Overflade montering

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 18. juni 2022; verifikation kræver 1 redigering .

Overflademontering  er en teknologi til fremstilling af elektroniske produkter på printplader samt metoder til at designe trykte kredsløbssamlinger relateret til denne teknologi.

Overflademonteringsteknologi af trykte kredsløb kaldes også SMT (overflademonteringsteknologi) ,  SMT ( overflademonteringsteknologi ) og SMD-teknologi ( overflademonteret enhed )   , og overflademonteringskomponenter kaldes også "chipkomponenter". TMT er i øjeblikket den mest almindelige metode til at designe og samle elektroniske samlinger på printplader. Den væsentligste forskel mellem TMP og den "traditionelle" teknologi - montering gennem hul - er, at komponenterne kun monteres på overfladen af ​​printpladen fra siden af ​​de ledende spor, og dette kræver ikke huller. Gennemføring og TMP kan kombineres på samme printkort. Fordelene ved TMP manifesteres på grund af et kompleks af funktioner i elementbasen, designmetoder og teknologiske metoder til fremstilling af trykte kredsløbssamlinger [1] .

Teknologi

Elektroniske komponenter, der bruges til overflademontering, kaldes SMD-komponenter eller SMD (surface mount component).

Teknologisk proces

En typisk sekvens af operationer i TMP inkluderer:

• fremstilling af trykte kredsløb ;
• påføring af loddepasta på pladernes puder:
  • dosering af pasta fra en speciel sprøjte manuelt eller på en maskine i enkelt- og småskalaproduktion;
  • serigrafi i serie- og masseproduktion;
• installation af komponenter på brættet;
• gruppelodning ved tilbagestrømning af pasta i en ovn (hovedsageligt ved konvektion, såvel som infrarød opvarmning eller opvarmning i dampfasen [2] );
• rengøring (vask) af pladen (udført eller ej afhængigt af flussens aktivitet ) og påføring af beskyttende belægninger.

Ved engangsproduktion, ved reparation af produkter og ved montering af komponenter, der kræver særlig præcision, anvendes som regel også individuel lodning med en strøm af opvarmet luft eller nitrogen i småskalaproduktion .

Under lodning er det vigtigt at sikre, at temperaturen ændrer sig over tid (termisk profil), således at [3] :

• undgå termisk chok ;
• sikre god fluxaktivering ;
• sikre god befugtning af overflader med lodning .

Udviklingen af ​​termisk profil (termisk profilering) får i øjeblikket særlig betydning på grund af udbredelsen af ​​blyfri teknologi. Med blyfri teknologi er proces-"vinduet" (forskellen mellem den minimalt nødvendige og maksimalt tilladte temperatur af den termiske profil) betydeligt smallere på grund af den øgede smeltetemperatur af loddet.

materialer

Et af de vigtigste forarbejdningsmaterialer, der bruges til overflademontering, er loddepasta (også nogle gange kaldet "loddepasta"). Loddepasta er en blanding af pulveriseret loddemetal med organiske fyldstoffer, herunder flux . Formål med loddepasta [4] :

• fungerer som en flux (pasta indeholder flux ):
  • fjernelse af oxider fra overfladen, der skal loddes;
  • reduktion af overfladespænding for bedre befugtning af overflader med lodning;
  • forbedret spredning af flydende loddemetal;
  • beskyttelse af overflader fra miljøet;
• sikring af dannelsen af ​​en forbindelse mellem kortets kontaktpuder og elektroniske komponenter (pasta indeholder loddemetal );
• fastgørelse af komponenterne på pladen (på grund af pastaens klæbende egenskaber).

Historie

Overflademonteringsteknologi begyndte sin udvikling i 1960'erne og blev meget brugt i slutningen af ​​1980'erne. En af pionererne inden for denne teknologi var IBM . Elektroniske komponenter er blevet redesignet til at have mindre puder eller stifter, der nu er loddet direkte til printpladens overflade.

Med udviklingen af ​​automatisering begyndte overflademontering (sammen med blandet ) at dominere (siden 2000'erne) i produktionen af ​​elektronisk udstyr.

Fordele ved overflademontering

Fra et teknologisk synspunkt har overflademontering følgende fordele i forhold til :

• fraværet eller den meget korte længde af komponenternes ledninger: der er ingen grund til at skære dem efter installationen;
• mindre dimensioner og vægt af komponenter;
• der er ingen grund til at varme loddet op inde i det belagte hul;
• ingen grund til at bore huller i pladen for hver komponent;
• begge sider af brættet kan bruges til montering;
• enklere og lettere at automatisere monteringsproceduren: påføring af loddepasta, installation af en komponent på et bord og gruppelodning er teknologiske operationer adskilt i tid;
• PCB'er med metalbase kan bruges til at aflede varme fra komponenter samt elektromagnetisk afskærmning.

Disse fordele kommer også fra:

• høj monteringstæthed, både på grund af komponenternes mindre dimensioner og på grund af det mindre antal huller i brættet og det mindre område af puderne;
• forbedring af vægt- og størrelsesegenskaberne for det færdige produkt;
• forbedrede elektriske egenskaber: på grund af fraværet af ledninger og en reduktion i længden af ​​sporene , reduceres parasitære kapacitanser og induktanser , forsinkelsen i mikrobølgesignaler reduceres;
• reduktion i prisen på færdige produkter.

Ulemper

Ulemper ved overflademontering over gennem:

• produktion kræver mere komplekst og dyrt udstyr;
• ved manuel montering - for eksempel enkelt- og småskalaprodukter - kræver overflademontering højere kvalifikationer og specialværktøj;
• høje krav til kvalitet og opbevaringsforhold for teknologiske materialer;
• ved design af topologien af ​​trykte kredsløb , er det nødvendigt at tage hensyn til ikke kun elektriske, men også termiske og nogle gange mekaniske egenskaber af elementerne. Dette skyldes den høje tæthed af montering, samt det faktum, at komponenterne og printpladen ofte har direkte termisk kontakt, og samtidig forskellige termiske udvidelseskoefficienter , hvilket kan føre til overspændinger, vridning og adskillelse af elementer;
• gruppelodning kræver meget præcise temperatur- og opvarmningstider for at undgå overophedning af komponenter eller hot spots. Kvaliteten af ​​gruppelodning afhænger også af topologien af ​​printpladen, som også skal tages i betragtning, når den designes.

Sagsstørrelser og -typer

Overflademonterede elektroniske komponenter (SMD-komponenter) kommer i en række forskellige størrelser og pakketyper:

• to-benet:
  • rektangulære passive komponenter ( modstande og kondensatorer ):
    • 0,4 x 0,2 mm (tommer størrelse - 01005 [5] );
    • 0,6 x 0,3 mm (0201);
    • 1,0 x 0,5 mm (0402);
    • 1,6 x 0,8 mm (0603);
    • 2,0 x 1,25 mm (0805);
    • 3,2 x 1,6 mm (1206);
    • 3,2×2,5 mm (1210);
    • 4,5 x 3,2 mm (1812);
    • 4,5 × 6,4 mm (1825);
    • 5,6 x 5,0 mm (2220);
    • 5,6×6,3 mm (2225);
  • cylindriske passive komponenter ( modstande og dioder ) i MELF-pakke[6] :
    • Melf (MMB) 0207, L = 5,8 mm , Ø = 2,2 mm , 1,0 W , 500 V ;
    • MiniMelf (MMA) 0204, L = 3,6 mm, Ø = 1,4 mm, 0,25 W, 200 V;
    • MicroMelf (MMU) 0102, L = 2,2 mm, Ø = 1,1 mm, 0,2 W, 100 V;
  • tantal kondensatorer:
    • type A (EIA 3216-18) - 3,2 x 1,6 x 1,6 mm;
    • type B (EIA 3528-21) - 3,5 x 2,8 x 1,9 mm;
    • type C (EIA 6032-28) - 6,0 × 3,2 × 2,2 mm;
    • type D (EIA 7343-31) - 7,3 x 4,3 x 2,4 mm;
    • type E (EIA 7343-43) - 7,3 x 4,3 x 4,1 mm;
  • dioder ( eng.  small outline diode , forkortelse SOD ):
    • SOD-323 - 1,7 × 1,25 × 0,95 mm;
    • SOD-123 - 2,68 × 1,17 × 1,60 mm;
• tre-benet:
  • transistorer med tre korte ledninger ( SOT ):
    • SOT-23 - 3 × 1,75 × 1,3 mm;
    • SOT-223 - 6,7 x 3,7 x 1,8 mm (uden stifter);
  • DPAK (TO-252) - en pakke (tre- eller fem-bens muligheder) udviklet af Motorola til højvarme halvlederenheder;
  • D2PAK (TO-263) - pakke (tre-, fem-, seks-, syv- eller otte-bens muligheder), svarende til DPAK, men større i størrelse (som regel svarer dimensionerne på kabinettet til dem på TO220 );
  • D3PAK (TO-268) - etui svarende til D2PAK, men endnu større i størrelse;
• med fire ledninger eller flere:
  • konklusioner i to linjer på siderne:
    • Small -outline integreret kredsløb IC ,  SOIC til kort , benafstand 1,27 mm;
    • TSOP ( eng.  thin small-outline package ) - tynd SOIC (tyndere end SOIC i højden), afstanden mellem stifterne er 0,5 mm;
    • SSOP  - siddende SOIC, stiftafstand 0,65 mm;
    • TSSOP  - tyndsiddende SOIC, stiftafstand 0,65 mm;
    • QSOP  - kvart størrelse SOIC, 0,635 mm stiftafstand;
    • VSOP  - endnu mindre QSOP, benafstand 0,4; 0,5 eller 0,65 mm;
  • konklusioner i fire linjer på siderne:
    • PLCC , CLCC - IC i et plastik- eller keramikhus med ledninger bøjet under etuiet i form af bogstavet J i en afstand på 1,27 mm);
    • QFP ( engelsk  quad flat package  - square flat package) - firkantede flade IC-pakker af forskellige størrelser;
    • LQFP  - Lav profil QFP (1,4 mm høj, forskellige størrelser);
    • PQFP  - plast QFP, 44 ben eller mere;
    • CQFP  - keramisk QFP, svarende til PQFP;
    • TQFP  - tyndere end QFP;
    • PQFN  - power QFP, ingen stifter, køleplade;
  • output array:
    • BGA ( English  ball grid array ) - en række bolde med et kvadratisk eller rektangulært arrangement af stifter, normalt i en afstand på 1,27 mm;
    • LFBGA  - Lavprofil FBGA, firkantede eller rektangulære, loddekugler 0,8 mm fra hinanden;
    • CGA - pakke med input- og outputledninger lavet af ildfast loddemiddel;
    • CCGA  - keramisk CGA;
    • μBGA (mikro-BGA) - en række kugler med en afstand mellem kuglerne på mindre end 1 mm;
    • FCBGA ( eng.  flip-chip ball grid array ) - et array af kugler på et underlag, hvortil selve krystallen med en varmespreder er loddet, i modsætning til PBGA (en række kugler, et mikrokredsløb i en plastkasse) med en krystal inde i mikrokredsløbets plastikhus;
    • LLP  er en blyfri pakke.

Se også

• Montering af komponenter på et printkort
• Ansøgning om at bestemme værdien af ​​SMD-komponenten (Google Play) Arkiveret 14. marts 2022 på Wayback Machine

Noter

1. ↑ Grundlæggende om overflademonteringsteknologi og -udstyr . Dato for adgang: 13. december 2010. Arkiveret fra originalen 29. januar 2012. (ubestemt)
2. ↑ Lodning i dampfasen . Dato for adgang: 13. december 2010. Arkiveret fra originalen 22. april 2012. (ubestemt)
3. ↑ Reflow-loddetilstande . Hentet 5. februar 2008. Arkiveret fra originalen 21. april 2012. (ubestemt)
4. ↑ Egenskaber, anvendelse og opbevaring af loddepastaer . Hentet 5. februar 2008. Arkiveret fra originalen 24. april 2012. (ubestemt)
5. ↑ Hjem | Panasonic Industrial Devices (utilgængeligt link) . Hentet 1. august 2011. Arkiveret fra originalen 9. februar 2014. (ubestemt) 
6. ↑ EN 140401-803

Links

• Encyclopedia of Surface Mount Defects Arkiveret 10. februar 2008 på Wayback Machine // elinform.ru
• Grundlæggende om teknologi og udstyr til overflademontering Arkivkopi af 29. januar 2012 på Wayback Machine // elinform.ru