Was ist SMT (Surface-Mount-Technologie)

Geschichte

Die Oberflächenmontage wurde ursprünglich als "planare Montage" bezeichnet. [1]

Die Oberflächenmontagetechnologie wurde in den 1960er Jahren entwickelt und Mitte der 1980er Jahre weit verbreitet. In den späten 1990er Jahren wurde die überwiegende Mehrheit der elektronischen High-Tech-Leiterplattenbaugruppen von oberflächenmontierbaren Geräten dominiert. Ein Großteil der Pionierarbeit in dieser Technologie wurde von IBM geleistet . Der Entwurfsansatz, den IBM 1960 erstmals in einem kleinen Computer demonstrierte, wurde später auf den Launch Vehicle Digital Computer angewendet, der in der Instrument Unit zum Führen aller Saturn IB- und Saturn V- Fahrzeuge verwendet wurde. [2] Die Komponenten wurden mechanisch überarbeitet, um kleine Metalllaschen oder Endkappen zu haben, die direkt auf die Oberfläche der Leiterplatte gelötet werden konnten. Die Bauteile wurden viel kleiner und die Anordnung von Bauteilen auf beiden Seiten einer Leiterplatte wurde bei der Oberflächenmontage weitaus häufiger als bei der Durchsteckmontage. Dies ermöglichte viel höhere Schaltungsdichten und kleinere Leiterplatten und im Gegenzug Maschinen oder Baugruppen, die die Leiterplatten enthielten.

Oft halten nur die Lötstellen die Teile an der Platine; In seltenen Fällen können Teile auf der Unterseite oder der "zweiten" Seite der Platine mit einem Punkt Klebstoff gesichert werden, um zu verhindern, dass Komponenten in Reflow-Öfen abfallen, wenn das Teil eine große Größe oder ein großes Gewicht hat Halten von SMT-Bauteilen auf der Unterseite einer Platine, wenn ein Wellenlötprozess verwendet wird, um sowohl SMT- als auch Durchgangslochbauteile gleichzeitig zu löten. Alternativ können SMT- und Durchgangslochbauteile auf derselben Seite einer Platine ohne Klebstoff verlötet werden, wenn die SMT-Teile zuerst aufschmelzgelötet werden. Anschließend wird eine selektive Lötmaske verwendet, um zu verhindern, dass das Lot, das diese Teile an Ort und Stelle hält, aufschmilzt Teile, die beim Wellenlöten wegschwimmen. Die Oberflächenmontage eignet sich gut für einen hohen Automatisierungsgrad, reduziert die Arbeitskosten und erhöht die Produktionsraten erheblich.

Umgekehrt eignet sich SMT nicht gut für die manuelle oder automatisierungsarme Fertigung, die wirtschaftlicher und schneller für einmaliges Prototyping und Kleinserienfertigung ist, und dies ist ein Grund, warum immer noch viele Durchgangsbohrungskomponenten hergestellt werden. Einige SMDs können mit einem temperaturgesteuerten manuellen Lötkolben gelötet werden, aber leider können solche, die sehr klein sind oder einen zu feinen Bleiabstand aufweisen, nicht ohne teure Heißluft-Lötmittel-Reflow-Ausrüstung manuell gelötet werden [ fragwürdig - diskutieren ]. SMDs können ein Viertel bis ein Zehntel der Größe und des Gewichts und die Hälfte bis ein Viertel der Kosten für äquivalente Durchgangsbohrungsteile betragen, andererseits aber auch die Kosten für ein bestimmtes SMT-Teil und ein äquivalentes Durchgangsbohrungsteil -Lochteil kann ziemlich ähnlich sein, obwohl das SMT-Teil selten teurer ist.

Allgemeine Abkürzungen

Unterschiedliche Begriffe beschreiben die Komponenten, Techniken und Maschinen, die bei der Herstellung verwendet werden. Diese Begriffe sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Montagetechniken

Montagelinie mit Bestückungsanlage für SMT

Wenn Bauelemente platziert werden sollen, weist die Leiterplatte normalerweise flache, normalerweise bleifreie, silber- oder vergoldete Kupferpads ohne Löcher auf, die als Lötpads bezeichnet werden. Lotpaste , eine klebrige Mischung aus Flussmittel und winzigen Lotpartikeln, wird zunächst im Siebdruckverfahren mit einer Edelstahl- oder Nickelschablone auf alle Lötpads aufgetragen . Es kann auch durch einen Strahldruckmechanismus ähnlich einem Tintenstrahldrucker aufgebracht werden . Nach dem Einkleben gelangen die Bretter zu den Bestückungsautomaten , wo sie auf ein Förderband gelegt werden. Die Komponenten, die auf die Platten gelegt werden sollen, werden normalerweise entweder in Papier- / Kunststoffbändern, die auf Rollen gewickelt sind, oder in Kunststofftuben an die Produktionslinie geliefert. Einige große integrierte Schaltkreise werden in statikfreien Behältern geliefert. Numerisch gesteuerte Bestückungsautomaten entnehmen die Teile aus den Bändern, Rohren oder Trays und platzieren sie auf der Leiterplatte. [3]

Die Platinen werden dann in den Reflow-Lötofen befördert . Sie treten zuerst in eine Vorheizzone ein, in der die Temperatur der Platte und aller Komponenten allmählich und gleichmäßig erhöht wird. Die Leiterplatten treten dann in eine Zone ein, in der die Temperatur hoch genug ist, um die Lötpartikel in der Lötpaste zu schmelzen, wobei die Verbindung der Komponenten mit den Kontaktstellen auf der Leiterplatte erfolgt. Die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lots hilft, die Komponenten an Ort und Stelle zu halten, und wenn die Lötpadgeometrien richtig ausgelegt sind, richtet die Oberflächenspannung die Komponenten auf ihren Pads automatisch aus.

Es gibt eine Reihe von Techniken zum Aufschmelzen von Lot. Eine besteht darin, Infrarotlampen zu verwenden ; Dies wird als Infrarot-Reflow bezeichnet. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung einer Heißgaskonvektion . Eine andere Technologie, die wieder populär wird, sind spezielle Fluorkohlenstoffflüssigkeiten mit hohen Siedepunkten, die ein Verfahren verwenden, das als Aufschmelzen in der Dampfphase bezeichnet wird. Aufgrund von Umweltbedenken geriet diese Methode in Ungnade, bis ein bleifreies Gesetz eingeführt wurde, das strengere Kontrollen beim Löten erfordert. Ende 2008 war das Konvektionslöten die beliebteste Reflow-Technologie, bei der entweder Standardluft oder Stickstoffgas verwendet wurde. Jede Methode hat ihre Vor- und Nachteile. Bei Infrarot-Reflow muss der Board-Designer das Board so auslegen, dass kurze Komponenten nicht in den Schatten großer Komponenten fallen. Die Position der Komponenten ist weniger eingeschränkt, wenn der Konstrukteur weiß, dass in der Produktion Dampfphasen-Reflow- oder Konvektionslöten verwendet wird. Nach dem Reflow-Löten können bestimmte unregelmäßige oder wärmeempfindliche Komponenten von Hand oder in einer großtechnischen Automatisierung mit einem fokussierten Infrarotstrahl (FIB) oder einer lokalisierten Konvektionsausrüstung installiert und gelötet werden.

Wenn die Leiterplatte doppelseitig ist, kann dieser Druck-, Bestückungs- und Reflow-Vorgang wiederholt werden, indem entweder Lötpaste oder Klebstoff verwendet wird, um die Komponenten an Ort und Stelle zu halten. Wenn ein Wellenlötprozess verwendet wird, müssen die Teile vor der Verarbeitung auf die Platine geklebt werden, um zu verhindern, dass sie abfließen, wenn die Lotpaste, die sie an Ort und Stelle hält, geschmolzen wird.

Nach dem Löten können die Platinen gewaschen werden, um Flussmittelreste und jegliche Lotkugeln zu entfernen, die eng beieinander liegende Zuleitungen kurzschließen könnten. Kolophoniumflussmittel werden mit Fluorkohlenwasserstofflösungsmitteln mit hohem Flammpunkt entfernt   Kohlenwasserstofflösungsmittel oder Lösungsmittel mit niedrigem Entspannungsgrad, z. B. Limonen (aus Orangenschalen), die zusätzliche Spül- oder Trocknungszyklen erfordern. Wasserlösliche Flussmittel werden mit entionisiertem Wasser und Reinigungsmittel entfernt, gefolgt von einem Luftstoß, um restliches Wasser schnell zu entfernen. Die meisten elektronischen Baugruppen werden jedoch mit einem "No-Clean" -Verfahren hergestellt, bei dem die Flussmittelrückstände so ausgelegt sind, dass sie auf der Leiterplatte verbleiben, da sie als harmlos gelten. Dies spart Reinigungskosten, beschleunigt den Herstellungsprozess und reduziert Abfall. Es wird jedoch allgemein empfohlen, die Baugruppe zu waschen, auch wenn ein "No-Clean" -Verfahren verwendet wird, wenn die Anwendung sehr hochfrequente Taktsignale (über 1 GHz) verwendet. Ein weiterer Grund für die Entfernung nicht sauberer Rückstände ist die Verbesserung der Haftung von Schutzbeschichtungen und Unterfüllungsmaterialien. [4] Unabhängig davon, ob Leiterplatten gereinigt werden oder nicht, empfiehlt der aktuelle Branchentrend, einen Leiterplattenbestückungsprozess, bei dem "No-Clean" angewendet wird, sorgfältig zu prüfen, da unter Bauteilen und HF-Abschirmungen eingeschlossene Flussmittelrückstände insbesondere den Oberflächenisolationswiderstand (SIR) beeinträchtigen können auf Platten mit hoher Bauteildichte. [5]

Bestimmte Fertigungsstandards, wie die der IPC - Association Connecting Electronics Industries, erfordern eine Reinigung, unabhängig vom verwendeten Flussmitteltyp, um eine gründlich saubere Platine zu gewährleisten. Durch eine ordnungsgemäße Reinigung werden alle Spuren von Lotflussmittel sowie Schmutz und andere Verunreinigungen entfernt, die für das bloße Auge unsichtbar sind. No-Clean oder andere Lötprozesse können "weiße Rückstände" hinterlassen, die laut IPC akzeptabel sind, "sofern diese Rückstände als harmlos eingestuft und dokumentiert wurden". [6] Obwohl von Geschäften, die dem IPC-Standard entsprechen, erwartet wird, dass sie die Vorschriften des Verbandes für den Bordzustand einhalten, wenden nicht alle Produktionsstätten den IPC-Standard an und sind auch nicht dazu verpflichtet. Zusätzlich sind in einigen Anwendungen, wie beispielsweise in der Elektronik der unteren Preisklasse, solche strengen Herstellungsverfahren sowohl in Bezug auf die Kosten als auch in Bezug auf den Zeitaufwand übermäßig.

Schließlich werden die Leiterplatten visuell auf fehlende oder falsch ausgerichtete Komponenten und Lötbrücken überprüft. Bei Bedarf werden sie zu einer Nacharbeitsstation geschickt, wo ein menschlicher Bediener etwaige Fehler repariert. Sie werden dann normalerweise an die Prüfstationen gesendet ( In-Circuit-Prüfung und / oder Funktionsprüfung), um zu überprüfen, ob sie ordnungsgemäß funktionieren. AOI-Systeme ( Automated Optical Inspection ) werden üblicherweise in der Leiterplattenherstellung eingesetzt. Diese Technologie hat sich als hocheffizient für Prozessverbesserungen und Qualitätserfolge erwiesen. [7]

Vorteile

Die Hauptvorteile von SMT gegenüber der älteren Durchgangstechnik sind:

• Kleinere Bauteile.

• Viel höhere Komponentendichte (Komponenten pro Flächeneinheit) und viel mehr Verbindungen pro Komponente.

• Bauelemente können auf beiden Seiten der Leiterplatte platziert werden.

• Höhere Anschlussdichte, da Löcher weder den Routing-Raum auf den inneren Schichten noch auf den rückseitigen Schichten blockieren, wenn die Komponenten nur auf einer Seite der Leiterplatte montiert sind.

• Kleine Fehler bei der Bauteilplatzierung werden automatisch korrigiert, wenn die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lots die Bauteile mit den Lötpads ausrichtet. (Andererseits können Durchgangsbohrungskomponenten nicht leicht fehlausgerichtet werden, da die Komponenten, sobald sich die Zuleitungen durch die Löcher befinden, vollständig ausgerichtet sind und sich nicht seitlich aus der Ausrichtung bewegen können.)

• Bessere mechanische Leistung unter Schock- und Vibrationsbedingungen (teils aufgrund geringerer Masse, teils aufgrund geringerer Auskragung)

• Geringerer Widerstand und Induktivität am Anschluss; folglich weniger unerwünschte HF-Signaleffekte und eine bessere und besser vorhersagbare Hochfrequenzleistung.

• Bessere EMV-Leistung (geringere Strahlungsemissionen) aufgrund der kleineren Strahlungsschleifenfläche (aufgrund des kleineren Gehäuses) und der geringeren Leitungsinduktivität. [8]

• Es müssen weniger Löcher gebohrt werden. (Das Bohren von Leiterplatten ist zeitaufwändig und teuer.)

• Senkung der anfänglichen Kosten und der Rüstzeiten für die Massenproduktion mithilfe automatisierter Geräte.

• Einfachere und schnellere automatisierte Montage. Einige Bestückungsautomaten können mehr als 136.000 Bauteile pro Stunde bestücken.

• Viele SMT-Teile kosten weniger als gleichwertige Durchgangsteile.

• Ein oberflächenmontiertes Gehäuse wird bevorzugt, wenn ein Gehäuse mit niedrigem Profil erforderlich ist oder der verfügbare Platz zum Montieren des Gehäuses begrenzt ist. Wenn elektronische Geräte komplexer werden und der verfügbare Platz verringert wird, steigt der Wunsch nach einem oberflächenmontierbaren Gehäuse. Gleichzeitig steigt mit zunehmender Gerätekomplexität die durch den Betrieb erzeugte Wärme. Wird die Wärme nicht abgeführt, steigt die Temperatur des Geräts und verkürzt die Lebensdauer. Es ist daher sehr wünschenswert, oberflächenmontierte Gehäuse mit hoher Wärmeleitfähigkeit zu entwickeln . [9]

Nachteile

• SMT eignet sich nicht für große Teile mit hoher Leistung oder hoher Spannung, z. B. in Leistungsschaltkreisen. Es ist üblich, SMT- und Durchgangslochkonstruktionen mit Transformatoren , wärmegesunkenen Leistungshalbleitern und physisch großen Kondensatoren zu kombinieren , Sicherungen, Anschlüsse usw. sind an einer Seite der Leiterplatte durch Bohrungen angebracht.

• SMT ist nicht als alleinige Befestigungsmethode für Komponenten geeignet, die häufig mechanischer Beanspruchung ausgesetzt sind, z. B. für Steckverbinder, die für die Verbindung mit externen Geräten verwendet werden, die häufig angebracht und entfernt werden.

• Die Lötverbindungen von SMDs können durch Vergussmassen beschädigt werden , die einen Temperaturwechsel durchlaufen.

• Die manuelle Montage von Prototypen oder die Reparatur von Bauteilen auf Komponentenebene ist schwieriger und erfordert geschickte Bediener und teurere Werkzeuge, da viele SMDs kleine Größen und Leiterabstände aufweisen. [10] Die Handhabung von kleinen SMT-Bauteilen kann schwierig sein und erfordert im Gegensatz zu fast allen Durchgangsbohrungsbauteilen eine Pinzette. Während Durchgangslochbauteile nach dem Einsetzen (unter Schwerkrafteinwirkung) an Ort und Stelle bleiben und vor dem Löten mechanisch gesichert werden können, indem zwei Zuleitungen auf der Lötseite der Platine herausgebogen werden, können SMDs durch Berühren eines Lötvorgangs leicht an ihren Platz gebracht werden Eisen. Ohne Fachkenntnisse ist es beim manuellen Löten oder Entlöten eines Bauteils leicht, versehentlich das Lot eines benachbarten SMT-Bauteils aufzufüllen und unbeabsichtigt zu verschieben, was mit Durchgangslochbauteilen fast unmöglich ist.

• Viele Arten von SMT-Komponentenpaketen können nicht in Sockeln installiert werden, was eine einfache Installation oder einen Austausch von Komponenten zur Änderung eines Stromkreises und einen einfachen Austausch ausgefallener Komponenten ermöglicht. (Praktisch alle Durchgangskomponenten können angeschlossen werden.)

• SMDs können nicht direkt mit steckbaren Steckplatinen verwendet werden (ein schnelles Snap-and-Play-Prototyping-Tool), für das entweder eine benutzerdefinierte Leiterplatte für jeden Prototyp oder die Montage der SMD auf einem Stiftleiter-Träger erforderlich ist. Für das Prototyping einer bestimmten SMD-Komponente kann ein kostengünstigeres Breakout-Board verwendet werden. Darüber hinaus können Protoboards im Stripboard- Stil verwendet werden, von denen einige Pads für SMD-Komponenten in Standardgröße enthalten. Für das Prototyping kann das Breadboarding " Dead Bug " verwendet werden. [11]

• Die Abmessungen der Lötstellen in SMT werden schnell kleiner, da Fortschritte in Richtung ultrafeine Pitch-Technologie erzielt werden. Die Zuverlässigkeit von Lötstellen wird immer wichtiger, da für jede Lötstelle immer weniger Lötmittel zulässig sind. Hohlräume sind ein Fehler, der häufig bei Lötstellen auftritt, insbesondere beim Aufschmelzen einer Lötpaste in der SMT-Anwendung. Das Vorhandensein von Hohlräumen kann die Festigkeit der Verbindung beeinträchtigen und schließlich zum Versagen der Verbindung führen. [12] [13]

• SMDs, die in der Regel kleiner sind als gleichwertige Durchgangsbohrungskomponenten, haben eine geringere Oberfläche für die Markierung. Markierte Teile-ID-Codes oder Komponentenwerte müssen kryptischer und kleiner sein. Oft muss die Vergrößerung gelesen werden, wohingegen eine größere Durchgangsbohrungskomponente vorhanden sein könnte gelesen und mit bloßem Auge identifiziert. Dies ist ein Nachteil für das Prototyping, die Reparatur oder die Nacharbeit und möglicherweise für den Produktionsaufbau.

Nacharbeit

Ausbau des Aufputzgerätes mit einer Lötpinzette

Defekte oberflächenmontierte Komponenten können mit Lötkolben (für einige Verbindungen) oder mit einem berührungslosen Nacharbeitssystem repariert werden. In den meisten Fällen ist ein Nacharbeitssystem die bessere Wahl, da SMD-Arbeiten mit einem Lötkolben viel Geschick erfordern und nicht immer durchführbar sind.

Das Nacharbeiten behebt normalerweise eine Art von Fehler, der entweder von Menschen oder Maschinen verursacht wurde, und umfasst die folgenden Schritte:

• Lötzinn schmelzen und Komponente (n) entfernen

• Lötrückstände entfernen

• Drucken Sie die Lötpaste direkt oder durch Abgabe auf die Leiterplatte

• Neue Komponente einsetzen und aufschmelzen.

Manchmal müssen Hunderte oder Tausende desselben Teils repariert werden. Solche Fehler werden, wenn sie durch die Montage verursacht werden, häufig während des Vorgangs abgefangen. Eine völlig neue Ebene der Nacharbeit ergibt sich jedoch, wenn ein Bauteilversagen zu spät entdeckt wird und möglicherweise unbemerkt bleibt, bis der Endbenutzer des herzustellenden Geräts dies erfährt. Nacharbeit kann auch verwendet werden, wenn Produkte von ausreichendem Wert eine Überarbeitung oder ein Re-Engineering erfordern, um möglicherweise eine einzelne Firmware-basierte Komponente zu ändern. Das Nacharbeiten in großen Mengen erfordert eine für diesen Zweck vorgesehene Operation.

Grundsätzlich gibt es zwei berührungslose Löt- / Entlötverfahren: Infrarotlöten und Löten mit heißem Gas [14] .

Infrarot

Beim Infrarotlöten wird die Energie zum Aufheizen der Lötstelle durch lang- oder kurzwellige elektromagnetische Infrarotstrahlung übertragen.

Vorteile:

• Einfache Einstellung

• Keine Druckluft erforderlich

• Für viele Bauteilformen und -größen sind keine unterschiedlichen Düsen erforderlich, was die Kosten senkt und einen Düsenwechsel erforderlich macht

• Schnelle Reaktion der Infrarotquelle (abhängig vom verwendeten System)

Nachteile:

• Zentrale Bereiche werden stärker beheizt als Randbereiche

• Die Temperaturregelung ist ungenauer und es können Spitzen auftreten

• In der Nähe befindliche Komponenten müssen vor Hitze geschützt werden, um Beschädigungen zu vermeiden. Dies erfordert zusätzliche Zeit für jede Platine

• Die Oberflächentemperatur hängt von der Albedo des Bauteils ab : Dunkle Oberflächen werden stärker erwärmt als hellere

• Die Temperatur hängt zusätzlich von der Oberflächenform ab. Konvektiver Energieverlust verringert die Temperatur des Bauteils

• Keine Reflow-Atmosphäre möglich

Heißes Gas

Beim Heißgaslöten wird die Energie zum Aufheizen der Lötstelle durch ein Heißgas übertragen. Dies kann Luft oder Inertgas ( Stickstoff ) sein.

Vorteile:

• Simulation der Reflow-Ofenatmosphäre

• Einige Systeme ermöglichen das Umschalten zwischen heißer Luft und Stickstoff

• Standard- und komponentenspezifische Düsen ermöglichen eine hohe Zuverlässigkeit und eine schnellere Verarbeitung

• Reproduzierbare Lötprofile zulassen

• Effizientes Heizen, große Wärmemengen können übertragen werden

• Gleichmäßige Erwärmung des betroffenen Plattenbereichs

• Die Temperatur der Komponente überschreitet niemals die eingestellte Gastemperatur

• Schnelle Abkühlung nach dem Aufschmelzen, was zu kleinkörnigen Lötstellen führt (abhängig vom verwendeten System)

Nachteile:

• Die Wärmekapazität des Wärmeerzeugers führt zu einer langsamen Reaktion, wodurch die Wärmeprofile verzerrt werden können (abhängig vom verwendeten System).

Pakete

Oberflächenmontierte Komponenten sind in der Regel kleiner als ihre Gegenstücke mit Anschlüssen und können eher von Maschinen als von Menschen gehandhabt werden. Die Elektronikindustrie hat standardisierte Gehäuseformen und -größen (führendes Normungsgremium ist JEDEC ). Diese schließen ein:

Die in der folgenden Tabelle angegebenen Codes geben normalerweise die Länge und Breite der Komponenten in Zehntel-Millimetern oder Hundertstel-Zoll an. Zum Beispiel ist eine metrische 2520-Komponente 2,5 mm mal 2,0 mm, was ungefähr 0,10 Zoll mal 0,08 Zoll entspricht (daher ist die imperiale Größe 1008). Ausnahmen für imperial treten bei den beiden kleinsten rechteckigen passiven Größen auf. Die metrischen Codes stellen weiterhin die Abmessungen in mm dar, obwohl die imperialen Größencodes nicht mehr ausgerichtet sind. Problematisch ist, dass einige Hersteller metrische 0201-Komponenten mit Abmessungen von 0,25 mm × 0,125 mm (0,0098 in × 0,0049 in) entwickeln, [15] aber der imperiale Name 01005 wird bereits für 0,4 mm × 0,2 mm (0,0157 in × 0,0079 in) verwendet ) Paket. Diese zunehmend kleinen Größen, insbesondere 0201 und 01005, können aus Sicht der Herstellbarkeit oder Zuverlässigkeit manchmal eine Herausforderung darstellen. [16]

Beispiel für Baugrößen, metrische und imperiale Codes und Vergleich enthalten

Zusammengesetztes Bild einer 11x44-LED-Matrix-Revers- Namensschildanzeige unter Verwendung von SMD-LEDs vom Typ 1608/0603. Oben: Etwas mehr als die Hälfte des 21 x 86 mm großen Displays. Mitte: Nahaufnahme der LEDs im Umgebungslicht. Unten: LEDs leuchten rot.

SMD-Kondensatoren (links) mit zwei Durchgangskondensatoren (rechts)

Pakete mit zwei Terminals

Rechteckige passive Bauteile

Meistens Widerstände und Kondensatoren .

Tantalkondensatoren [22] [23]

Aluminiumkondensatoren [24] [25] [26]

Small Outline Diode (SOD)

Bleifreie Metallelektrode [36] ( MELF )

Meist Widerstände und Dioden ; Bei tonnenförmigen Bauteilen stimmen die Abmessungen nicht mit denen der rechteckigen Referenzen für identische Codes überein.

DO-214 [ Bearbeiten ]

Wird häufig für Gleichrichter, Schottky und andere Dioden verwendet

Pakete mit drei und vier Terminals

Small-Outline-Transistor (SOT)

• SOT-23 (TO-236-3) (SC-59): 2,9 mm × 1,3 / 1,75 mm × 1,3 mm Körper: drei Anschlüsse für einen Transistor [38]

• SOT-89 (TO-243) [39] (SC-62): [40] Gehäuse 4,5 mm × 2,5 mm × 1,5 mm: vier Anschlüsse, Mittelstift ist mit einem großen Wärmeübertragungspad verbunden [41]

• SOT-143: 3 mm x 1,4 mm x 1,1 mm verjüngter Körper: vier Anschlüsse: ein größeres Pad bezeichnet Anschluss 1. [42]

• SOT-223: Körper 6,7 mm × 3,7 mm × 1,8 mm: vier Anschlüsse, von denen einer ein großes Wärmeübertragungspad ist [43]

• SOT-323 (SC-70): 2 mm × 1,25 mm × 0,95 mm Körper: drei Anschlüsse [44]

• SOT-416 (SC-75): 1,6 mm × 0,8 mm × 0,8 mm Gehäuse: drei Anschlüsse [45]

• SOT-663: 1,6 mm × 1,6 mm × 0,55 mm Körper: drei Anschlüsse [46]

• SOT-723: 1,2 mm × 0,8 mm × 0,5 mm Körper: drei Anschlüsse: Flachkabel [47]

• SOT-883 (SC-101): 1 mm × 0,6 mm × 0,5 mm Körper: drei Anschlüsse: kabellos [48]

Andere [ Bearbeiten ]

• DPAK (TO-252, SOT-428): Diskrete Verpackung. Entwickelt von Motorola für Geräte mit höherer Leistung. Kommt in Versionen mit drei [49] oder fünf [50] Anschlüssen

• D2PAK (TO-263, SOT-404): größer als der DPAK; Grundsätzlich entspricht die Oberflächenmontage dem TO220 -Durchsteckgehäuse. Kommt in Versionen mit 3, 5, 6, 7, 8 oder 9 Anschlüssen [51]

• D3PAK (TO-268): noch größer als D2PAK [52]

Pakete mit fünf und sechs Terminals

Small-Outline-Transistor (SOT)

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

• SOT-23-6 (SOT-26, SC-74): 2,9 mm × 1,3 / 1,75 mm × 1,3 mm Körper: sechs Anschlüsse [54]

• SOT-23-8 (SOT-28): 2,9 mm × 1,3 / 1,75 mm × 1,3 mm Körper: acht Anschlüsse [55]

• SOT-353 (SC-88A): 2 mm × 1,25 mm × 0,95 mm Körper: fünf Anschlüsse [56]

• SOT-363 (SC-88, SC-70-6): 2 mm × 1,25 mm × 0,95 mm Körper: sechs Anschlüsse [57]

• SOT-563: 1,6 mm × 1,2 mm × 0,6 mm Körper: sechs Anschlüsse [58]

• SOT-665: 1,6 mm × 1,6 mm × 0,55 mm Körper: fünf Anschlüsse [59]

• SOT-666: 1,6 mm × 1,6 mm × 0,55 mm Körper: sechs Anschlüsse [60]

• SOT-886: 1,5 mm × 1,05 mm × 0,5 mm Körper: sechs Anschlüsse: kabellos

• SOT-886: 1 mm × 1,45 mm × 0,5 mm Körper: sechs Anschlüsse: kabellos [61]

• SOT-891: 1,05 mm × 1,05 mm × 0,5 mm Körper: fünf Anschlüsse: bleifrei

• SOT-953: 1 mm × 1 mm × 0,5 mm Körper: fünf Anschlüsse

• SOT-963: 1 mm × 1 mm × 0,5 mm Körper: sechs Anschlüsse

• SOT-1115: 0,9 mm × 1 mm × 0,35 mm Körper: sechs Anschlüsse: kabellos [62]

• SOT-1202: 1 mm × 1 mm × 0,35 mm Gehäuse: sechs Anschlüsse: kabellos [63]

Verschiedene SMD-Chips, entlötet

MLP- Gehäuse 28-poliger Chip, verkehrt herum, um Kontakte anzuzeigen

Pakete mit mehr als sechs Terminals

Dual-In-Line

• Flatpack war eines der frühesten auf der Oberfläche montierten Pakete.

• Integrierte Schaltung mit kleinem Umriss (SOIC): Dual-In-Line, 8 oder mehr Stifte, Blei in Möwenflügelform, Stiftabstand 1,27 mm

• Small-Outline-Paket, J-bleihaltig (SOJ), wie SOIC, mit Ausnahme von J-bleihaltig   [64]

• Dünnes Small-Outline-Package (TSOP), dünner als SOIC mit kleinerem Pin-Abstand von 0,5 mm

• Schrumpfen Sie Small-Outline-Gehäuse (SSOP) mit einem Stiftabstand von 0,65 mm, manchmal 0,635 mm oder in einigen Fällen 0,8 mm

• Dünnschrumpffolienverpackung (TSSOP).

• Viertelgroßes Small-Outline-Gehäuse (QSOP) mit einem Stiftabstand von 0,635 mm

• Sehr kleines Gliederungspaket (VSOP), sogar kleiner als QSOP; 0,4, 0,5 mm oder 0,65 mm Stiftabstand

• Dual Flat No-Lead (DFN), geringerer Platzbedarf als bei bleihaltigem Äquivalent

Quad-in-Line

• Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC): Vierkant, J-Lead, Stiftabstand 1,27 mm

• Quad Flat Package ( QFP ): verschiedene Größen, mit Stiften an allen vier Seiten

• Flaches Quad-Flat-Package ( LQFP ) mit 1,4 mm Höhe, unterschiedlicher Größe und Stiften an allen vier Seiten

• Plastic Quad Flat-Pack ( PQFP ), ein Quadrat mit Stiften an allen vier Seiten, 44 oder mehr Stiften

• Ceramic Quad Flat-Pack ( CQFP ): ähnlich wie PQFP

• Metric Quad Flat-Pack ( MQFP ): Ein QFP-Paket mit metrischer Pin-Verteilung

• Thin Quad Flat-Pack ( TQFP ), eine dünnere Version von PQFP

• Quad Flat No-Lead ( QFN ): Geringerer Platzbedarf als bei bleihaltigem Äquivalent

• Leadless Chip Carrier (LCC): Die Kontakte sind vertikal versenkt, um das Lot " einzusaugen ". Häufig in der Luftfahrtelektronik wegen der Robustheit gegenüber mechanischen Vibrationen.

• Micro Leadframe Package ( MLP , MLF ): mit 0,5 mm Kontaktabstand, keine Leads (wie QFN)

• Power Quad Flat No-Lead ( PQFN ): mit freiliegenden Chip-Pads zum Kühlen

Gitterarrays

• Ball Grid Array (BGA): Eine quadratische oder rechteckige Anordnung von Lotkugeln auf einer Oberfläche mit einem Kugelabstand von typischerweise 1,27 mm (0,050 in).

• Land Grid Array (LGA): Ein Array von nur nackten Lands. Ähnlich dem Erscheinungsbild von QFN , aber das Zusammenstecken erfolgt durch Federstifte in einer Buchse und nicht durch Löten.

• Fine-Pitch-Ball-Grid-Array ( FBGA )]: Eine quadratische oder rechteckige Anordnung von Lotkugeln auf einer Oberfläche

• Low-Profile- LFBGA (Fine-Pitch Ball Grid Array ): Eine quadratische oder rechteckige Anordnung von Lotkugeln auf einer Oberfläche mit einem Kugelabstand von typischerweise 0,8 mm

• Dünne Fine-Pitch-Kugelgitteranordnung ( TFBGA ): Eine quadratische oder rechteckige Anordnung von Lotkugeln auf einer Oberfläche mit einem Kugelabstand von typischerweise 0,5 mm

• Column Grid Array (CGA): Ein Schaltungspaket, bei dem die Eingangs- und Ausgangspunkte Hochtemperatur-Lötzylinder oder -säulen sind, die in einem Gittermuster angeordnet sind.

• Ceramic Column Grid Array (CCGA): Ein Schaltungspaket, bei dem die Eingangs- und Ausgangspunkte Hochtemperaturlötzylinder oder -säulen sind, die in einem Gittermuster angeordnet sind. Der Körper des Bauteils besteht aus Keramik.

• Micro Ball Grid Array (μBGA): Kugelabstand kleiner als 1 mm

• Bleifreies Gehäuse (LLP): Ein Gehäuse mit metrischer Stiftverteilung (0,5 mm Abstand).

Nicht verpackte Geräte

Diese Geräte sind zwar oberflächenmontierbar, erfordern jedoch einen bestimmten Montageprozess.

• Chip-on-Board (COB), ein bloßer Siliziumchip , bei dem es sich normalerweise um eine integrierte Schaltung handelt, wird ohne Gehäuse (normalerweise ein mit Epoxid umspritzter Leiterrahmen ) geliefert und häufig mit Epoxid direkt auf einer Leiterplatte befestigt. Der Chip wird dann drahtgebondet und durch ein "Glob-Top" -Epoxidharz vor mechanischer Beschädigung und Verunreinigung geschützt .

• Chip-on-Flex (COF), eine COB-Variante, bei der ein Chip direkt auf einer flexiblen Schaltung montiert wird .

• Chip-on-Glass (COG); Eine COB-Variante, bei der ein Chip, normalerweise ein LCD-Controller ( Liquid Crystal Display ), direkt auf Glas montiert ist.

Es gibt häufig geringfügige Abweichungen bei den Verpackungsdetails von Hersteller zu Hersteller, und obwohl Standardbezeichnungen verwendet werden, müssen die Designer die Abmessungen beim Auslegen von Leiterplatten bestätigen.

Identifizierung

Widerstände

Für 5% Präzision SMD Widerstände werden normalerweise mit ihren Widerstandswerten aus drei Ziffern gekennzeichnet: zwei signifikanten Ziffern und einer Multiplikatorziffer. Hierbei handelt es sich häufig um weiße Beschriftungen auf schwarzem Hintergrund, es können jedoch auch andere farbige Hintergründe und Beschriftungen verwendet werden.

Die schwarze oder farbige Beschichtung befindet sich normalerweise nur auf einer Seite der Vorrichtung, die Seiten und die andere Seite sind einfach das unbeschichtete, normalerweise weiße Keramiksubstrat. Die beschichtete Oberfläche mit dem darunter liegenden Widerstandselement wird normalerweise beim Anlöten des Geräts an die Platine nach oben gelegt, obwohl sie in seltenen Fällen mit der unbeschichteten Unterseite nach oben angebracht sind, wobei der Widerstandswertcode nicht sichtbar ist.

Für SMD-Widerstände mit einer Genauigkeit von 1% wird der Code verwendet, da drei Stellen sonst nicht genügend Informationen vermitteln würden. Dieser Code besteht aus zwei Ziffern und einem Buchstaben: Die Ziffern bezeichnen die Position des Werts in der E96-Sequenz, während der Buchstabe den Multiplikator angibt. [65]

Typische Beispiele für Widerstandscodes

• 102 = 10 00 = 1000 Ω = 1 kΩ

• 0R2 = 0,2 Ω

• 684 = 680000 = 680.000 Ω = 680 kΩ

• 499X = 499 × 0,1 = 49,9 Ω

Es gibt ein Online-Tool zum Übersetzen von Codes in Widerstandswerte. Widerstände gibt es in verschiedenen Ausführungen. Ein gängiger Typ verwendet ein Keramiksubstrat. Die Widerstandswerte sind in mehreren Toleranzen verfügbar, die in der Tabelle der UVP-Dekadenwerte definiert sind :

• E3, 50% Toleranz (nicht mehr verwendet)

• E6, 20% Toleranz (jetzt selten verwendet)

• E12, 10% Toleranz

• E24, 5% Toleranz

• E48, 2% Toleranz

• E96, 1% Toleranz

• E192, 0,5, 0,25, 0,1% und engere Toleranzen

Kondensatoren

Nichtelektrolytkondensatoren sind normalerweise nicht gekennzeichnet und die einzige zuverlässige Methode zur Bestimmung ihres Werts ist die Entfernung aus dem Stromkreis und die anschließende Messung mit einem Kapazitätsmesser oder einer Impedanzbrücke. 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.

Inductors

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.)