Поверхностный монтаж (SMT): типы компонентов, преимущества и доступность

Поверхностный монтаж (SMT) по функции похож на компоненты для сквозного монтажа, но превосходит их по электрическим характеристикам. Компоненты для электроники не всегда доступны для SMT, но решается смешанным монтажом.

Доступность SMC (компонентов поверхностного монтажа):

Использование компонентов, выводов и корпусов для продукта не просто. Особенно в SMT — сложно из-за ряда требований: выдержка высоких температур, правильная установка и пайка для соответствия требованиям. Много стандартов, у некоторых — нет. Есть со скидкой, есть лучшие. SMT постоянно эволюционирует, разрешая вопросы стандартизации, экономики и техники.

Два базовых типа: активные и пассивные компоненты поверхностного монтажа.

Пассивные SMC:

Компоненты, не дающие усиления по мощности в цепи/устройстве. Использование проще в SMT. Форма — прямоугольная или цилиндрическая. Пассивные SMD-резисторы и конденсаторы в разных корпусах для любых применений.

1: SMD-резисторы (дискретные): два основных типа — толстослойные и тонкослойные.

• Толстослойные: резистивная пленка накладывается на плоскую алминиевая керамику. Сопротивление получают по разнице состава пасты до/после наложения + лазерная подстройка пленки.

• Тонкослойные: резистивный элемент на керамической базе с защитным покрытием. Паяные концы с адгезионным слоем на керамике и никелевым подплавлением под припой. Никель сохраняет паяемость выводов.

Резисторы в разных мощностях: 1/16, 1/10, 1/8, 1/4 Вт для 1–100 МОм (корпуса 0402, 0603, 0805, 1206, 1210 и др.) и точностей.

2: SMD-резисторные сборки (R-packs): часто заменяют ряд дискретных резисторов — комбинацию нескольких. Размеры корпуса варьируются. Обычно 16–20 выводов.

3: Керамические SMD-конденсаторы: конденсатор постоянной емкости, где керамика — диэлектрик. Идеальны для высокочастотных и развязывающих применений. Очень надежны — авто, военная, аэрокосмическая отрасли.

4: Танталовые SMD-конденсаторы: диэлектрик — керамика или тантал. Выше КПД и надежность. Пластиковые танталовые имеют выводы вместо контактов, не требуют пайки, нет проблем с размещением. Емкость 0,1–100 мкФ, напряжение 4–50 В. Можно кастомные.

5: Тубчатые пассивные SMT-компоненты (MELF): цилиндрические с металлическими концами для пайки. Для резисторов, конденсаторов, диодов. Дешевле, цветокодированные. Диоды: MLL41, MLL34. Резисторы: 0805, 1206, 1406, 2309.

Активные SMC:

Две основные категории активных компонентов поверхностного монтажа:

• Беспроводные керамические корпусчипы (LCCC): без выводов, с позолоченными контактами для высоких частот. Различаются шагом корпуса: 50, 40, 25 мил и др.
• Керамические корпусчипы с выводами (CLCC): в предвыводном и поствыводном форматах. Предвыводные — производитель припаивает медные/коварные выводы. Поствыводные — клиент припаивает выводы к кастелляциям беспроводных LCCC.

1: Активные SMT-компоненты (пластиковые SMD-корпуса): керамические дороже, поэтому пластиковые SMD-корпуса чаще (кроме военки). Пластик меньше склонен к трещинам между корпусом и подложкой.

2: SOT (Small Outline Transistors):

SOT — 3- или 4-выводные. 3-выводные: SOT-23 (EIA TO-236), SOT-89 (EIA TO-243). 4-выводные: SOT-143 (EIA TO-253). Для диодов и транзисторов.

3: SOP и SOIC (Small Outline Integrated Circuit): для крупных микросхем, не влезающих в SOT. Выводы на шаге 0,05 дюйма, обычно по двум сторонам, выогнуты наружу. Могут вмещать несколько SOT. Две ширины: 150 и 300 мил. 150 мил — для <16 выводов. >16 выводов — 300 мил.

4: PLCC (Plastic Leaded Chip Carriers): дешевая альтернатива керамическим корпусчипам. Выводы предотвращают трещины паяных соединений, беря на себя напряжение. Но впитывают влагу и трескаются — нужен уход.

5: SOJ (Small Outline J Packages):

Гибрид SOIC и PLCC — плюсы обоих. Выводы только по двум сторонам (в отличие от PLCC). Для высокоплотных DRAM.

6: Тонкошаговые SMD-корпуса (Fine Pitch):

Мелкий шаг, больше выводов: QFP (Quad Flat Pack), SQFP (Shrink Quad Flat Pack). Тонкие выводы и паттерны посадочных мест.

7: BGA (Ball Grid Array):

Корпус-массив без выводов. Две категории: керамические (CBGA, CCGA) и пластиковые (PBGA). Еще — TBGA (tape BGA). Размеры 7–50 мм, выводы 16–2400. Часто 200–500. BGA дают высокую выходную пригодность. Причина: самоцентрирование при рефлоу (особенно PBGA и CBGA).