_SOD923-14] "Toshiba SOD923". Package Information. Toshiba Corporation.

[Digikey_Comchip-15] "Comchip CDSP400-G" (PDF). Datasheet. Comchip Technology Corporation. Archived from the original (PDF) on 2015-12-28. Retrieved 2015-12-28.

[NXP_SOD523-16] "SOD523 Package outline" (PDF). NXP Semiconductors. 2008. Archived from the original (PDF) on 28 December 2015. Retrieved 2015-12-28.

[Zetex_SOD323-17] "Package information - SOD323" (PDF). Zetex Semiconductors. 2008. Archived from the original (PDF) on 2012-11-19. Retrieved 2015-12-28.

[NXP_SOD128-18] "SOD128 Package outline" (PDF). NXP Semiconductors. 2008. Archived from the original (PDF) on 28 December 2015. Retrieved 2015-12-28.

[Motorola_MMSZ4678T1-19] "Designer's™ Data Sheet - Surface Mount Silicon Zener Diodes - Plastic SOD-123 Package" (PDF). Motorola. Retrieved 2015-12-28.

[CDIL_SOD80C-20] "SOD 80C (LL-34) Mini MELF Hermetically Sealed Glass Package" (PDF). Continental Device India Limited. Archived from the original (PDF) on 2012-04-23. Retrieved 2015-12-28.

[Diodes_U-DFN1616-6-21] "Package Outline Dimensions - U-DFN1616-6 (Type F)" (PDF). Diodes Incorporated. Archived from the original (PDF) on 2015-12-28. Retrieved 2015-12-28.