Componenti elettronici a montaggio superficiale SMD per SMT

I componenti elettronici SMD o Surface Mount per SMT non sono diversi dai componenti a foro passante per quanto riguarda la funzione elettrica. Poiché sono più piccoli, tuttavia, gli SMC ( componenti a montaggio superficiale ) offrono prestazioni elettriche migliori.

Al momento non tutti i componenti sono disponibili con montaggio superficiale per l' elettronica ; pertanto non sono disponibili tutti i vantaggi del montaggio su superficie su PCB , e siamo essenzialmente limitati ai gruppi di montaggio su superficie mix-and-match. L'uso di componenti a foro passante come la griglia a pin per processori di fascia alta e connettori di grandi dimensioni manterrà il settore in modalità di assemblaggio misto per il prossimo futuro.

Disponibilità di componenti elettronici a montaggio superficiale

Mentre solo alcuni tipi di pacchetti DIP convenzionali soddisfano tutti i requisiti di imballaggio, il mondo dei pacchetti a montaggio superficiale è molto più complesso.

SMD (Surface Mount Device): componenti elettronici a montaggio superficiale per SMT

I tipi di pacchetto e le configurazioni di pacchetto e lead disponibili sono numerosi. Inoltre, i requisiti dei componenti a montaggio superficiale sono molto più esigenti. Le SMC devono resistere alle temperature di saldatura più elevate e devono essere selezionate, posizionate e saldate con maggiore attenzione per ottenere una resa di produzione accettabile.

Esistono decine di componenti disponibili per alcuni requisiti elettrici, causando un grave problema di proliferazione dei componenti. Esistono buoni standard per alcuni componenti, mentre per altri gli standard sono inadeguati o inesistenti. Alcuni componenti elettronici sono disponibili con uno sconto, mentre altri hanno un premio. Mentre la tecnologia a montaggio superficiale è maturata, è anche in continua evoluzione con l'introduzione di nuovi pacchetti. L'industria elettronica sta facendo progressi ogni giorno nella risoluzione dei problemi economici, tecnici e di standardizzazione con i componenti a montaggio superficiale. Gli SMD sono disponibili sia come componenti elettronici attivi che passivi .

Componenti elettronici passivi a montaggio superficiale

Il mondo del montaggio superficiale passivo è in qualche modo più semplice. Monolitico

Componenti elettronici passivi a montaggio superficiale

condensatori ceramici, condensatori al tantalio e resistori a film spesso formano il gruppo centrale di SMD passivo . Le forme sono generalmente rettangolari e cilindriche. La massa dei componenti è circa 10 volte inferiore rispetto alle loro controparti a foro passante.

I resistori e condensatori a montaggio superficiale sono disponibili in diverse dimensioni di involucro per soddisfare le esigenze di varie applicazioni nel settore elettronico. Sebbene vi sia una tendenza a ridurre le dimensioni delle custodie, sono disponibili anche dimensioni delle custodie più grandi se i requisiti di capacità sono elevati. Questi dispositivi / componenti sono disponibili in forme rettangolari e tubolari ( MELF: elettrodo metallico senza piombo ).

Resistori discreti a montaggio superficiale

Esistono due tipi principali di resistori a montaggio superficiale : film spesso e film sottile.

Resistore a montaggio superficiale

I resistori a montaggio superficiale a film spesso sono costruiti schermando il film resistivo (pasta a base di biossido di rutenio o materiale simile) su una superficie di substrato di allumina di elevata purezza, anziché depositare film resistivo su un nucleo rotondo come in resistori assiali. Il valore di resistenza si ottiene variando la composizione della pasta resistiva prima della retinatura e del taglio laser del film dopo la retinatura.

Nei resistori a film sottile l'elemento resistivo su un substrato ceramico con rivestimento protettivo (passivazione del vetro) nella parte superiore e terminazioni saldabili (piombo-stagno) sui lati. Le terminazioni hanno uno strato di adesione (argento depositato come pasta a film spesso) sul substrato ceramico e una sottostrato di barriera al nichel seguita da un rivestimento di saldatura immerso o placcato. La barriera al nichel è molto importante nel preservare la saldabilità delle terminazioni poiché impedisce la lisciviazione (dissoluzione) dell'elettrodo d'argento o dorato durante la saldatura. I resistori sono disponibili con valori di 1/16, 1/10, 1/8 e ¼ watt con resistenza da 1 ohm a 100 megaohm in varie dimensioni e varie tolleranze. Le dimensioni comunemente usate sono: 0402, 0603, 0805, 1206 e 1210. Un resistore a montaggio superficiale ha una forma di strato resistivo colorato con rivestimento protettivo su un lato e generalmente un materiale di base bianco sull'altro lato. Quindi l'aspetto esterno offre un modo semplice per distinguere tra resistori e condensatori.

Montaggio superficiale   Reti di resistori

Le reti di resistori per montaggio superficiale o R-pack sono comunemente utilizzate come

Reti di resistori per montaggio su superficie

sostituzione per serie di resistori discreti. Ciò consente di risparmiare tempo nel settore immobiliare e nel posizionamento.

Gli stili attualmente disponibili si basano sul popolare SOIC (Small Outline Integrated Circuits ), ma le dimensioni del corpo variano. Generalmente sono disponibili da 16 a 20 pin con una potenza da ½ a 2 watt per confezione.

Condensatori ceramici per SMT

I condensatori a montaggio superficiale sono ideali per le applicazioni di circuiti ad alta frequenza perché non hanno cavi e possono essere posizionati sotto la confezione sul lato opposto del PCB. L'imballaggio più utilizzato per i condensatori ceramici è nastro e bobina da 8 mm.

Condensatore ceramico a montaggio superficiale

I condensatori a montaggio superficiale vengono utilizzati sia per le applicazioni di disaccoppiamento che per il controllo della frequenza. I condensatori ceramici monolitici multistrato hanno migliorato l'efficienza volumetrica. Sono disponibili in diversi tipi di dielettrici secondo EIA RS-198n, ovvero COG o NPO, X7R, Z5U e Y5V.

I condensatori a montaggio superficiale sono altamente affidabili ed è stato utilizzato in grandi volumi in applicazioni automobilistiche, apparecchiature militari e applicazioni aerospaziali.

Montaggio superficiale   Condensatori al tantalio

Per i condensatori a montaggio superficiale, il dielettrico può essere in ceramica o in tantalio.

Condensatori al tantalio per montaggio superficiale

I condensatori al tantalio per montaggio superficiale offrono un'elevata efficienza volumetrica o un prodotto ad alta tensione di capacità per volume di unità e un'elevata affidabilità.

I condensatori a piombo avvolto, comunemente chiamati condensatori al tantalio stampati in plastica, hanno cavi invece di terminazioni e una parte superiore smussata come indicatore di polarità. Non ci sono problemi di saldatura o posizionamento quando si utilizzano i condensatori al tantalio di plastica stampati. Sono disponibili in due dimensioni di custodia: gamma standard ed estesa. Il valore di capacità per i condensatori al tantalio varia da 0,1 a 100 µF e da 4 a 50 V cc in diverse dimensioni della custodia. Possono anche essere personalizzati secondo i requisiti dell'applicazione. I condensatori al tantalio sono disponibili con o senza marcati valori di capacità alla rinfusa, in confezioni di waffle e su nastro e bobina.

Componenti passivi tubolari per SMT

I dispositivi cilindrici noti come facce senza piombo dell'elettrodo metallico (MELF) sono

Componenti passivi tubolari SMD

utilizzato per resistori, ponticelli, condensatori ceramici e al tantalio e diodi. Sono cilindrici e hanno terminali in metallo per la saldatura.

Poiché i MELF sono cilindrici, i resistori non devono essere posizionati con elementi resistivi lontani dalla superficie della scheda, come nel caso dei resistori rettangolari. I MELF sono meno costosi. Come i dispositivi assiali convenzionali, i MELF sono codificati a colori per i valori. I diodi MELF sono identificati come MLL 41 e MLL 34. I resistori MELF sono identificati come 0805, 1206, 1406 e 2309.

Componenti attivi SMD per SMT (Leadless Chip Chip Carriers (LCCC), Ceramic Leaded Chip Carriers (CLCC)

Il montaggio superficiale offre più tipi di pacchetti attivi e passivi di

Supporto per chip in ceramica senza piombo (LCCC)

tecnologia di montaggio passante.

Ecco tutte le varie categorie di pacchetti di componenti attivi per montaggio su superficie

1. Supporti per chip in ceramica senza piombo (LCCC): Come indica il nome, i supporti per chip senza piombo non hanno cavi. Invece hanno terminazioni placcate in oro, a forma di scanalatura note come castellazioni che forniscono percorsi di segnale più brevi che consentono frequenze operative più elevate. Gli LCCC possono essere divisi in diverse famiglie a seconda del passo del pacchetto. Il più comune è 50 mil (1,27 mm)

   

   Elemento portante di chip in ceramica (CLCC)

   famiglia. Altri sono 40, 25 e 20 milioni di famiglie.

2. Supporti per chip in ceramica con piombo (CLCC) (pre e postleaded) : i supporti in ceramica con piombo sono disponibili in entrambi i formati preleaded e postleaded. I supporti per chip preleaded hanno cavi in lega di rame o Kovar collegati dal produttore. Nei supporti per chip postleaded, l'utente collega i cavi alle castellazioni dei supporti per chip in ceramica senza piombo.

Quando si utilizzano confezioni in ceramica con piombo, le loro dimensioni sono generalmente le stesse dei supporti per chip in plastica con piombo.

Componenti attivi SMD per SMT (pacchetti in plastica)

Come discusso in precedenza, i pacchetti di ceramica sono costosi e vengono utilizzati principalmente per applicazioni militari. I pacchetti di plastica SMD, d'altra parte, sono i pacchetti più utilizzati per applicazioni non militari, dove non è richiesta l'ermiticità. Le confezioni in ceramica presentano rotture del giunto saldato a causa della mancata corrispondenza del CTE tra la confezione e il substrato, ma anche le confezioni in plastica non presentano problemi.

Ecco tutti i componenti attivi SMD (pacchetti in plastica):

Transistor a profilo piccolo (SOT)

I transistor per piccoli contorni sono uno dei precursori dei dispositivi attivi in superficie

Transistor a profilo piccolo (SOT)

montaggio. Sono dispositivi a tre e quattro derivazioni. I SOT a tre derivazioni sono identificati come SOT 23 (EIA TO 236) e SOT 89 (EIA TO 243). Il dispositivo a quattro derivazioni è noto come SOT 143 (EIA TO 253).

Questi pacchetti sono generalmente utilizzati per diodi e transistor. I pacchetti SOT 23 e SOT 89 sono diventati quasi universali per il montaggio superficiale di piccoli transistor. Anche se l'utilizzo di circuiti integrati complessi ad alto numero di pin si sta diffondendo, la domanda di vari tipi di SOT e SOD continua a crescere.

Circuito integrato di piccole dimensioni (SOIC e SOP)

Il circuito integrato di piccole dimensioni (SOIC o SO) è fondamentalmente un pacchetto restringente

Circuito integrato di piccole dimensioni (SOIC e SOP)

con cavi su centri da 0,050 pollici. Viene utilizzato per alloggiare circuiti integrati più grandi di quanto sia possibile nei pacchetti SOT. In alcuni casi, i SOIC vengono utilizzati per ospitare più SOT.

SOIC contiene piombo su due lati che si formano verso l'esterno in quello che viene generalmente chiamato piombo dell'ala di gabbiano. I SOIC devono essere maneggiati con cura per prevenire danni al piombo. I SOIC sono disponibili principalmente in due diverse larghezze del corpo: 150 mil 300 mil. La larghezza del corpo dei pacchi con meno di 16 derivazioni è di 150 mil; per più di 16 derivazioni, viene utilizzata una larghezza di 300 mil. I 16 pacchetti di piombo sono disponibili in entrambe le larghezze del corpo.

Trasportatori di trucioli con piombo in plastica (PLCC)

Il supporto per chip con piombo in plastica (PLCC) è una versione più economica del portante di chip in ceramica. I conduttori di PLCC forniscono la conformità necessaria per sopportare lo stress del giunto di saldatura e quindi prevenire le fessurazioni del giunto di saldatura. I PLCC con rapporti die-to-package di grandi dimensioni possono essere soggetti a rotture del pacchetto a causa dell'assorbimento di umidità. Hanno bisogno di una corretta gestione.

Trasportatori di trucioli con piombo in plastica (PLCC)

Pacchetti J con contorno piccolo (SOJ)

I pacchetti SOJ hanno cavi J-bend come PLCC, ma hanno pin su solo due lati. Questo pacchetto è un ibrido di SOIC e PLCC e combina i vantaggi di gestione di PLCC e l'efficienza dello spazio di SOIC. I SOJ sono comunemente usati per DRAM ad alta densità (1, 4 e 16 MB).

Pacchetti J con contorno piccolo (SOJ)

Pacchetti SMD a passo fine (QFP, SQFP)

I pacchetti SMD con un passo molto fine e un numero maggiore di derivazioni sono chiamati pacchetto con passo fine. Quad flat pack (QFP) e shrink quad flat pack (SQFP) sono esempi di pacchetto a passo fine. I pacchetti a passo fine hanno cavi più sottili e richiedono un disegno più sottile del modello di terra.

Pacchetti SMD a passo fine (QFP, SQFP)

Ball Grid Array (BGA)

BGA o Ball Grid Array è un pacchetto di array come PGA (pin grid array) ma senza cavi.

Esistono vari tipi di BGA, ma le categorie principali sono BGA in ceramica e plastica. I BGA in ceramica sono chiamati CBGA (Ceramic Ball Grid Array) e

Ball Grid Array (BGA)

CCGA (Ceramic Column Grid Array) e i BGA in plastica vengono definiti PBGA. Esiste un'altra categoria di BGA nota come nastro BGA (TBGA). I passi delle sfere sono stati standardizzati a 1,0, 1,27 e 1,5 mm. (40,50 e 60 mil pitch). Le dimensioni del corpo dei BGA variano da 7 a 50 mm e il numero di pin varia da 16 a 2400. Il numero di pin BGA più comune varia tra 200 e 500 pin.

I BGA sono molto buoni per l'autoallineamento durante il reflow anche se sono posizionati in modo errato del 50% (CCGA e TBGA non si autoallineano come PBGA e CBGA). Questo è uno dei motivi del maggiore rendimento con i BGA.

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