Montare la suprafață

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 18 iunie 2022; verificarea necesită 1 editare .

Montarea la suprafață  este o tehnologie de fabricare a produselor electronice pe plăci de circuite imprimate , precum și metode de proiectare a ansamblurilor de circuite imprimate legate de această tehnologie.

Tehnologia de montare la suprafață a plăcilor cu circuite imprimate se mai numește SMT (tehnologie de montare la suprafață) ,  SMT ( tehnologie de montare la suprafață ) și tehnologie SMD ( dispozitiv montat la suprafață )   , iar componentele de montare la suprafață sunt numite și „componente de cip. TMT este în prezent cea mai comună metodă de proiectare și asamblare a ansamblurilor electronice pe plăci de circuite imprimate. Principala diferență dintre TMP și tehnologia „tradițională” - montarea prin orificiu traversant - este că componentele sunt montate pe suprafața plăcii de circuit imprimat doar din lateralul pistelor conductoare și acest lucru nu necesită găuri. Cablajul direct și TMP pot fi combinate pe același PCB. Avantajele TMP se manifestă datorită unui complex de caracteristici ale bazei elementului, metodelor de proiectare și metodelor tehnologice de fabricare a ansamblurilor de circuite imprimate [1] .

Tehnologie

Componentele electronice utilizate pentru montarea la suprafață se numesc componente SMD sau SMD (componentă de montare la suprafață).

Proces tehnologic

O secvență tipică de operații în TMP include:

• fabricarea plăcilor de circuite imprimate ;
• aplicarea pastei de lipit pe plăcuțele plăcii:
  • pastă de dozare dintr-o seringă specială manual sau pe o mașină în producție unică și la scară mică;
  • serigrafie în producție de serie și de masă;
• instalarea componentelor pe placă;
• lipirea grupată prin refundarea pastei într-un cuptor (în principal prin convecție, precum și încălzire în infraroșu sau încălzire în faza de vapori [2] );
• curățarea (spălarea) plăcii (efectuată sau nu în funcție de activitatea fluxului ) și aplicarea straturilor de protecție.

În producția unică, în repararea produselor și în asamblarea componentelor care necesită o precizie specială, de regulă, în producția la scară mică, se utilizează și lipirea individuală cu un curent de aer încălzit sau azot .

În timpul lipirii, este important să ne asigurăm că temperatura se modifică în timp (profilul termic) corect, astfel încât [3] :

• evitarea socului termic ;
• asigura o buna activare a fluxului ;
• asigura o buna umezire a suprafetelor cu lipire .

Dezvoltarea profilului termic (termal profiling) capătă în prezent o importanță deosebită datorită răspândirii tehnologiei fără plumb . Cu tehnologia fără plumb, „fereastra” procesului (diferența dintre temperatura minimă necesară și maximă admisă a profilului termic) este semnificativ mai îngustă datorită temperaturii crescute de topire a lipitului.

materiale

Unul dintre cele mai importante materiale de prelucrare folosite la montarea la suprafață este pasta de lipit (numită uneori și „pastă de lipit”). Pasta de lipit este un amestec de lipit sub formă de pulbere cu umpluturi organice, inclusiv flux . Scopul pastei de lipit [4] :

• acționând ca un flux (pasta conține flux ):
  • îndepărtarea oxizilor de pe suprafața de lipit;
  • reducerea tensiunii superficiale pentru o mai bună umectare a suprafețelor cu lipire;
  • împrăștiere îmbunătățită a lipirii lichide;
  • protecția suprafețelor de mediu;
• asigurarea formării unei conexiuni între plăcuțele de contact ale plăcii și componentele electronice (pasta conține lipire );
• fixarea componentelor pe placă (datorită proprietăților adezive ale pastei).

Istorie

Tehnologia de montare la suprafață și-a început dezvoltarea în anii 1960 și a fost utilizată pe scară largă până la sfârșitul anilor 1980. Unul dintre pionierii acestei tehnologii a fost IBM . Componentele electronice au fost reproiectate pentru a avea plăcuțe sau pini mai mici care sunt acum lipiți direct pe suprafața PCB.

Odată cu dezvoltarea automatizării , montarea pe suprafață (împreună cu cea mixtă ) a început să domine (din anii 2000) în producția de echipamente electronice.

Avantajele montării la suprafață

Din punct de vedere al tehnologiei, montarea la suprafață are următoarele avantaje prin :

• absența sau lungimea foarte scurtă a cablurilor componentelor: nu este nevoie să le tăiați după instalare;
• dimensiuni mai mici și greutatea componentelor;
• nu este nevoie să încălziți lipirea în interiorul găurii placate;
• nu este nevoie să forați găuri în placă pentru fiecare componentă;
• ambele părți ale plăcii pot fi folosite pentru montare;
• procedură de montare mai simplă și mai ușor de automatizat: aplicarea pastei de lipit, instalarea unei componente pe o placă și lipirea în grup sunt operații tehnologice separate în timp;
• PCB-urile cu o bază metalică pot fi utilizate pentru a disipa căldura din componente, precum și pentru ecranarea electromagnetică.

Aceste beneficii provin și din:

• densitate mare de montare, atât datorită dimensiunilor mai mici ale componentelor, cât și datorită numărului mai mic de găuri în placă și suprafeței mai mici a plăcuțelor;
• îmbunătățirea caracteristicilor de greutate și dimensiune ale produsului finit;
• caracteristici electrice îmbunătățite: datorită absenței cablurilor și a reducerii lungimii pistelor , capacitățile și inductanțe parazite sunt reduse, întârzierea semnalelor cu microunde este redusă;
• reducerea costului produselor finite.

Dezavantaje

Dezavantajele montării la suprafață prin:

• producția necesită echipamente mai complexe și mai costisitoare;
• în asamblarea manuală - de exemplu, produse unice și la scară mică - montarea la suprafață necesită calificări mai mari și unelte speciale;
• cerințe ridicate pentru calitatea și condițiile de depozitare a materialelor tehnologice;
• la proiectarea topologiei plăcilor de circuite imprimate , este necesar să se țină seama nu numai de caracteristicile electrice, ci și termice și uneori mecanice ale elementelor. Acest lucru se datorează densității mari de montare, precum și faptului că componentele și placa de circuit imprimat au adesea contact termic direct și, în același timp, coeficienți diferiți de dilatare termică , ceea ce poate duce la supratensiuni, deformare și separare a elemente;
• lipirea în grup necesită o temperatură foarte precisă și timpi de încălzire pentru a evita supraîncălzirea componentelor sau a punctelor fierbinți. Calitatea lipirii în grup depinde și de topologia plăcii de circuit imprimat, care trebuie luată în considerare la proiectarea acesteia.

Dimensiunile și tipurile carcasei

Componentele electronice cu montare la suprafață (componente SMD) vin într-o varietate de dimensiuni și tipuri de pachete:

• cu doi pini:
  • componente pasive dreptunghiulare ( rezistoare și condensatoare ):
    • 0,4 x 0,2 mm (dimensiune inch - 01005 [5] );
    • 0,6 × 0,3 mm (0201);
    • 1,0 × 0,5 mm (0402);
    • 1,6 x 0,8 mm (0603);
    • 2,0 × 1,25 mm (0805);
    • 3,2 × 1,6 mm (1206);
    • 3,2×2,5 mm (1210);
    • 4,5 × 3,2 mm (1812);
    • 4,5 × 6,4 mm (1825);
    • 5,6 × 5,0 mm (2220);
    • 5,6×6,3 mm (2225);
  • componente cilindrice pasive ( rezistoare și diode ) în pachet MELF[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;
  • condensatori de tantal :
    • tip A (EIA 3216-18) - 3,2 x 1,6 x 1,6 mm;
    • tip B (EIA 3528-21) - 3,5 x 2,8 x 1,9 mm;
    • tip C (EIA 6032-28) - 6,0 × 3,2 × 2,2 mm;
    • tip D (EIA 7343-31) - 7,3 x 4,3 x 2,4 mm;
    • tip E (EIA 7343-43) - 7,3 x 4,3 x 4,1 mm;
  • diode ( ing.  small outline diode , abreviat SOD ):
    • SOD-323 - 1,7 × 1,25 × 0,95 mm;
    • SOD-123 - 2,68 × 1,17 × 1,60 mm;
• cu trei pini:
  • tranzistoare cu trei fire scurte ( SOT ):
    • SOT-23 - 3 × 1,75 × 1,3 mm;
    • SOT-223 - 6,7 x 3,7 x 1,8 mm (fără știfturi);
  • DPAK (TO-252) - un pachet (opțiuni cu trei sau cinci pini) dezvoltat de Motorola pentru dispozitive semiconductoare cu căldură ridicată;
  • D2PAK (TO-263) - pachet (opțiuni cu trei, cinci, șase, șapte sau opt pini), similar cu DPAK, dar mai mare ca dimensiune (de regulă, dimensiunile carcasei corespund cu cele ale TO220 );
  • D3PAK (TO-268) - carcasă asemănătoare cu D2PAK, dar și mai mare ca dimensiune;
• cu patru piste sau mai multe:
  • concluzii în două rânduri pe laterale:
    • Circuit integrat de contur mic IC ,  SOIC pentru scurt , distanță între pini 1,27 mm;
    • TSOP ( eng.  thin small-outline package ) - SOIC subțire (mai subțire decât SOIC în înălțime), distanța dintre pini este de 0,5 mm;
    • SSOP  - SOIC așezat, distanță între pini 0,65 mm;
    • TSSOP  - SOIC cu așezare subțire, distanță între pini 0,65 mm;
    • QSOP  - dimensiunea unui sfert SOIC, distanță între pini de 0,635 mm;
    • VSOP  - QSOP și mai mic, distanță între pini 0,4; 0,5 sau 0,65 mm;
  • concluzii în patru rânduri pe părți:
    • PLCC , CLCC - IC într-o carcasă din plastic sau ceramică cu cabluri îndoite sub carcasă sub forma literei J la o distanță de 1,27 mm);
    • QFP ( engleză  quad flat package  - square flat package) - pachete IC plate pătrate de diferite dimensiuni;
    • LQFP  - QFP cu profil redus (1,4 mm înălțime, diferite dimensiuni);
    • PQFP  - QFP din plastic, 44 de pini sau mai mult;
    • CQFP  - QFP ceramic, similar cu PQFP;
    • TQFP  - mai subțire decât QFP;
    • PQFN  - QFP de putere, fără pini, suport radiator;
  • matrice de ieșire:
    • BGA ( English  ball grid array ) - o serie de bile cu un aranjament pătrat sau dreptunghiular de știfturi, de obicei la o distanță de 1,27 mm;
    • LFBGA  - FBGA cu profil redus, pătrate sau dreptunghiulare, bile de lipit la distanță de 0,8 mm;
    • CGA - pachet cu cabluri de intrare si iesire din lipit refractar;
    • CCGA  - ceramică CGA;
    • μBGA (micro-BGA) - o serie de bile cu o distanță între bile mai mică de 1 mm;
    • FCBGA ( eng.  flip-chip ball grid array ) - o serie de bile pe un substrat, la care cristalul însuși cu un distribuitor de căldură este lipit, spre deosebire de PBGA (o serie de bile, un microcircuit într-o carcasă de plastic) cu un cristal în interiorul carcasei de plastic a microcircuitului;
    • LLP  este un pachet fără conduce.

Vezi și

• Montarea componentelor pe o placă de circuit imprimat
• Aplicație pentru determinarea valorii componentei SMD (Google Play) Arhivată 14 martie 2022 la Wayback Machine

Note

1. ↑ Fundamentele tehnologiei și echipamentelor de montare la suprafață . Data accesului: 13 decembrie 2010. Arhivat din original la 29 ianuarie 2012. (nedefinit)
2. ↑ Lipirea în faza de vapori . Data accesului: 13 decembrie 2010. Arhivat din original la 22 aprilie 2012. (nedefinit)
3. ↑ Moduri de lipire prin reflow . Consultat la 5 februarie 2008. Arhivat din original pe 21 aprilie 2012. (nedefinit)
4. ↑ Proprietăți, aplicare și depozitare a pastelor de lipit . Consultat la 5 februarie 2008. Arhivat din original pe 24 aprilie 2012. (nedefinit)
5. ↑ Acasă | Dispozitive industriale Panasonic (link indisponibil) . Preluat la 1 august 2011. Arhivat din original la 9 februarie 2014. (nedefinit) 
6. ↑ EN 140401-803

Link -uri

• Encyclopedia of Surface Mount Defects Arhivat 10 februarie 2008 la Wayback Machine // elinform.ru
• Fundamentele tehnologiei și echipamentelor pentru montarea pe suprafață Copie de arhivă din 29 ianuarie 2012 la Wayback Machine // elinform.ru