Co to jest SMT (technologia montażu powierzchniowego)

Historia

Montaż powierzchniowy był pierwotnie nazywany „montażem planarnym”. [1]

Technologia montażu powierzchniowego została opracowana w latach 60. XX wieku i stała się szeroko stosowana w połowie lat 80-tych. Pod koniec lat 90. zdecydowana większość zaawansowanych technologicznie zespołów obwodów drukowanych była zdominowana przez urządzenia do montażu powierzchniowego. Większość pionierskich prac w tej technologii została wykonana przez IBM . Podejście projektowe po raz pierwszy zademonstrowane przez IBM w 1960 r. W niewielkim komputerze zostało później zastosowane w komputerze cyfrowym Launch Vehicle używanym w jednostce instrument, która kierowała wszystkimi pojazdami Saturn IB i Saturn V. [2] Komponenty zostały przeprojektowane mechanicznie, tak aby miały małe metalowe zakładki lub zaślepki, które można było bezpośrednio przylutować do powierzchni płytki drukowanej. Komponenty stały się znacznie mniejsze, a rozmieszczenie komponentów po obu stronach płyty stało się znacznie bardziej powszechne przy montażu powierzchniowym niż przy montażu w otworze, umożliwiając znacznie wyższe gęstości obwodów i mniejsze płytki drukowane, a z kolei maszyny lub podzespoły zawierające płyty.

Często tylko połączenia lutowane utrzymują części na płycie; w rzadkich przypadkach części na dolnej lub „drugiej” stronie płyty mogą być zabezpieczone kropką kleju, aby zapobiec spadaniu komponentów wewnątrz pieców rozpływowych, jeśli część ma duży rozmiar lub wagę. [ potrzebne źródło ] Czasami stosuje się klej aby trzymać elementy SMT na dolnej stronie płyty, jeśli proces lutowania falowego jest używany do lutowania jednocześnie elementów SMT i przelotowych. Alternatywnie, elementy SMT i elementy przelotowe mogą być lutowane po tej samej stronie płyty bez kleju, jeśli części SMT są najpierw lutowane rozpływowo, a następnie stosuje się selektywną maskę lutowniczą, aby zapobiec lutowaniu trzymającemu te części na miejscu przed przepływem i części unoszące się podczas lutowania falowego. Montaż powierzchniowy doskonale nadaje się do wysokiego stopnia automatyzacji, zmniejszając koszty pracy i znacznie zwiększając tempo produkcji.

Odwrotnie, SMT nie nadaje się dobrze do produkcji ręcznej lub niskiej automatyzacji, która jest bardziej ekonomiczna i szybsza do jednorazowego prototypowania i produkcji na małą skalę, i jest to jeden z powodów, dla których wiele elementów przelotowych jest nadal produkowanych. Niektóre SMD można lutować za pomocą ręcznej lutownicy sterowanej temperaturą, ale niestety te, które są bardzo małe lub mają zbyt mały skok ołowiu, nie można ręcznie lutować bez drogiego sprzętu do lutowania gorącym powietrzem [ wątpliwe - omów ]. Wielkość SMD może wynosić od jednej czwartej do jednej dziesiątej wielkości i masy, a od połowy do jednej czwartej kosztu równoważnych części przelotowych, ale z drugiej strony, koszty pewnej części SMT i jej odpowiednika przez część otworu może być dość podobna, choć rzadko część SMT jest droższa.

Wspólne skróty

Różne terminy opisują komponenty, technikę i maszyny używane w produkcji. Te terminy są wymienione w poniższej tabeli:

Techniki montażu

Linia montażowa z wyposażeniem SMT

Tam, gdzie mają być umieszczone elementy, płytka z obwodem drukowanym zwykle ma płaskie, zwykle pokryte cyną , srebrne lub pozłacane podkładki miedziane bez otworów, zwane podkładkami lutowniczymi. Pasta lutownicza , lepka mieszanina topnika i drobnych cząstek lutowia, jest najpierw nakładana na wszystkie pola lutownicze za pomocą szablonu ze stali nierdzewnej lub niklu przy użyciu procesu sitodruku . Może być również stosowany przez mechanizm druku strumieniowego, podobny do drukarki atramentowej . Po wklejeniu deski przechodzą następnie do maszyn typu pick-and-place , gdzie są umieszczane na przenośniku taśmowym. Komponenty, które mają być umieszczone na deskach, są zwykle dostarczane na linię produkcyjną w postaci papierowych / plastikowych taśm nawiniętych na szpule lub plastikowe tuby. Niektóre duże układy scalone są dostarczane w tacach bez statycznych. Sterowane numerycznie maszyny „ pick and place” usuwają części z taśm, rurek lub tac i umieszczają je na płytce drukowanej. [3]

Płyty są następnie przenoszone do pieca lutowniczego reflow . Najpierw wchodzą do strefy wstępnego podgrzewania, gdzie temperatura płyty i wszystkich komponentów jest stopniowo, równomiernie unoszona. Płyty wchodzą następnie do strefy, w której temperatura jest wystarczająco wysoka, aby stopić cząstki lutowia w paście lutowniczej, łącząc komponent prowadzi do klocków na płytce drukowanej. Napięcie powierzchniowe stopionego lutowia pomaga utrzymać komponenty na miejscu, a jeśli geometrie podkładki lutowniczej są prawidłowo zaprojektowane, napięcie powierzchniowe automatycznie ustawia komponenty na ich podkładkach.

Istnieje wiele technik rozlewania lutu. Jednym z nich jest użycie lamp podczerwieni ; nazywa się to przepływem podczerwonym. Innym jest zastosowanie konwekcji gorącego gazu . Kolejną popularną technologią są specjalne ciecze fluorowęglowodorowe o wysokiej temperaturze wrzenia, które wykorzystują metodę zwaną reflowem fazy gazowej. Ze względu na obawy związane z ochroną środowiska, ta metoda wypadła z łask, dopóki nie wprowadzono przepisów bezołowiowych, które wymagają ściślejszej kontroli lutowania. Pod koniec 2008 r. Lutowanie konwekcyjne było najpopularniejszą technologią rozpływową wykorzystującą zarówno standardowe powietrze, jak i azot. Każda metoda ma swoje zalety i wady. Dzięki reflowowi na podczerwień projektant deski musi wyłożyć płytę tak, aby krótkie elementy nie wpadały w cienie wysokich elementów. Lokalizacja podzespołów jest mniej ograniczona, jeśli projektant wie, że do produkcji zostanie użyty lutowanie w fazie gazowej lub lutowanie konwekcyjne. Po lutowaniu rozpływowym, niektóre nieregularne lub wrażliwe na ciepło elementy mogą być instalowane i lutowane ręcznie lub w dużej skali automatyzacji, przez skupioną wiązkę podczerwieni (FIB) lub lokalny sprzęt konwekcyjny.

Jeśli płytka drukowana jest dwustronna, to proces drukowania, umieszczania i rozpływania można powtórzyć przy użyciu pasty lutowniczej lub kleju, aby utrzymać elementy na miejscu. Jeśli stosuje się proces lutowania falowego , części muszą być przyklejone do płyty przed przetwarzaniem, aby zapobiec ich wypłynięciu, gdy pasta lutownicza utrzymująca je na miejscu zostanie stopiona.

Po lutowaniu płyty można myć, aby usunąć pozostałości topnika i wszelkie zabłąkane kule lutownicze, które mogłyby zwierać blisko rozmieszczone przewody komponentu. Topnik kalafonii jest usuwany za pomocą rozpuszczalników fluorowęglowych, o wysokiej temperaturze zapłonu   rozpuszczalniki węglowodorowe lub rozpuszczalniki o niskiej szybkości flash, np. limonen (pochodzące ze skórek pomarańczy), które wymagają dodatkowych cykli płukania lub suszenia. Rozpuszczalne w wodzie topniki usuwa się za pomocą dejonizowanej wody i detergentu, a następnie przedmuchuje powietrzem, aby szybko usunąć resztki wody. Jednak większość podzespołów elektronicznych jest wykonywana w procesie „bez czyszczenia”, w którym pozostałości strumienia są przeznaczone do pozostawienia na płytce drukowanej, ponieważ są uważane za nieszkodliwe. Oszczędza to koszty czyszczenia, przyspiesza proces produkcji i zmniejsza ilość odpadów. Jednak ogólnie zaleca się mycie zespołu, nawet jeśli stosowany jest proces „No-Clean”, gdy aplikacja wykorzystuje sygnały zegara o bardzo wysokiej częstotliwości (powyżej 1 GHz). Innym powodem usuwania nieczystych pozostałości jest poprawa przyczepności powłok konforemnych i materiałów wypełniających. [4] Niezależnie od czyszczenia czy też nie tych PCB, obecny trend w branży sugeruje, aby dokładnie przeanalizować proces montażu PCB, w którym zastosowano „No-Clean”, ponieważ pozostałości strumienia uwięzione pod komponentami i ekranami RF mogą wpływać na rezystancję izolacji powierzchni (SIR), szczególnie na płytach o dużej gęstości składników. [5]

Niektóre normy produkcyjne, takie jak te opracowane przez IPC - Association Connecting Electronics Industries, wymagają czyszczenia niezależnie od rodzaju topnika lutowniczego stosowanego do zapewnienia całkowicie czystej płyty. Właściwe czyszczenie usuwa wszelkie ślady topnika lutowniczego, a także brud i inne zanieczyszczenia, które mogą być niewidoczne gołym okiem. Procesy No-Clean lub inne procesy lutowania mogą pozostawiać „białe pozostałości”, które zgodnie z IPC są dopuszczalne „pod warunkiem, że te pozostałości zostały zakwalifikowane i udokumentowane jako łagodne”. [6] Jednakże, chociaż oczekuje się, że sklepy zgodne ze standardem IPC będą przestrzegać zasad Stowarzyszenia na pokładzie, nie wszystkie zakłady produkcyjne stosują standard IPC, ani nie są do tego zobowiązane. Dodatkowo, w niektórych zastosowaniach, takich jak elektronika niskiej klasy, takie rygorystyczne metody produkcji są nadmierne zarówno pod względem kosztów, jak i wymaganego czasu.

Wreszcie, płyty są wizualnie sprawdzane pod kątem brakujących lub niewspółosiowych elementów i mostków lutowniczych. W razie potrzeby są wysyłane do stacji przerobu , gdzie operator ludzki naprawia wszelkie błędy. Następnie są one zwykle wysyłane do stacji testujących (testy w obwodzie i / lub testy funkcjonalne) w celu sprawdzenia, czy działają prawidłowo. Systemy automatycznej inspekcji optycznej (AOI) są powszechnie stosowane w produkcji PCB. Ta technologia okazała się bardzo skuteczna w ulepszaniu procesów i osiągnięciach jakościowych. [7]

Zalety

Główne zalety SMT w stosunku do starszej techniki przelotowej to:

• Mniejsze elementy.

• Znacznie większa gęstość komponentów (składniki na jednostkę powierzchni) i wiele innych połączeń na komponent.

• Komponenty można umieścić po obu stronach płytki drukowanej.

• Większa gęstość połączeń, ponieważ otwory nie blokują przestrzeni prowadzenia na wewnętrznych warstwach, ani na tylnych warstwach, jeśli elementy są zamontowane tylko na jednej stronie płytki.

• Niewielkie błędy w rozmieszczeniu elementów są korygowane automatycznie, ponieważ napięcie powierzchniowe stopionego lutowia powoduje zrównanie komponentów ze stopami lutowniczymi. (Z drugiej strony, elementy z otworami przelotowymi nie mogą być nieznacznie wyrównane, ponieważ gdy przewody przechodzą przez otwory, komponenty są w pełni wyrównane i nie mogą poruszać się bocznie poza wyrównanie).

• Lepsza wydajność mechaniczna w warunkach wstrząsów i wibracji (częściowo z powodu mniejszej masy, a częściowo z powodu mniejszego wspornika)

• Niższa rezystancja i indukcyjność na połączeniu; w konsekwencji mniej niepożądanych efektów sygnału RF oraz lepsza i bardziej przewidywalna wydajność wysokich częstotliwości.

• Lepsza wydajność EMC (mniejsza emisja promieniowania) dzięki mniejszej powierzchni pętli promieniowania (ze względu na mniejszy pakiet) i mniejszej indukcyjności ołowiu. [8]

• Należy wykonać mniej otworów. (Wiercenie PCB jest czasochłonne i kosztowne).

• Niższy początkowy koszt i czas przygotowania do masowej produkcji przy użyciu zautomatyzowanego sprzętu.

• Prostszy i szybszy zautomatyzowany montaż. Niektóre maszyny do umieszczania są w stanie umieścić ponad 136 000 komponentów na godzinę.

• Wiele części SMT kosztuje mniej niż równoważne części przelotowe.

• Pakiet do montażu powierzchniowego jest preferowany, gdy wymagany jest pakiet o niskim profilu lub przestrzeń dostępna do zamontowania pakietu jest ograniczona. W miarę jak urządzenia elektroniczne stają się bardziej złożone, a dostępna przestrzeń jest zmniejszana, pożądane jest stosowanie pakietu do montażu powierzchniowego. Jednocześnie, wraz ze wzrostem złożoności urządzenia, wzrasta ciepło generowane przez działanie. Jeśli ciepło nie zostanie usunięte, temperatura urządzenia wzrasta, skracając żywotność. Jest zatem wysoce pożądane opracowanie pakietów do montażu powierzchniowego o wysokiej przewodności cieplnej . [9]

Niedogodności

• SMT jest nieodpowiedni dla części dużych, o dużej mocy lub wysokich napięciach, na przykład w obwodach mocy. [ Potrzebne źródło ] Często łączy się konstrukcję SMT i konstrukcję z otworami przelotowymi, z transformatorami , półprzewodnikami o dużej mocy, fizycznie dużymi kondensatorami , bezpieczniki, złącza i tak dalej zamontowane po jednej stronie płytki drukowanej przez otwory.

• SMT nie nadaje się jako jedyna metoda mocowania elementów narażonych na częste naprężenia mechaniczne, takich jak złącza używane do łączenia z urządzeniami zewnętrznymi, które są często dołączane i odłączane. [ Potrzebne źródło ]

• Połączenia lutownicze SMD mogą zostać uszkodzone przez zalewanie mieszanki przechodzącej przez cykl termiczny.

• Ręczny montaż prototypu lub naprawa na poziomie komponentów jest trudniejsza i wymaga wykwalifikowanych operatorów i droższych narzędzi ze względu na małe rozmiary i odstępy między przewodami wielu SMD. [10] Obsługa małych elementów SMT może być trudna, wymaga pęsety, w przeciwieństwie do prawie wszystkich elementów z otworami przelotowymi. Podczas gdy elementy przelotowe pozostaną na miejscu (pod wpływem siły grawitacji) po włożeniu i mogą być mechanicznie zabezpieczone przed lutowaniem przez wygięcie dwóch odprowadzeń po stronie lutowania płyty, SMD są łatwo przenoszone z miejsca przez dotknięcie lutowania żelazo. Bez fachowej umiejętności, przy ręcznym lutowaniu lub rozlutowywaniu elementu, łatwo jest przypadkowo wlutować lutowie sąsiedniego elementu SMT i niechcący go przemieścić, co jest prawie niemożliwe do wykonania w przypadku elementów z otworami przelotowymi.

• Wiele typów pakietów komponentów SMT nie może być instalowanych w gniazdach, które zapewniają łatwą instalację lub wymianę komponentów w celu modyfikacji obwodu i łatwej wymiany uszkodzonych komponentów. (Praktycznie wszystkie elementy z otworami przelotowymi mogą być podłączone).

• SMD nie mogą być używane bezpośrednio z płytkami typu plug-in (szybkie narzędzie do prototypowania typu snap-and-play), wymagającymi albo niestandardowej płytki drukowanej dla każdego prototypu, albo montażu SMD na nośniku z sztyftem. W celu prototypowania wokół określonego komponentu SMD można zastosować tańszą płytę odłamkową . Dodatkowo można stosować protoboards w stylu stripboard , z których niektóre zawierają podkładki do standardowych elementów SMD. Do prototypowania można wykorzystać „ martwy błąd ”. [11]

• Wymiary złącza lutowniczego w SMT szybko stają się znacznie mniejsze w miarę postępów w technologii ultradrobnej podziałki. Niezawodność połączeń lutowanych staje się coraz bardziej niepokojąca, ponieważ dla każdego złącza dopuszcza się coraz mniej lutowia. Ucieczka jest usterką powszechnie związaną ze złączami lutowniczymi, zwłaszcza przy przepuszczaniu pasty lutowniczej w aplikacji SMT. Obecność pustych przestrzeni może pogorszyć wytrzymałość połączenia i ostatecznie doprowadzić do uszkodzenia stawów. [12] [13]

• SMD, zazwyczaj mniejsze niż równoważne elementy z otworami przelotowymi, mają mniejszą powierzchnię do znakowania, wymagają oznaczonych kodów identyfikacyjnych części lub wartości komponentów, aby były bardziej tajemnicze i mniejsze, często wymagające odczytu powiększenia, podczas gdy większy komponent przelotowy mógłby być czytane i identyfikowane gołym okiem. Jest to wada w przypadku prototypowania, naprawy lub przeróbki, a być może także w przypadku konfiguracji produkcji.

Przeróbka

Usuwanie urządzenia do montażu powierzchniowego za pomocą pęsety lutowniczej

Uszkodzone elementy do montażu powierzchniowego można naprawić za pomocą lutownic (w przypadku niektórych połączeń) lub za pomocą bezdotykowego systemu przeróbki. W większości przypadków lepszym rozwiązaniem jest system przeróbek, ponieważ praca SMD z lutownicą wymaga znacznych umiejętności i nie zawsze jest wykonalna.

Przerabianie zwykle koryguje niektóre błędy, generowane przez człowieka lub maszynę, i obejmuje następujące kroki:

• Roztop lut i usuń komponent (y)

• Usuń pozostałości lutowia

• Wydrukuj pastę lutowniczą na PCB, bezpośrednio lub przez dozowanie

• Umieść nowy komponent i przepływ.

Czasem setki lub tysiące tej samej części wymagają naprawy. Takie błędy, które wynikają z montażu, są często łapane podczas procesu. Jednak pojawia się zupełnie nowy poziom przeróbek, gdy awaria podzespołu zostanie wykryta zbyt późno i być może niezauważona, dopóki użytkownik końcowy produkowanego urządzenia nie odczuje tego. Rework można również użyć, jeśli produkty o wystarczającej wartości uzasadniające to wymagają rewizji lub przeprojektowania, być może w celu zmiany pojedynczego komponentu opartego na oprogramowaniu układowym. Przetwarzanie w dużej objętości wymaga zaprojektowanej w tym celu operacji.

Istnieją zasadniczo dwie metody bezkontaktowego lutowania / rozlutowywania: lutowanie w podczerwieni i lutowanie gorącym gazem [14] .

Podczerwony

Przy lutowaniu w podczerwieni energia do podgrzania złącza lutowniczego jest przekazywana przez długofalowe lub krótkofalowe promieniowanie elektromagnetyczne w podczerwieni.

Zalety:

• Łatwe ustawienie

• Nie wymaga sprężonego powietrza

• Nie ma potrzeby stosowania różnych dysz dla wielu kształtów i rozmiarów komponentów, co zmniejsza koszty i konieczność wymiany dysz

• Szybka reakcja źródła podczerwieni (zależy od używanego systemu)

Niedogodności:

• Obszary centralne będą ogrzewane bardziej niż obszary peryferyjne

• Regulacja temperatury jest mniej precyzyjna i mogą występować szczyty

• Pobliskie elementy muszą być chronione przed gorącem, aby zapobiec uszkodzeniom, co wymaga dodatkowego czasu dla każdej planszy

• Temperatura powierzchni zależy od albedo komponentu : ciemne powierzchnie będą ogrzewane bardziej niż jaśniejsze powierzchnie

• Temperatura zależy dodatkowo od kształtu powierzchni. Konwekcyjna utrata energii zmniejszy temperaturę elementu

• Brak atmosfery przepływu

Gorący gaz

Podczas lutowania gorącym gazem energia do podgrzania złącza lutowniczego jest przekazywana przez gorący gaz. Może to być powietrze lub gaz obojętny ( azot ).

Zalety:

• Symulacja atmosfery pieca rozpływowego

• Niektóre systemy umożliwiają przełączanie między gorącym powietrzem a azotem

• Dysze standardowe i specyficzne dla komponentów pozwalają na wysoką niezawodność i szybsze przetwarzanie

• Pozwól na powtarzalne profile lutownicze

• Wydajne ogrzewanie, duże ilości ciepła mogą być przenoszone

• Równomierne ogrzewanie dotkniętej powierzchni deski

• Temperatura elementu nigdy nie przekroczy ustawionej temperatury gazu

• Szybkie chłodzenie po przepływie, co skutkuje małymi ziarnami połączeń lutowanych (w zależności od zastosowanego systemu)

Niedogodności:

• Pojemność cieplna generatora ciepła powoduje powolną reakcję, dzięki czemu profile termiczne mogą być zniekształcone (w zależności od zastosowanego systemu)

Pakiety

Komponenty do montażu powierzchniowego są zazwyczaj mniejsze niż ich odpowiedniki z elektrodami i są zaprojektowane tak, aby były obsługiwane raczej przez maszyny niż przez ludzi. Przemysł elektroniczny ma znormalizowane kształty i rozmiary opakowań (wiodącym organem normalizacyjnym jest JEDEC ). Obejmują one:

Kody podane w poniższej tabeli zwykle określają długość i szerokość elementów w dziesiątych milimetrach lub setnych częściach cala. Na przykład składowa metryczna 2520 wynosi 2,5 mm na 2,0 mm, co odpowiada mniej więcej 0,10 cala na 0,08 cala (stąd imperialna wielkość wynosi 1008). Wyjątki występują dla imperialnego w dwóch najmniejszych prostokątnych rozmiarach pasywnych. Kody metryczne nadal reprezentują wymiary w mm, mimo że imperialne kody wielkości nie są już wyrównane. Problematycznie niektórzy producenci opracowują elementy metryczne 0201 o wymiarach 0,25 mm × 0,125 mm (0,0098 cala × 0,0049 cala), [15], ale imperialna nazwa 01005 jest już używana dla 0,4 mm × 0,2 mm (0,0157 cala w × 0,0079 cala ) pakiet. Te coraz mniejsze rozmiary, zwłaszcza 0201 i 01005, mogą czasami stanowić wyzwanie z punktu widzenia produktywności lub niezawodności. [16]

Przykład rozmiarów komponentów, kodów metrycznych i imperialnych oraz porównania

Obraz złożony z matrycy 11x44 z matrycą klapową wyświetlającą nazwę klapy za pomocą diod SMD typu 1608/0603. Góra: nieco ponad połowa wyświetlacza 21x86 mm. Środek: zbliżenie diod LED w świetle otoczenia. Dół: diody LED we własnym czerwonym świetle.

Kondensatory SMD (po lewej) z dwoma kondensatorami przelotowymi (po prawej)

Pakiety z dwoma terminalami

Prostokątne elementy pasywne

Głównie rezystory i kondensatory .

Kondensatory tantalowe [22] [23]

Kondensatory aluminiowe [24] [25] [26]

Mała dioda konturowa (SOD)

Bezołowiowa elektroda metalowa [36] ( MELF )

Głównie rezystory i diody ; elementy w kształcie beczki, wymiary nie pasują do tych z odniesień prostokątnych dla identycznych kodów.

DO-214 [ edytuj ]

Powszechnie stosowany do diod prostowniczych, Schottky'ego i innych

Pakiety trzech i czterech terminali

Tranzystor o małym konturze (SOT)

• SOT-23 (TO-236-3) (SC-59): korpus 2,9 mm × 1,3 / 1,75 mm × 1,3 mm: trzy zaciski dla tranzystora [38]

• SOT-89 (TO-243) [39] (SC-62): [40] 4,5 mm × 2,5 mm × 1,5 mm korpus: cztery zaciski, centralny kołek jest podłączony do dużej wkładki przekazującej ciepło [41]

• SOT-143: 3 mm x 1,4 mm x 1,1 mm zwężający się korpus: cztery zaciski: jeden większy pad oznacza zacisk 1. [42]

• SOT-223: korpus 6,7 mm × 3,7 mm × 1,8 mm: cztery zaciski, z których jeden jest dużą poduszką wymiany ciepła [43]

• SOT-323 (SC-70): korpus 2 mm × 1,25 mm × 0,95 mm: trzy zaciski [44]

• SOT-416 (SC-75): korpus 1,6 mm × 0,8 mm × 0,8 mm: trzy zaciski [45]

• SOT-663: korpus 1,6 mm × 1,6 mm × 0,55 mm: trzy zaciski [46]

• SOT-723: korpus 1,2 mm × 0,8 mm × 0,5 mm: trzy zaciski: płaski przewód [47]

• SOT-883 (SC-101): korpus 1 mm × 0,6 mm × 0,5 mm: trzy zaciski: bezołowiowe [48]

Inne [ edytuj ]

• DPAK (TO-252, SOT-428): Pakowanie dyskretne. Opracowany przez firmę Motorola w celu obsługi urządzeń o większej mocy. Występuje w wersjach trzy- [49] lub pięciu-terminalnych [50]

• D2PAK (TO-263, SOT-404): większy niż DPAK; w zasadzie odpowiednik montażu w otworze TO220 . Dostępne w wersjach 3, 5, 6, 7, 8 lub 9-terminalowych [51]

• D3PAK (TO-268): nawet większy niż D2PAK [52]

Pakiety pięcio- i sześciostronne

Tranzystor o małym konturze (SOT)

• SOT-23-5 (SOT-25, SC-74A): korpus 2,9 mm × 1,3 / 1,75 mm × 1,3 mm: pięć zacisków [53]

• SOT-23-6 (SOT-26, SC-74): korpus 2,9 mm × 1,3 / 1,75 mm × 1,3 mm: sześć zacisków [54]

• SOT-23-8 (SOT-28): korpus 2,9 mm × 1,3 / 1,75 mm × 1,3 mm: osiem zacisków [55]

• SOT-353 (SC-88A): korpus 2 mm × 1,25 mm × 0,95 mm: pięć zacisków [56]

• SOT-363 (SC-88, SC-70-6): korpus 2 mm × 1,25 mm × 0,95 mm: sześć zacisków [57]

• SOT-563: korpus 1,6 mm × 1,2 mm × 0,6 mm: sześć zacisków [58]

• SOT-665: korpus 1,6 mm × 1,6 mm × 0,55 mm: pięć zacisków [59]

• SOT-666: korpus 1,6 mm × 1,6 mm × 0,55 mm: sześć zacisków [60]

• SOT-886: korpus 1,5 mm × 1,05 mm × 0,5 mm: sześć zacisków: bezołowiowe

• SOT-886: korpus 1 mm × 1,45 mm × 0,5 mm: sześć zacisków: bezołowiowe [61]

• SOT-891: korpus 1,05 mm × 1,05 mm × 0,5 mm: pięć zacisków: bezołowiowe

• SOT-953: korpus 1 mm × 1 mm × 0,5 mm: pięć zacisków

• SOT-963: korpus 1 mm × 1 mm × 0,5 mm: sześć zacisków

• SOT-1115: korpus 0,9 mm × 1 mm × 0,35 mm: sześć zacisków: bezołowiowe [62]

• SOT-1202: korpus 1 mm × 1 mm × 0,35 mm: sześć zacisków: bezołowiowe [63]

Różne chipy SMD, rozlutowane

Pakiet MLP 28-pinowy do góry nogami, aby pokazać kontakty

Pakiety z więcej niż sześcioma terminalami

Dual-in-line

• Flatpack był jednym z najwcześniejszych pakietów montowanych na powierzchni.

• Obwód scalony o małym zarysie (SOIC): podwójny w linii, 8 lub więcej kołków, forma ołowiu z skrzydłem mewy, rozstaw kołków 1,27 mm

• Mały kontur, J-leaded (SOJ), taki sam jak SOIC, z wyjątkiem J-leaded   [64]

• Cienkie opakowanie małogabarytowe (TSOP), cieńsze niż SOIC z mniejszym rozstawem pinów 0,5 mm

• Obkurczane opakowanie małogabarytowe (SSOP), rozstaw pinów 0,65 mm, czasem 0,635 mm lub w niektórych przypadkach 0,8 mm

• Cienkie kurczliwe opakowanie małogabarytowe (TSSOP).

• Kwartalne opakowanie małogabarytowe (QSOP), z rozstawem szpilek 0,635 mm

• Bardzo mały pakiet (VSOP), nawet mniejszy niż QSOP; Rozstaw kołków 0,4, 0,5 mm lub 0,65 mm

• Podwójny płaski bezołowiowy (DFN), mniejszy ślad niż odpowiednik ołowiowy

Quad-in-line

• Plastikowy ołowiany transporter wiórów (PLCC): kwadratowy, J-lead, rozstaw pinów 1,27 mm

• Kwadratowy pakiet ( QFP ): różne rozmiary, z kołkami ze wszystkich czterech stron

• Niskoprofilowy quad płaski ( LQFP ): wysokość 1,4 mm, różne rozmiary i kołki ze wszystkich czterech stron

• Plastikowy czteropak ( PQFP ), kwadrat ze szpilkami na wszystkich czterech bokach, 44 lub więcej szpilek

• Ceramiczny quad płaski ( CQFP ): podobny do PQFP

• Metric quad flat-pack ( MQFP ): pakiet QFP z rozkładem pinów metrycznych

• Thin quad flat-pack ( TQFP ), cieńsza wersja PQFP

• Czteropłaszczyznowy bezprowadzący ( QFN ): mniejszy ślad niż odpowiednik ołowiowy

• Bezołowiowy nośnik wiórów (LCC): styki są wpuszczone pionowo do „lutowanego” lutowia. Powszechne w elektronice lotniczej ze względu na odporność na wibracje mechaniczne.

• Pakiet Micro Leadframe ( MLP , MLF ): z podziałką 0,5 mm, bez odprowadzeń (tak samo jak QFN)

• Power quad flat no-lead ( PQFN ): z odsłoniętymi podkładkami do radiatora

Tablice gridowe

• Układ siatek kulkowych (BGA): kwadratowy lub prostokątny układ kulek lutowniczych na jednej powierzchni, rozstaw kulek zwykle 1,27 mm (0,050 cala)

• Tablica siatki gruntów (LGA): tablica tylko gołych ziem. Podobny do wyglądu QFN , ale łączenie odbywa się za pomocą sworzni sprężynujących w gnieździe, a nie lutowania.

• Macierz siatkowa z drobnym podziałem kuli ( FBGA )]: kwadratowy lub prostokątny układ kulek lutowniczych na jednej powierzchni

• Niskoprofilowy układ siatek kulkowych o drobnym skoku ( LFBGA ): kwadratowy lub prostokątny układ kulek lutowniczych na jednej powierzchni, rozstaw kulek zwykle 0,8 mm

• Cienka macierz siatkowa o drobnych oczkach ( TFBGA ): kwadratowy lub prostokątny układ kulek lutowniczych na jednej powierzchni, odstęp między kulkami zwykle 0,5 mm

• Column grid array (CGA): pakiet obwodów, w którym punkty wejściowe i wyjściowe są wysokotemperaturowymi butlami lutowniczymi lub kolumnami rozmieszczonymi w układzie siatki.

• Ceramiczna tablica siatki kolumnowej (CCGA): pakiet obwodów, w którym punkty wejściowe i wyjściowe są wysokotemperaturowymi butlami lutowniczymi lub kolumnami rozmieszczonymi w układzie siatki. Korpus elementu jest ceramiczny.

• Mikro-kulkowy układ siatek (μBGA): Odstęp kulki mniejszy niż 1 mm

• Pakiet bezołowiowy (LLP): Pakiet z rozkładem pinów metrycznych (podziałka 0,5 mm).

Urządzenia niepakowane

Chociaż montaż powierzchniowy, urządzenia te wymagają specjalnego procesu montażu.

• Chip-on-board (COB), nagi chip krzemowy , który jest zwykle układem scalonym, jest dostarczany bez opakowania (zwykle ołowiowej ramki z epoksydem ) i jest dołączany, często za pomocą żywicy epoksydowej, bezpośrednio do płytki drukowanej. Chip jest następnie łączony drutem i chroniony przed uszkodzeniami mechanicznymi i zanieczyszczeniami przez epoksydowy „glob-top” .

• Chip-on-flex (COF), odmiana COB, w której chip jest montowany bezpośrednio w obwodzie elastycznym .

• Chip-on-glass (COG); odmiana COB, w której chip, zwykle kontroler ciekłokrystaliczny (LCD), jest zamontowany bezpośrednio na szkle :.

Często występują subtelne różnice w szczegółach opakowania od producenta do producenta, i chociaż używane są standardowe oznaczenia, projektanci muszą potwierdzać wymiary podczas układania płytek drukowanych.

Identyfikacja

Rezystory

Do 5% precyzji SMD rezystory zwykle są oznaczone ich wartościami rezystancji za pomocą trzech cyfr: dwóch znaczących cyfr i cyfry mnożnika. Są to często białe litery na czarnym tle, ale można użyć innych kolorowych teł i napisów.

Czarna lub kolorowa powłoka jest zwykle tylko na jednej stronie urządzenia, a boki i inne powierzchnie są po prostu niepowlekanym, zazwyczaj białym podłożem ceramicznym. Powlekana powierzchnia, z elementem oporowym pod spodem, jest zwykle umieszczona do góry, gdy urządzenie jest przylutowane do płyty, chociaż można je zobaczyć w rzadkich przypadkach, zamontowanych z niepowleczonym spodem do góry, przy czym kod wartości oporu nie jest widoczny.

Dla 1% precyzyjnych rezystorów SMD kod jest używany, ponieważ trzy cyfry w przeciwnym razie nie przekazywałyby wystarczającej ilości informacji. Kod ten składa się z dwóch cyfr i litery: cyfry oznaczają pozycję wartości w sekwencji E96, podczas gdy litera wskazuje mnożnik. [65]

Typowe przykłady kodów odporności

• 102 = 10 00 = 1000 Ω = 1 kΩ

• 0R2 = 0,2 Ω

• 684 = 68 0000 = 680 000 Ω = 680 kΩ

• 499X = 499 × 0,1 = 49,9 Ω

Istnieje narzędzie online do tłumaczenia kodów na wartości oporu. Rezystory są wykonane w kilku typach; powszechne typy wykorzystują podłoże ceramiczne. Wartości rezystancji są dostępne w kilku tolerancjach zdefiniowanych w tabeli wartości dekady EIA :

• E3, tolerancja 50% (nieużywana)

• E6, tolerancja 20% (obecnie rzadko używana)

• E12, tolerancja 10%

• E24, tolerancja 5%

• E48, tolerancja 2%

• E96, tolerancja 1%

• E192, 0,5, 0,25, 0,1% i dokładniejsze tolerancje

Kondensatory

Kondensatory nieelektrolityczne są zwykle nieoznaczone, a jedyną niezawodną metodą określenia ich wartości jest usunięcie z obwodu, a następnie pomiar za pomocą miernika pojemności lub mostka impedancyjnego. The materials used to fabricate the capacitors, such as nickel tantalate, possess different colours and these can give an approximate idea of the capacitance of the component.[ citation needed ]

• Light grey body colour indicates a capacitance which is generally less than 100 pF.

• Medium grey colour indicates a capacitance anywhere from 10 pF to 10 nF.

• Light brown colour indicates a capacitance in a range from 1 nF to 100 nF.

• Medium brown colour indicates a capacitance in a range from 10 nF to 1 μF.

• Dark brown colour indicates a capacitance from 100 nF to 10 μF.

• Dark grey colour indicates a capacitance in the μF range, generally 0.5 to 50 μF, or the device may be an inductor and the dark grey is the color of the ferrite bead. (An inductor will measure a low resistance to a multimeter on the resistance range whereas a capacitor, out of the circuit, will measure a near infinite resistance.)

Generally physical size is proportional to capacitance and (squared) voltage for the same dielectric. For example, a 100 nF 50 V capacitor may come in the same package as a 10 nF 150 V device.

SMD (non-electrolytic) capacitors, which are usually monolithic ceramic capacitors, exhibit the same body color on all four faces not covered by the end caps.

SMD electrolytic capacitors, usually tantalum capacitors, and film capacitors are marked like resistors, with two significant figures and a multiplier in units of picofarads or pF, (10−12 farad.)

Examples

• 104 = 100 nF = 100,000 pF

• 226 = 22 μF = 22,000,000 pF

The electrolytic capacitors are usually encapsulated in black or beige epoxy resin with flat metal connecting strips bent underneath. Some film or tantalum electrolytic types are unmarked and possess red, orange or blue body colors with complete end caps, not metal strips.

Cewki indukcyjne

Smaller inductance with moderately high current ratings are usually of the ferrite bead type. They are simply a metal conductor looped through a ferrite bead and almost the same as their through-hole versions but possess SMD end caps rather than leads. They appear dark grey and are magnetic, unlike capacitors with a similar dark grey appearance. These ferrite bead type are limited to small values in the nH (nano Henry) range and are often used as power supply rail decouplers or in high frequency parts of a circuit. Larger inductors and transformers may of course be through-hole mounted on the same board.

SMT inductors with larger inductance values often have turns of wire or flat strap around the body or embedded in clear epoxy, allowing the wire or strap to be seen. Sometimes a ferrite core is present also. These higher inductance types are often limited to small current ratings, although some of the flat strap types can handle a few amps.

As with capacitors, component values and identifiers for smaller inductors are not usually marked on the component itself; if not documented or printed on the PCB, measurement, usually removed from the circuit, is the only way of determining them. Larger inductors, especially wire-wound types in larger footprints, usually have the value printed on the top. For example, "330", which equates to a value of 33uH (micro Henry).

Discrete semiconductors

Discrete semiconductors, such as diodes and transistors are often marked with a two- or three-symbol code. The same code marked on different packages or on devices from different manufacturers can translate to different devices.

Many of these codes, used because the devices are too small to be marked with more traditional numbers used on larger packages, correlate to more familiar traditional part numbers when a correlation list is consulted.

GM4PMK in the United Kingdom has prepared a correlation list , and a similar .pdf list is also available, although these lists are not complete.

Integrated circuits

Generally, integrated circuit packages are large enough to be imprinted with the complete part number which includes the manufacturer's specific prefix, or a significant segment of the part number and the manufacturer's name or logo .

Examples of manufacturers' specific prefixes:

• Philips HEF4066 or Motorola MC14066. (a 4066 Quad Analog Switch.)

• Fujitsu Electric FA5502. (a 5502M Boost Architecture Power factor correction controller.)