PCB-Neuigkeiten - Auswahl der Oberflächenmontage-Komponenten in SMT

I. Überblick

Die Auswahl und Auslegung von Aufbauteilen ist ein wesentlicher Bestandteil des gesamten Produktdesigns. Der Konstrukteur bestimmt die elektrische Leistung und Funktion der Komponenten in der Systemstruktur und detaillierten Schaltungsdesignphase. In der smt Design Bühne, Es sollte auf den spezifischen Bedingungen und der Gesamtsituation der Ausrüstung und des Verfahrens basieren. Die Konstruktionsanforderungen bestimmen die Verpackungsform und -struktur von Oberflächenbauteilen. Aufputzlötstellen sind sowohl mechanische als auch elektrische Anschlusspunkte. Eine vernünftige Wahl wird entscheidende Auswirkungen auf die Verbesserung der PCB-Design Dichte, Produktivität, Prüfbarkeit und Zuverlässigkeit.

Oberflächenmontage-Komponenten unterscheiden sich in ihrer Funktion nicht von Steckkomponenten, und der Unterschied liegt in der Verpackung der Komponenten. Aufputzpakete müssen hohen Milchtemperaturen beim Löten standhalten und ihre Komponenten und Substrate müssen entsprechende Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Diese Faktoren müssen im Produktdesign vollständig berücksichtigt werden.

The main advantages of choosing a suitable package are: 1). Effektiv sparen PCB Fläche; 2). Provide better electrical performance; 3). Protect the internal components from humidity and other environmental influences; 4). Provide good communication links; 5). Helfen Sie der Wärmeableitung und bieten Sie Komfort für Übertragung und Prüfung.

2. Auswahl der Anbauteile

Die Komponenten für die Oberflächenmontage sind in zwei Kategorien unterteilt: aktiv und passiv. Entsprechend der Form des Stifts wird es in Möwenflügeltyp und "J" Typ unterteilt. Im Folgenden wird die Auswahl der Komponenten in dieser Kategorie beschrieben.

1 Passive Vorrichtung

Die Quellgeräte umfassen hauptsächlich monolithische Keramik, Tantalkondensatoren und Dickschichtwiderstände, und die Form ist rechteckig oder zylindrisch. Zylindrische passive Komponenten werden "MELF" genannt. Sie neigen zum Rollen beim Reflow-Löten. Ein spezielles Pad-Design ist erforderlich und sollte generell vermieden werden. Rechteckige passive Komponenten werden als "CHIP" Chipkomponenten bezeichnet. Sie sind klein in der Größe, leicht im Gewicht, antimikrobielle Auswirkungen und Stoßfestigkeit und geringer parasitärer Verlust. Sie sind in verschiedenen elektronischen Produkten weit verbreitet. Um eine gute Lötbarkeit zu erreichen, muss die Galvanik der Nickelsperrschicht gewählt werden.

Oberflächenmontierte Widerstandskondensatoren sind in verschiedenen Abmessungen verpackt. Bei der Auswahl vermeiden Sie die Wahl einer zu kleinen Größe: <0,08 Zoll X 0,05 Zoll, um die Schwierigkeit der Platzierung zu verringern, und vermeiden Sie die Wahl einer zu großen Größe:> 0 Zoll X 0,12 Zoll, um die Verwendung von Epoxidglassubstrat FR-4 Chipkomponenten, die einen Koeffizienten der thermischen Ausdehnung (CTE) Fehlübereinstimmung erzeugen, müssen einer Lötzeit von 5-10S bei einer Temperatur von 260°C standhalten.

(1) Chipwiderstand

Chipwiderstände werden in zwei Kategorien unterteilt: Dickfilmtyp und Dünnfilmtyp. Die Nennleistung beträgt 1/16, 1/8, 1/4 Watt, und der Widerstandswert ist von 1 ohm bis 1 megohm. Es gibt verschiedene Größen und Spezifikationen. Entsprechend der externen Größe wird es in 0805 (0.08 Zoll X 0.05 Zoll), 1206 (0.12 Zoll X 0.06 Zoll), 1210 (0.12 Zoll X 0.10 Zoll), etc. Im Allgemeinen entsprechen 1/16, 1/8 und 1/4 Watt Widerstände 0805, 1206 und 1210. Bei der Auswahl sollten 1/8 Watt und 1206 Außenmaße die erste Wahl sein.

(2) Keramikkondensator

Keramikkondensatoren haben drei verschiedene dielektrische Typen: COG oder NPO, X7R und Z5U. Ihre Kapazitätsbereiche sind unterschiedlich. COG oder NPO wird für Schaltungen mit hoher Stabilität in einem breiten Bereich von Temperatur, Spannung und Frequenz verwendet; X7R und Z5U dielektrische Kondensatoren haben schlechte Temperatur- und Spannungseigenschaften und werden hauptsächlich in Bypass- und Entkopplungsanwendungen verwendet.

Keramikkondensatoren sind anfällig für Risse während des Wellenlötens aufgrund von CTE-Fehlanpassungen. Während des Schweißens ist der CTE der Elektrode und der Anschlussverbindung hoch, und die Erwärmung ist schneller als die der Keramik, was dazu führt, dass die Fehlanpassung Risse erzeugt. Die Lösung besteht darin, die Leiterplatte vor dem Wellenlöten vorzuheizen, um Wärmeschock zu reduzieren. Z5U Keramikkondensatoren sind leichter zu knacken als X7R Kondensatoren, so dass X7R Kondensatoren so viel wie möglich bei der Auswahl verwendet werden sollten. Wie Chipwiderstände sollten 1206 Kondensatoren für ihre Außenabmessungen ausgewählt werden.

(3) Widerstandsnetz

Das oberflächenmontierte Widerstandsnetzwerk nimmt "SO" Paket an, und die Stifte sind Euro-Flügelform. Der Designstandard des Pad-Musters kann entsprechend den Bedürfnissen der Schaltung ausgewählt werden.

Die aktuellen gemeinsamen Außenmaßstandards sind wie folgt: 150MIL breite Schale (SO) hat 8, 14, 16 Stifte;

220MIL breite Schale (SOMC) hat 14, 16 Stifte; 300MIL Wide Shell (SOL) hat 14, 16, 20, 24, 28 Pins.

(4) Tantalkondensator

Tantalkondensatoren für die Oberflächenmontage zeichnen sich durch einen extrem hohen volumetrischen Wirkungsgrad und eine hohe Zuverlässigkeit aus. Derzeit fehlt es dieser Komponente an Standardisierung und verwendet in der Regel alphabetische Zeichen.

Der Hauptgrund für die Wahl von Tantalkondensatoren ist, auf die Struktur der Anschlüsse an beiden Enden zu achten. Es hat zwei Hauptstrukturen: eine ist nicht-drückende Filmart, ein Ende wird mit kurzen Filmkontakten geschweißt; Die andere ist Kunststofffolienart, Stiftkontakte werden heruntergerollt. Aufgrund der Beweglichkeit des Patches tritt beim Greifen von nicht drückenden Filmkondensatoren das Problem des ungenauen Patchens auf, und die Metallanschlüsse dieser Art von Kondensator machen die Lötstellen spröde, und Kunststofffilmtantalkondensatoren sollten bei der Auswahl so weit wie möglich verwendet werden.

2, aktives Gerät

Es gibt zwei Arten von oberflächenmontierten Chipträgern: Keramik und Kunststoffe.

Die Vorteile der keramischen Chipverpackung sind: 1) Gute Luftdichtigkeit und guter Schutz für die interne Struktur 2) Kurzer Signalweg, deutlich verbesserte parasitäre Parameter, Rauschen und Verzögerungseigenschaften 3) Verringerung des Stromverbrauchs. Der Nachteil ist, dass das bleifreie Material die beim Schmelzen der Lötpaste entstehende Spannung absorbiert, die CTE-Abweichung zwischen Gehäuse und Substrat dazu führen kann, dass Lötstellen beim Löten reißen. Derzeit ist der übliche keramische Waferträger der bleifreie herkömmliche keramische Waferträger LCCC.

Kunststoffverpackungen sind derzeit weit verbreitet in der Produktion von militärischen und zivilen Produkten und haben eine gute Kostenleistung. Seine Verpackungsformen sind unterteilt in: kleine Umrisstransistor SOT; SOIC für den integrierten Schaltkreis mit kleinem Umriss; Kunststoffverpackung bleifreier Chipträger PLCC; kleines Rahmenpaket J; Kunststoff flache Verpackung PQFP.

Um den Leiterplattenbereich effektiv zu reduzieren, werden SOIC mit einer Pin-Anzahl von weniger als 20, SPCC mit einer Pin-Anzahl zwischen 20-84 und ein PQFP mit einer Pin-Anzahl größer als 84 bevorzugt, wenn die Gerätefunktionen und -leistung gleich sind.

2.2.1 Bleiloser keramischer Chipträger LCCC

Es gibt zwei Arten von Elektrodenmittenabstand: 1.0mm und 1.27mm. Das Rechteck hat 18, 22, 28, 32 Elektroden; Das Quadrat hat 16, 20, 24, 28, 44, 56, 68, 84, 100, 124, 156 Elektroden. Da die meisten der derzeit verwendeten Substrate FR-4 sind, ist die CTE-Abweichung gravierender und sollte so weit wie möglich vermieden werden.

2.2.2 Kleiner Umrisskristall ist SOT schließlich

Die allgemein verwendeten Verpackungsformen sind dreipolige SOT23, SOT89 und vierpolige SOT143, die im Allgemeinen für Dioden und Trioden verwendet werden.

SOT23 ist ein häufig verwendetes dreipoliges Paket. Die große Chipgröße, die untergebracht werden kann, beträgt 0.030 Zoll X 0.030 Zoll. Es ist in niedrige, mittlere und hohe Positionen entsprechend der Schnitthöhe unterteilt. Um eine bessere Reinigungswirkung zu erzielen, wird generell eine hochwertige Verpackung bevorzugt.

SOT89 wird im Allgemeinen für Geräte mit höherer Leistung verwendet, und die große Chipgröße, die untergebracht werden kann, beträgt 0.060 Zoll X 0.060 Zoll.

SOT143 wird normalerweise im Fall von Hochfrequenztransistoren (FR) verwendet, und die große Chipgröße, die untergebracht werden kann, beträgt 0,025 Zoll X 0,025 Zoll.

2.2.3 Kleiner Umriss integrierter Schaltkreis SOIC

Mit europäischem flügelförmigem Paket. Für Geräte mit nicht mehr als 20-Pins kann diese Art von Paket mehr Abdeckungsbereich sparen.

SOIC-Paket hat hauptsächlich zwei verschiedene Schalenbreiten: 150MIL und 300MIL, hauptsächlich mit 8, 14, 16, 20, 24, 28 Pin Nummern.

Bei der Auswahl sollte beachtet werden, dass die Koplanarität der Pins so groß ist wie 0.004 Zoll.

2.2.4 Kunststoff Flat Package PQFP

Mit europäischem flügelförmigem Paket. Hauptsächlich in ASIC anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen verwendet. Der Stiftmittenabstand wird in 1.0mm, 0.8mm, 0.65mm, 0.5mm, 0.3mm geteilt, und die Anzahl der Stifte ist 84-304.

Je kleiner der Stiftmittelabstand und je mehr Stifte, desto leichter werden die Stifte beschädigt, und die Koplanarität wird nicht leicht innerhalb von 0,004 Zoll aufrechterhalten werden. Bei der Auswahl sollten Sie versuchen, das Eckkissen-Pad-Paket zu verwenden (es gibt vier Pads etwa 2MIL länger als die Pins), um die Pins während der Installation, Nacharbeit und Prüfung zu schützen.

2.2.5 Plastikpaket bleifreier Chipträger PLCC und kleines Umriss J Paket

sind alle in J-förmiger Verpackung. Mit Plastizität kann es die Spannung der Lötstellen absorbieren, um Risse der Lötstellen zu vermeiden und eine gute Lötstelle zu bilden.

PLCC wird verwendet, wenn die Anzahl der Stifte größer als 40 ist, die einen kleinen Abdeckungsbereich einnimmt, nicht leicht zu verformen ist und eine gute Koplanarität aufweist.

PLCC ist entsprechend seiner Form in rechteckig und quadratisch unterteilt. Die Anzahl der rechteckigen Leitungen beträgt 18, 22, 28 und 32; Die Anzahl der quadratischen Leitungen beträgt 16, 20, 24, 28, 44, 52, 68, 84, 100, 124 und 156.

J-Paket mit kleinem Umriss ist eine Hybridform von SOIC und PLCC, die die Vorteile der hohen Bleifestigkeit von PLCC, der guten Koplanarität und der hohen SOIC-Raumdrahtrückhalterate kombiniert. Hauptsächlich verwendet für High-Density DRAM (1 und 4MB).

Drei, Euro-Flügel-Paket und J-förmige Paket Device Pin Analyse und Vergleich

Die Form des Stifts bestimmt die gebildeten Lötstellen, was einen wichtigen Einfluss auf die Zuverlässigkeit und Produktivität des Produkts hat. Die beiden derzeit verwendeten Hauptformen sind: Euro-Flügel-Form und J-Form, die die Lötstellen bilden.