Noticias de PCB - Selección de componentes de montaje de superficie en SMT

I. reseña

La selección y el diseño de los componentes de montaje de superficie son partes clave de todo el diseño del producto. El diseñador determina el rendimiento eléctrico y la función del componente en la etapa de estructura del sistema y diseño detallado del circuito. En la fase de diseño de smt, se debe diseñar de acuerdo con las condiciones específicas y generales del equipo y el proceso. Los requisitos de diseño determinan la forma y estructura de embalaje de los componentes de montaje de superficie. Los puntos de soldadura instalados en la superficie son tanto puntos de conexión mecánica como puntos de conexión eléctrica. Una selección razonable tendrá un impacto decisivo en la mejora de la densidad de diseño, la productividad, la testabilidad y la fiabilidad de los pcb.

Los componentes de montaje de superficie no son funcionalmente diferentes de los componentes de plug - in, la diferencia es el embalaje de los componentes. El encapsulamiento montado en la superficie debe ser capaz de soportar altas temperaturas de leche durante el proceso de soldadura y sus componentes y sustratos deben tener un coeficiente de expansión térmica compatible. Estos factores deben tenerse plenamente en cuenta en el diseño del producto.

Las principales ventajas de elegir el embalaje adecuado son: 1). Ahorrar eficazmente el área de pcb; 2). Proporcionar un mejor rendimiento eléctrico; 3). Proteger los componentes internos de la humedad y otros efectos ambientales; 4). Proporcionar una buena comunicación; 5). Ayuda a disipar el calor y facilita la transmisión y las pruebas.

2. selección de componentes de montaje de superficie

Los componentes de montaje de superficie se dividen en dos categorías: activos y pasivos. Según la forma de la aguja, se divide en forma de ala de gaviota y forma "j". A continuación se describen las opciones de los componentes en esta categoría.

1 dispositivo pasivo

Los dispositivos de fuente incluyen principalmente cerámica de una sola pieza, condensadores de tantalio y resistencias de película gruesa, en forma rectangular o cilíndrica. Los componentes pasivos cilíndricos se llaman "melf". Al volver a soldar, se enrollan fácilmente. Se necesita un diseño de almohadilla especial, que generalmente debe evitarse. Los componentes pasivos rectangulares se llaman componentes de chip "chip". Son pequeños, ligeros, antimicrobianos, resistentes al impacto y de baja pérdida parasitaria. Son ampliamente utilizados en varios productos electrónicos. Para obtener una buena soldabilidad, se debe elegir una barrera de níquel chapada.

Los condensadores de resistencia de montaje de superficie están encapsulados en varios tamaños. Al elegir, evite elegir un tamaño demasiado pequeño: @ 0,08 pulgadas x 0,05 pulgadas para reducir la dificultad de colocación y evite elegir un tamaño demasiado grande: > 0 pulgadas x 0,12 pulgadas para evitar el uso de un sustrato de vidrio Epóxido FR - 4 para producir un desajuste en el coeficiente de expansión térmica (cte) los componentes del chip deben soportar un tiempo de soldadura de 5 - 10s a 260 ° c.

(1) resistencia de chip

Las resistencias de chip se dividen en dos categorías: tipo de película gruesa y tipo de película delgada. La Potencia nominal es de 1 / 16, 1 / 8, 1 / 4 vatios, y la resistencia es de 1 Ohm a 1 megavatio. Hay varios tamaños y especificaciones. Se divide en 0805 (0,08 pulgadas x 0,05 pulgadas), 1206 (0,12 pulgadas x 0,06 pulgadas), 1210 (0,12 pulgadas x 0,10 pulgadas), etc. normalmente, las resistencias de 1 / 16, 1 / 8 y 1 / 4 vatios corresponden a 0805, 1206 y 1210. Al elegir, las dimensiones Exteriores de 1 / 8 vatios y 1206 deben ser las preferidas.

(2) Condensadores cerámicos

Los condensadores cerámicos tienen tres tipos diferentes de medios: COG o npo, x7r y z5u. Tienen diferentes rangos de condensadores. COG o npo se utilizan en circuitos con alta estabilidad en un amplio rango de temperatura, voltaje y frecuencia; Los condensadores dieléctrico x7r y z5u tienen malas características de temperatura y voltaje y se utilizan principalmente para aplicaciones de derivación y desacoplamiento.

Debido al desajuste cte, los condensadores cerámicos se rompen fácilmente durante la soldadura de picos. Durante el proceso de soldadura, el CTE de las juntas de electrodos y terminales es más alto y se calienta más rápido que la cerámica, lo que provoca grietas en el desajuste. La solución es calentar la placa de circuito antes de la soldadura de pico para reducir el impacto térmico. Los condensadores cerámicos z5u se rompen más fácilmente que los condensadores x7r, por lo que los condensadores x7r deben usarse en la medida de lo posible al elegir. Al igual que las resistencias de chip, se deben seleccionar 1.206 condensadores en función de sus dimensiones externas.

(3) red de Resistencia

La red de resistencia de montaje de superficie está encapsulada en "so", y los pines son alas Europeas. Los criterios de diseño del patrón de la almohadilla se pueden seleccionar de acuerdo con las necesidades del circuito.

En la actualidad, los estándares comunes de tamaño externo son los siguientes: carcasa ancha de 150 mil (so) tiene 8, 14 y 16 pines;

La carcasa ancha 220mil (somc) tiene 14 o 16 pines; La carcasa ancha 300mil (sol) tiene 14, 16, 20, 24, 28 pines.

(4) condensadores de tantalio

Los condensadores de tantalio instalados en la superficie tienen una alta eficiencia de volumen y alta fiabilidad. En la actualidad, el componente carece de estandarización y suele estar marcado con letras.

La razón principal para seleccionar condensadores de tantalio es prestar atención a la estructura de los terminales en ambos extremos. Tiene dos formas estructurales principales: una es de película no presionada, con contactos de película soldados en un extremo; El otro es el tipo de película plástica, con contactos de pin rodando hacia abajo. Debido a la fluidez del chip, se producirá un problema de imprecisión del chip al agarrar condensadores sin película de presión, y las conexiones de terminales metálicas de este tipo de condensadores harán que el punto de soldadura sea frágil, y los condensadores de tantalio de película plástica deben usarse en la medida de lo posible al seleccionar.

2. dispositivos activos

Hay dos tipos de soportes de chips de montaje de superficie: cerámica y plástico.

Las ventajas del paquete de chips cerámicos son: 1) buena estanqueidad del aire y buena protección de la estructura interna 2) ruta de señal corta, parámetros parasitarios, ruido y características de retraso mejoradas significativamente 3) reducción del consumo de energía. La desventaja es que el desajuste Cte entre el encapsulamiento y el sustrato puede provocar que la soldadura se rompa durante el proceso de soldadura, ya que la falta de alambre absorbe el estrés generado durante la fusión de la pasta de soldadura. En la actualidad, el portador de obleas cerámicas de uso común es el portador de obleas convencionales de cerámica sin plomo lccc.

En la actualidad, los envases de plástico son ampliamente utilizados en la producción de productos militares y civiles, y tienen una buena relación calidad - precio. Su forma de encapsulamiento se divide en: Transistor de forma pequeña sot; Circuitos integrados pequeños soic; Soporte de chip de alambre de encapsulamiento de plástico plcc; Embalaje J de perfil pequeño; Embalaje plano de plástico pqfps.

Para reducir eficazmente el área de pcb, cuando la función y el rendimiento del dispositivo son los mismos, se prefieren soic con menos de 20 pines, plcc con menos de 20 - 84 Pines y pqfps con más de 84 pines.

2.2.1 soporte de chips cerámicos sin plomo lccc

Hay dos tipos de distancias centrales de los electrodos: 1,0 mm y 1,27 mm. los rectángulos tienen 18, 22, 28, 32 electrodos; El cuadrado tiene 16, 20, 24, 28, 44, 56, 68, 84, 100, 124, 156 electrodos. Debido a que la mayoría de los sustratos utilizados actualmente son FR - 4, el desajuste Cte es más grave y debe evitarse en la medida de lo posible.

2.2.2 después de todo, los cristales de pequeño perfil son Sot

Las formas de encapsulamiento comunes son sot23 de tres pines, sot89 y sot143 de cuatro pines, generalmente para diodos y tripolares.

Sot23 es un encapsulamiento común de tres pines. El tamaño del chip grande que se puede acomodar es de 0030 pulgadas x 0030 pulgadas. Se divide en tres posiciones: baja, media y alta en función de la altura de la sección. Para obtener mejores resultados de limpieza, generalmente se prefieren envases de alto nivel.

El sot89 se utiliza habitualmente en dispositivos con mayor potencia y puede acomodar chips de gran tamaño de 0060 pulgadas x 0060 pulgadas.

Sot143 se utiliza habitualmente en el caso de los Transistor de radiofrecuencia (fr) y puede acomodar chips grandes de 0025 pulgadas por 0025 pulgadas.

2.2.3 circuitos integrados pequeños soic

Está empaquetado en forma de ala Europea. Para dispositivos que no superen los 20 pines, este tipo de encapsulamiento puede ahorrar más cobertura.

El paquete soic tiene principalmente dos anchos de carcasa diferentes: 150 mil y 300mil, y tiene principalmente 8, 14, 16, 20, 24, 28 pines.

Al seleccionar, se debe prestar atención a la coplanaridad del pin hasta 0004 pulgadas.

2.2.4 pqfps en envases planos de plástico

Está empaquetado en forma de ala Europea. Se utiliza principalmente en circuitos integrados especiales asic. La distancia central del pin se divide en 1,0 mm, 0,8 mm, 0,65 mm, 0,5 mm, 0,3 mm, y el número de PIN es de 84 - 304.

Cuanto menor sea la distancia entre los centros de venta, mayor será el número de ventas, más fácil será que las ventas se dañen y la coplanaridad no se mantendrá fácilmente dentro de 0004 pulgadas. Al seleccionar, se debe tratar de utilizar un paquete de almohadilla de esquina (hay cuatro almohadillas que miden aproximadamente 2 mil más que el pin) para proteger el pin durante la instalación, retrabajo y Prueba.

2.2.5 soporte de chip de plomo encapsulado en plástico plcc y encapsulamiento de pequeño perfil j

Todos están empaquetados en forma de J. Tiene plasticidad, puede absorber el estrés de los puntos de soldadura, evitar el agrietamiento de los puntos de soldadura y formar buenos puntos de soldadura.

El uso de plcc cuando el número de pines es superior a 40 ocupa una pequeña cobertura, no es fácil de deformar y tiene una buena coplanaridad.

Los controladores lógicos programables se dividen en rectángulos y cuadrados en función de su forma. El número de cables rectangulares es de 18, 22, 28 y 32; El número de cables cuadrados es de 16, 20, 24, 28, 44, 52, 68, 84, 100, 124 y 156.

El encapsulamiento J de perfil pequeño es una forma mixta de soic y plcc, que combina las ventajas de la alta resistencia del cable, la buena coplanaridad y la alta tasa de retención de la línea espacial soic de plcc. Se utiliza principalmente en DRAM de alta densidad (1 y 4 mb).

3. análisis y comparación de los pines de los dispositivos de encapsulamiento de alas europeas y j

La forma del pin determina los puntos de soldadura formados, lo que tiene un impacto importante en la fiabilidad y productividad del producto. Las dos formas principales utilizadas en la actualidad son: la forma de ala Europea y la forma j, que forman puntos de soldadura.