کلمه SMD مخفف Surface Mount Device و به معنی قطعات نصب شده روی سطح می باشد. قطعات نصب سطحی، قطعات الکترونیکی هستند که به برد مدار چاپی به روش فناوری نصب سطحی Surface Mount Technology (SMT) متصل شده اند. اصطلاح SMT به شیوه نصب قطعات الکترونیکی روی سطح یک برد الکترونیکی اطلاق می شود.
قطعات SMD
استفاده از پتانسیل های موجود در جهان و ایجاد توانایی های جدید، تعداد قطعات بیشتری را جهت ساخت دستگاه های پیشرفته امروزی لازم كرده است. بنابراین برای جلوگیری از بزرگتر شدن ابعاد و حجم ماشین ها و ساخت سیستم های سبك تر، ریزتر، كوتاهتر و كوچك تر، ساختار قطعات می بایست تغییر می کرد و قطعات در حال استفاده معروف به THD با نوع جدیدی از قطعات جایگزین می شد.
در دهه 1960 اولین پیشگامان برای شناخت تكنولوژی جدید در IBM شروع به فعالیت كردند؛ مكانیك قطعات الکترونیکی دوباره طراحی شد به صورتی که پایه قطعات قبلی حذف و در انتهای قطعه سطح فلزی جهت اتصال مستقیم آنها به سطح بردهای الکترونیکی در نظر گرفته شد. قطعات بسیار کوچکتر شدند با این حال به مراتب بیشتر از تکنولوژی گذشته با سطح برد اتصال برقرار می كنند و به حجم زیادی از مدارها نیز اجازه حضور می دهند. با توجه به طراحی جدید، قطعات فوق SMC (Surface Mount Component) نام گذاری شدند و بردهایی که این قطعات بر روی آنها نصب شده است بردهای SMD (Surface-Mount Device) نام گزاری شدند. با توجه به مزایای فراوان، این تكنولوژی در دهه 1980 شروع به گسترش و پیشرفت نمود.
قطعات SMD دارای پایه های بسیار ریزی هستند كه با توجه به نوع و ابعاد هندسی قطعه، پایه ها به شكل ها و انواع متفاوت زیر طراحی شده اند:
- پایه های بسیار ریز هم چون پین های بسیار كوچك
- پایه های كوتاه به شكل بال پرنده یا آبشار
- پایه های كوتاه و كم حجم در انتهای قطعات به شكل حرف J انگلیسی
- آرایه ای از دیسک های بسیار ریز (●) قرار گرفته در انتها یا بر روی بدنه قطعات (BGA)
چرا SMD ؟
استفاده از تکنولوژی SMD در پی تمایل بسیار زیاد مصرف کنندگان برای داشتن تکنولوژی ای کوچک تر، سریع تر و بهتر است. نیاز شدید به افزایش قابلیت ها، تمایل افراد برای داشتن صفحاتی با سایز کوچک تر و رقابت در جهت رسیدن به منافع مالی و اعتبار در بازار، استفاده از این تکنولوژی را در پی داشته است.
مزایای مورد تایید مصرف کنندگان
- کاهش میزان دخالت نیروی انسانی
- کاهش هزینه های اضافی نیروی کار و تولید
- تکرار عملیات که باعث افزایش میزان کنترل کیفیت می گردد
- افزایش سرعت تولید
- کاهش مصرف قلع و صرفه جویی در ابعاد مدار چاپی
- قابلیت عملکرد مناسب
- کاهش تولید گرما
- کاهش مصرف برق
- ایجاد تحول و پیشرفت مداوم در روند تولید
- قابلیت استفاده به همراه تکنیک های بکار رفته در روش جایگذاری در درون سوراخ ها بخش هایی از صنعت که امروزه از تکنولوژی SMT استفاده می کنند.
مزیت های اقتصادی
در روش های گذشته قطعات دارای پایه های سیمی بودند و این پایه ها درون سوراخ هایی كه بر روی بردها موجود بود، قرار می گرفتند. بنابر این لازم بود در زمان طراحی و ساخت بردهای الكترونیكی علاوه بر پیش بینی فضای لازم برای این سوراخ ها در دو سمت برد هزینه های ناشی از سوراخ كاری و نیز متالیزه كردن دیواره سوراخ ها جهت اتصال دو طرف برد به همدیگر نیز در نظر گرفته شود.
مزایای صنعتی
- كوچك و سبك بودن قطعات SMD
- اشغال فضای كمتر
- نصب اتوماتیك ساده تر
- سرعت مونتاژ بالاتر
- امكان مونتاژ این قطعات در هر دو طرف بردها
- کاهش بسیار زیاد مقاومت و اندوكتانس پایه ها (در نتیجه طیف وسیعی از امواج با فركانس بالا را به راحتی هدایت می كنند)
- تغییر ناپذیری در برابر شرایط تنش زا و هم چنین لرزش زا به خاطر طرح فیزیكی قطعات SMD
- به حداقل رسیدن امكان خرابی قطعات بواسطه تماس حداقل انسان با آنها (با توجه به اینكه قطعات SMD از قطعات الكترونیكی همنوع خود كوچكتر هستند حركت و نصب آنها توسط ماشین صورت می گیرد و نه انسان)
کار با قطعات SMD
برای کار کردن با این قطعات از نوک های هویه مخصوص و هویه های حداکثر 30 واتی استفاده می کنند و برای در آوردن راحت تر آی سی ها و قطعات بزرگتر از هویه های هوای گرم استفاده می شود.
آی سی های مونتاژ سطحی دارای بسته بندی های 2 طرفه با نام های TSOP و SOP ، بسته بندی های 4 طرفه به نام های PLCC و TQFP و بسیاری بسته بندی های اختصاصی دیگر هستند. برای فرکانس های بالاتر از 200 مگاهرتز معمولاً از قطعاتی استفاده می شود که پایه های آنها از زیر می باشد و BGA نام دارند.
بردهای مدار چاپی SMD
برد مدارچاپی به عنوان قلب هر تولید الکترونیکی شناخته می شود که پایه و اساس اتصال قطعات الکترونیکی به یکدیگر است. برد مدار چاپی SMD همانطور که اشاره گردید قطعات الکترونیکی مورد استفاده در آن ها SMD هستند.