Berita PCB - Pemilihan komponen lekap permukaan dalam SMT

I. Paparan ringkasan

Pemilihan dan desain komponen yang diletak permukaan adalah bahagian utama desain produk keseluruhan. Para desainer menentukan prestasi elektrik dan fungsi komponen dalam struktur sistem dan tahap desain sirkuit terperinci. Dalam tahap desain smt, ia sepatutnya berdasarkan keadaan khusus dan keadaan keseluruhan peralatan dan proses. Keperlukan desain menentukan bentuk pakej dan struktur komponen lekap permukaan. Serangan solder terpasang-permukaan adalah kedua-dua titik sambungan mekanik dan titik sambungan elektrik. Pilihan yang masuk akal akan mempunyai kesan yang menentukan untuk meningkatkan ketepatan rancangan PCB, produktifiti, keterangan dan kepercayaan.

Komponen lekap permukaan tidak berbeza dalam fungsi dari komponen pemalam, dan perbezaan berada dalam pakej komponen. Pakej terpasang-permukaan mesti bertahan suhu susu yang tinggi semasa soldering, dan komponen dan substrat mereka mesti mempunyai koeficien pengembangan panas yang sepadan. Faktor ini mesti dipertimbangkan sepenuhnya dalam desain produk.

Keuntungan utama memilih pakej yang sesuai adalah: 1). Simpan kawasan PCB secara efektif; 2). Memberikan prestasi elektrik yang lebih baik; 3). Lindungi komponen dalaman daripada kelembapan dan pengaruh persekitaran lain; 4). Menyediakan pautan komunikasi yang baik; 5). Bantu penyebaran panas dan menyediakan kesehatan untuk penghantaran dan ujian.

2. Pemilihan komponen lekap permukaan

Komponen lekap permukaan dibahagi ke dua kategori: aktif dan pasif. Menurut bentuk pin, ia dibahagi kepada jenis sayap gull dan jenis "J". Berikut menggambarkan pemilihan komponen dalam kategori ini.

1 peranti pasif

Peranti sumber terutamanya mengandungi keramik monolitik, kondensator tantalum dan resistor filem tebal, dan bentuknya segiempat atau silindrik. Komponen pasif silindrik dipanggil "MELF". Mereka cenderung untuk berguling apabila pasukan kembali. Design pad istimewa diperlukan dan secara umum patut dihindari. Komponen pasif segiempat dipanggil komponen cip "CHIP". Mereka kecil dalam saiz, berat badan ringan, kesan antimikrobi dan tahan kejutan, dan kehilangan parasit rendah. Mereka digunakan secara luas dalam pelbagai produk elektronik. Untuk mendapatkan keterbatasan tentera yang baik, elektroplating lapisan halangan nikel mesti dipilih.

Kapansor penentang lekapan permukaan dikompleksi dalam berbagai dimensi. Apabila memilih, mengelakkan memilih saiz terlalu kecil: <0.08 inci X 0.05 inci untuk mengurangi kesukaran penempatan, dan mengelakkan memilih saiz terlalu besar:> 0 inci X 0.12 inci untuk mengelakkan menggunakan komponen substrat kaca epoksi FR-4 Chip yang menghasilkan persamaan pengembangan panas (CTE) diperlukan untuk menahan masa penyelamatan 5-10S pada suhu 260°C.

(1) Chip resistor

Penegang Chip dibahagi ke dua kategori: jenis filem tebal dan jenis filem tipis. Kuasa nominal adalah 1/16, 1/8, 1/4 watt, dan nilai lawan adalah dari 1 ohm kepada 1 megohm. Terdapat pelbagai saiz dan spesifikasi. Menurut saiz luar, ia dibahagi kepada 0805 (0.08 inci X 0.05 inci), 1206 (0.12 inci X 0.06 inci), 1210 (0.12 inci X 0.10 inci), dll. Secara umum, 1/16, 1/8, dan 1/4 watt resisten sepadan dengan 0805, 1206, dan 1210. Apabila memilih, 1/8 watt dan 1206 dimensi luaran patut menjadi pilihan pertama.

(2) Kondensator keramik

Kondensator keramik mempunyai tiga jenis dielektrik yang berbeza: COG atau NPO, X7R dan Z5U. Rangkaian kapasitas mereka berbeza. COG atau NPO digunakan untuk sirkuit dengan stabiliti tinggi dalam julat luas suhu, tekanan dan frekuensi; Kondensator dielektrik X7R dan Z5U mempunyai suhu dan ciri-ciri tekanan yang buruk dan terutamanya digunakan dalam aplikasi bypass dan pemisahan.

Kondensator keramik cenderung untuk retak semasa soldering gelombang disebabkan ketidakpadanan CTE. Semasa penywelan, CTE elektroda dan kongsi terminal adalah tinggi, dan pemanasan lebih cepat daripada yang keramik, yang menyebabkan ketidakpadanan menghasilkan retak. Solusi adalah untuk memanaskan papan sirkuit sebelum soldering gelombang untuk mengurangi kejutan panas. Kondensator keramik Z5U lebih mudah untuk retak daripada kondensator X7R, jadi kondensator X7R sepatutnya digunakan sebanyak mungkin bila memilih. Seperti penahan cip, 1206 kondensator patut dipilih untuk dimensi luar mereka.

(3) Rangkaian perlawanan

Rangkaian penentang lekapan permukaan mengadopsi pakej "SO", dan pin adalah bentuk sayap-Euro. Piawai desain corak pad boleh dipilih mengikut keperluan sirkuit.

Standard dimensi luar biasa semasa adalah sebagai berikut: shell lebar 150MIL (SO) mempunyai 8, 14, 16 pin;

Shell lebar 220MIL (SOMC) mempunyai 14, 16 pin; Shell lebar 300MIL (SOL) mempunyai 14, 16, 20, 24, 28 pin.

(4) Kondensator Tantalum

Kondensator tantalum meletakkan permukaan mempunyai efisiensi volumetrik yang sangat tinggi dan kepercayaan yang tinggi. Pada masa ini, komponen ini kekurangan standardisasi dan biasanya menggunakan tanda alfabet.

Alasan utama untuk memilih kondensator tantalum adalah untuk memperhatikan struktur terminal di kedua-dua hujung. Ia mempunyai dua bentuk struktur utama: satu adalah jenis filem yang tidak menekan, satu hujung disewelded dengan kenalan filem pendek; yang lain ialah jenis filem plastik, kenalan pin digulung ke bawah. Kerana pergerakan patch, masalah penyelesaian yang tidak tepat berlaku bila menangkap kondensator filem yang tidak menekan, dan kongsi terminal logam jenis kondensator ini akan membuat kongsi solder lemah, dan kondensator tantalum filem plastik sepatutnya digunakan sebanyak mungkin bila memilih.

2, peranti aktif

Ada dua jenis pembawa cip melekap permukaan: keramik dan plastik.

Keuntungan pakej cip keramik ialah: 1) Keketatan udara yang baik dan perlindungan yang baik untuk struktur dalaman 2) Laluan isyarat pendek, parameter parasit yang meningkat, bunyi, dan karakteristik lambat 3) Kurangkan konsumsi kuasa. Kegagalan ialah kerana tanpa leadless menyerap tekanan yang dihasilkan apabila pasta askar mencair, ketidakpadanan CTE antara pakej dan substrat boleh menyebabkan kesatuan askar retak semasa askar. Pada masa ini, pembawa wafer keramik yang biasanya digunakan adalah pembawa wafer keramik konvensional LCCC tanpa leadless.

Pakaian plastik kini digunakan secara luas untuk menghasilkan produk tentera dan awam, dan mempunyai prestasi biaya yang baik. Bentuk pakejinya dibahagi menjadi: SOT transistor garis luar kecil; sirkuit integrasi garis luar kecil SOIC; pakej plastik pemacu cip PLCC; pakej garis luar J kecil; pakej plastik rata PQFP.

Untuk mengurangi kawasan PCB secara efektif, SOIC dengan kiraan pin kurang dari 20, PLCC dengan kiraan pin antara 20-84, dan PQFP dengan kiraan pin lebih besar dari 84 adalah lebih suka apabila fungsi peranti dan prestasi sama.

2.2.1 Pembawa cip keramik tanpa Lead LCCC

Terdapat dua jenis jarak tengah elektrod: 1.0mm dan 1.27mm. Segiempat mempunyai 18, 22, 28, 32 elektrod; persegi mempunyai 16, 20, 24, 28, 44, 56, 68, 84, 100, 124, 156 elektrod. Kerana kebanyakan substrat yang kini digunakan adalah FR-4, ketidakpadanan CTE lebih serius dan perlu dihindari sebanyak mungkin.

2.2.2 Kristal garis luar kecil adalah SOT selepas semua

Bentuk pakej yang biasanya digunakan adalah tiga pin SOT23, SOT89, dan empat pin SOT143, yang biasanya digunakan untuk dioda dan triod.

SOT23 adalah pakej tiga pin yang biasanya digunakan. Saiz cip besar yang boleh diakomodasi adalah 0.030 inci X 0.030 inci. Ia dibahagi kepada kedudukan rendah, tengah, dan tinggi mengikut tinggi seksyen. Untuk mendapatkan kesan pembersihan yang lebih baik, pakej tahap tinggi secara umum disukai.

SOT89 biasanya digunakan untuk peranti dengan kuasa yang lebih tinggi, dan saiz cip besar yang boleh diakomodasi adalah 0.060 inci X 0.060 inci.

SOT143 biasanya digunakan dalam kes transistor frekuensi radio (FR), dan saiz cip besar yang boleh diakomodasi adalah 0.025 inci X 0.025 inci.

2.2.3 Sirkuit integrasi garis luar kecil SOIC

Menggunakan pakej bentuk sayap Eropah. Untuk peranti yang tiada lebih dari 20 pin, jenis pakej ini boleh simpan lebih banyak kawasan penyamaran.

Pakej SOIC kebanyakan mempunyai dua lebar shell yang berbeza: 150MIL dan 300MIL, kebanyakan dengan 8, 14, 16, 20, 24, 28 pin nombor.

Apabila memilih, perlu dicatat bahawa koplanariti pins adalah sebanyak 0.004 inci.

2.2.4 PQFP Pakej Plastik Flat

Menggunakan pakej bentuk sayap Eropah. Kebanyakan digunakan dalam sirkuit integrasi khusus aplikasi ASIC. Jarak tengah pin dibahagi menjadi 1.0mm, 0.8mm, 0.65mm, 0.5mm, 0.3mm, dan bilangan pin adalah 84-304.

Semakin kecil jarak tengah pin dan semakin banyak pin, semakin mudah pins akan rosak, dan koplanariti tidak akan mudah dikekalkan dalam 0.004 inci. Apabila memilih, anda patut cuba menggunakan pakej pad bantal sudut (terdapat empat pads sekitar 2MIL lebih panjang daripada pins) untuk melindungi pins semasa pemasangan, kerja semula, dan ujian.

2.2.5 Pakej plastik pembawa cip PLCC dan pakej J garis luar kecil

semuanya dalam pakej bentuk J. Dengan plastik, ia boleh menyerap tekanan kongsi askar untuk menghindari retakan kongsi askar dan membentuk kongsi askar yang baik.

PLCC digunakan apabila bilangan pins lebih besar dari 40, yang menguasai kawasan penutup kecil, tidak mudah untuk dibuat, dan mempunyai persamaan yang baik.

PLCC dibahagi kepada segiempat segiempat dan kuasa dua mengikut bentuknya. Bilangan petunjuk segiempat adalah 18, 22, 28, dan 32; nombor pemimpin kuasa dua adalah 16, 20, 24, 28, 44, 52, 68, 84, 100, 124, dan 156.

Pakej J garis luar kecil adalah bentuk hibrid SOIC dan PLCC, yang menggabungkan keuntungan kekuatan lead tinggi PLCC, koplanariti yang baik dan kadar retensi wayar ruang SOIC tinggi. Kebanyakan digunakan untuk DRAM densiti tinggi (1 dan 4MB).

Analisis dan perbandingan pin peranti pakej berbentuk J, pakej Euro-wing

Bentuk pin menentukan kongsi solder terbentuk, yang mempunyai pengaruh penting pada kepercayaan dan produktifiti produk. Dua bentuk utama yang kini digunakan adalah: bentuk sayap Euro dan bentuk J, yang membentuk kongsi tentera.