Элементы для технологии монтаж на поверхность (SMD - компоненты). Реферат по курсу Элементная база РЭС
Элементы для технологии монтаж на поверхность (SMD - компоненты). Реферат по курсу Элементная база РЭС
Реферат на тему:
Элементы для технологии монтаж на поверхность (SMD - компоненты)
по предмету:
Элементная база РЭС
Выполнил : студент 6-ого семестра
заочного обучения
Серов Николай
Преподаватель:
Москва 2004г.
Элементы для технологии монтаж на поверхность
(SMD - компоненты)
В современных электронных устройствах различного назначения широко
применяются компоненты, предназначенные для поверхностного монтажа (SMD).
Причем не только в малогабаритных изделиях, где их применение диктуется
суровой необходимостью, но и в таких устройствах, где место экономить не
требуется. Применение SMD-компонентов в таких изделиях свидетельствует
скорее о высокой культуре производства.
На заре развития электроники радиоэлементы были массивными и
крупногабаритными, монтаж использовали навесной - на пистонах и монтажных
планках, соединения выполнялись отдельными проводами. Пока выпуском
радиоприемников занимались мастерские и мелкие заводики, где один мастер
выполнял монтаж от начала до конца, эта технология еще годилась.
Расширение масштабов выпуска и усложнение конструкции изделий потребовали
перехода к конвейерной сборке и новой технологии монтажа.
Так в первой половине 50-х годов пошлого века в жизнь вошли печатные
платы. На каждом рабочем месте монтировалась одна деталь или блок,
смонтированная плата поступала на регулировку и окончательную сборку. Для
дальнейшего увеличения производительности оставалось исключить ручные
операции при монтаже. Сначала был автоматизирован процесс пайки выводов, а
затем и процесс установки деталей на плату.
Автоматизированный монтаж радиодеталей применялся еще в 70-е годы, но
распространение получил только к началу 80-х годов, поскольку требовалось
создать гибкие управляющие системы, точные манипуляторы и решить комплекс
проблем, связанных с самими радиодеталями. Традиционный способ установки
выводов деталей в отверстия печатных плат (Hole Mounting Details)
потребовал жесткого соблюдения допусков на координаты отверстий и
качественной формовки выводов. Конструкция печатных плат оставалась такой
же, как и в момент их появления, изменились только материалы. На смену
хрупкому гетинаксу пришел стеклотекстолит, на печатных проводниках
появилось защитное покрытие (маска), необходимое при пайке выводов
"бегущей волной" припоя.
Дельнейшее уменьшение размеров деталей потребовало полностью изменить
взгляд на конструкцию печатных плат. Отказ от монтажных отверстий позволил
исключить процесс формовки выводов, однако потребовалось разработать
способ фиксации деталей до пайки, либо совместить процесс установки с
пайкой. Детали традиционной конфигурации уже с трудом вписывались в рамки
новой технологии и на арену вышли компоненты, специально предназначенные
для поверхностного монтажа SMD (Surface Mounting Details). Конечно,
полностью заменить детали в традиционных корпусах они не могут - резисторы
большой мощности, конденсаторы большой емкости, индуктивности,
трансформаторы и силовые транзисторы используются обычные, но доля
крупногабаритных деталей в современных устройствах невелика.
Главная проблема, которая возникает при ремонте или диагностике устройства
с компонентами поверхностного монтажа - идентификация или "что там
внутри". Основная масса компонентов с разнообразной "начинкой" выпускается
в корпусах прямоугольной формы с короткими формованными жесткими выводами
или контактными площадками на нижней и боковых поверхностях. Используются
также короткие "балочные" цилиндрические корпуса с контактными площадками
по концам, в них устанавливают только диоды, стабилитроны, резисторы и
конденсаторы.
Несмотря на большое количество стандартов, регламентирующих требования к
SMD-компонентам, многие фирмы выпускают элементы в корпусах собственной
разработки. Встречаются ситуации, когда корпус под стандартным
обозначением имеет нестандартные размеры. Нет единой системы нумерации
выводов сходных корпусов. К тому же каждый производитель использует свою
систему маркировки, поэтому под одним обозначением могут оказаться
совершенно разные типы деталей, и в этой ситуации не поможет даже
справочник.
Более того, внешний вид корпуса не всегда может однозначно указать даже на
класс изделия. Например, в корпусе с тремя выводами может монтироваться не
только транзистор, но и стабилизатор напряжения или ключевой транзистор с
согласующим устройством. Корпуса с большим числом выводов могут включать в
себя не только микросхему, но и диодную сборку или оптрон. Цветная полоса
или выемка с одной стороны двухвыводного корпуса указывает на
положительный вывод конденсатора или катод диода (стабилитрона), но с
уверенностью сказать "кто из них" скрывается внутри можно только по
маркировке, не всегда однозначной.
Поэтому при идентификации компонентов нужно руководствоваться не только
внешним видом деталей, но и схемой включения, отталкиваясь от однозначно
определяемых соседних деталей. На многих платах присутствуют позиционные
обозначения элементов, это значительно облегчает задачу. Обозначения
состоят из буквы, обозначающей класс элемента и нескольких цифр условной
нумерации элемента в схеме устройства или функционального блока. Буквой Q
обычно обозначают аналоговые транзисторы, буквой D - ключевые транзисторы
и диоды, Z или ZD - стабилитроны, R - резисторы, C - конденсаторы, L -
индуктивности.
Компоненты для поверхностного монтажа (SMD) слишком малы, чтобы на их
корпусе была нанесена стандартная маркировка. Поэтому существует
специальная система маркировки таких компонентов: на корпус прибора
нанесем код, состоящий из двух или трех символов.
Как пользоваться представленной информацией
Чтобы идентифицировать SMD компонент нужно определить тип корпуса и
прочитать идентификационный код, нанесенный на него. Далее следует найти
такой код в алфавитном списке кодов.
К сожалению, не каждый код является уникальным. Например, компонент,
обозначенный как 1A, может быть как BC846A, так и FMMT3904. Даже один и
тот же производитель может использовать один код для разных компонентов. В
таких случаях следует использовать тип корпуса для более точной
идентификации.
Различные варианты кодировки
Многие производители используют дополнительные символы в качестве своего
собственного идентификационного кода. Так, например, компоненты от Philips
обычно имеют строчную букву 'p' в дополнение к коду; компоненты от Siemens
обычно имеют дополнительную строчную букву's'. К примеру, если на
компонент нанесен код 1Ap, следует смотреть 1A. В соответствии с таблицей
имеется четыре разных варианта:
1A BC846A Phi ITT N BC546A
1A FMMT3904 Zet N 2N3904
1A MMBT3904 Mot N 2N3904
1A IRLML2402 IR F n-ch mosfet 20V 0.9A
Однако, поскольку компонент имеет 'p' суффикс, он произведен фирмой
Philips, а значит он - BC846A.
Многие новые компоненты фирмы Motorola имеют после кода верхний индекс
-маленькую букву, например SAC. Эта буква - всего лишь месяц изготовления.
Многие приборы от Rohm Semiconductors, начинающиеся на букву G,
эквивалентны приборам с маркировкой, равной оставшейся части кода.
Например, GD1 - то же самое, что и D1, то есть BCW31.
Некоторые приборы имеют единственную цветную букву (обычно это диоды в
очень маленьких корпусах). Цвет, если он имеет значение, указан в таблице
в скобках после кода.
Некоторую сложность может представить дифференциация разных типов корпусов
одного и того же прибора. Кпримеру 1K в корпусе SOT23 - это BC848B (с
рассеиваемой мощностью 250 мВт), а 1K в корпусе SOT323 - это BC848BW (с
рассеиваемой мощностью 200 мВт). В представленных таблицах такие приборы
обычно рассматриваются как эквивалентные.
Суффикс 'L' обычно указывает на низкопрофильный корпус, такой как SOT323
или SC70. 'W' - признак уменьшенного варианта корпуса, такого как SOT343.
Некоторые проблемы возникают с приборами перевернутого типа. Такие приборы
часто имеют букву 'R' в маркировке. Их выводы соответствуют выводам
обычного прибора, перевернутого вверх ногами. Таким образом, это
зеркальное отображение традиционного корпуса. Индентификация обычно
осуществляется по коду, но некоторые производители используют одинаковый
код. В этом случае потребуется сильное увеличительное стекло. Выводы
обычных корпусов выходят наружу близко к той стороне прибора, которая
соприкасается с поверхностью печатной платы, а у приборов перевернутого
типа выводы расположены ближе к верхней стороне корпуса прибора.
Аналогичные приборы и другая информация
Там, где возможно, в списке указан тип обычного (не SMD) прибора, имеющего
эквивалентные характеристики. Если такой прибор общеизвестен, другой
информации не дается, для менее известных приборов даны некоторые
дополнительные сведения. Если аналогичного прибора не существует,
приведено краткое описание прибора, которое может иметь значение при
выборе замены.
При описании характеристик прибора используются некоторые параметры,
характерные для конкретного прибора. Так, напряжение, указанное для
выпрямляющего диода - это чаще всего максимальное пиковое обратное
напряжение диода, а для стабилитронов (диодов Зенера - zener diode) дается
напряжение стабилизации. Обычно, если указаны величины напряжений, токов
или мощностей - это предельные значения. Например, прибор, описанный в
таблице как NPN 20V 0.1A 1W, является биполярным NPN транзистором с
максимальным напряжением коллектор-эмиттер 20 В, максимальным током
коллектора 100 мА и максимальной рассеиваемой мощностью 1 Вт. Некоторые
типы транзисторов имеют встроенные резисторы, в этом случае под базовым
резистором понимается резистор, соединенный последовательно с базой. Когда
указано два сопротивления, первое из них - это величина базового
резистора, второе - резистор между базой и эмиттером.
Кроме таблиц в данном описании приведены типы и размеры корпусов,
применяемые аббревиатуры, цветовая маркировка диодов и маркировка
электролитических конденсаторов.
Корпуса компонентов для поверхностного монтажа (SMD)
0x08 graphic
Несмотря на большое количество стандартов, регламентирующих требования к
корпусам электронных компонентов, многие фирмы выпускают элементы в
корпусах, не соответствующих международным стандартам. Встречаются также
ситуации, когда корпус, имеющий стандартные размеры, имеет нестандартное
название.
Часто название корпуса состоит из четырех цифр, которые отображают его
длину и ширину. Но в одних стандартах эти параметры задаются в дюймах, а в
других — в миллиметрах. Например, название корпуса 0805 получается
следующим образом: 0805 = длина х ширина = (0.08 х 0.05) дюйма, а корпус
5845 имеет габариты (5.8 х 4.5) мм: Корпуса с одним и тем же названием
могут иметь разную высоту, различные контактные площадки и выполнены из
различных материалов, но рассчитаны для монтажа на стандартное
установочное место. Ниже приведены размеры в миллиметрах наиболее
популярных типов корпусов.
0x08 graphic
+--------------------------------------------------------------+
|Тип корпуса | L* | W* | Н** (мм) |k (мм)| Примечание |
| | |(мм)| | | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|0402(1005) |1.0 |0.5 |0.35...0.55| 0.2 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|0603 (1608) |1.6 |0.8 |0.45...0.95| 0.3 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|0805 (2012) |2.0 |1.25| 0.4...1.6 | 0.5 | ГОСТ PI-12-0.062 |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|1206 (3216) |3.2 |1.6 |0.4...1.75 | 0.5 | ГОСТ P1-12-0.125; |
| | | | | | P1-16 |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|1210 (3225) |3.2 |2.5 |0.55...1.9 | 0.5 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|1218 (3245) |3.2 |4.5 |0.55...1.9 | 0.5 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|1806 (4516) |4.5 |1.6 | 1.6 | 0.5 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|1808 (4520) |4.5 |2.0 | 2.0 | 0.5 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|1812 (4532) |4.5 |3.2 | 0.6...2.3 | 0.5 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|2010 (5025) |5.0 |2.5 | 0.55 | 0.5 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|2220 (5750) |5.7 |5.0 | 1.7 | 0.5 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|2225 (5763) |5.7 |6.3 | 2.0 | 0.5 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|2512 (6432) |6.4 |3.2 | 2.0 | 0.6 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|2824 (7161) |7.1 |6.1 | 3.9 | 0.5 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|3225 (8063) |8.0 |6.3 | 3.2 | 0.5 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|4030 |10.2|7.6 | 3.9 | 0.5 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|4032 |10.2|8.0 | 3.2 | 0.5 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|5040 |12.7|10.2| 4.8 | 0.5 | |
|------------+----+----+-----------+------+--------------------|
|6054 |15.2|13.7| 4.8 | 0.5 | |
+--------------------------------------------------------------+
0x08 graphic
+--------------------------------------------------------+
| Тип | L* | W* | H** | F | Примечание |
| корпуса | (мм) | (мм) | (мм) | (мм) | |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| 2012 | 2.0 | 1.2 | 1.2 | 1.1 | EIAJ |
| (0805) | | | | | |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| 3216 | 3.2 | 1.6 | 1.6 | 1.2 | EIAJ |
| (1206) | | | | | |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| 3216L | 3.2 | 1.6 | 1.2 | 1.2 | EIAJ |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| 3528 | 3.5 | 2.8 | 1.9 | 2.2 | EIAJ |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| 3528L | 3.5 | 2.8 | 1.2 | 2.2 | EIAJ |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| 5832 | 5.8 | 3.2 | 1.5 | 2.2 | - |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| 5845 | 5.8 | 4.5 | 3.1 | 2.2 | EIAJ |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| 6032 | 6.0 | 3.2 | 2.5 | 2.2 | EIAJ |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| 7343 | 7.3 | 4.3 | 2.8 | 2.4 | EIAJ |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| 7343Н | 7.3 | 4.3 | 4.3 | 2.4 | EIAJ |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| DO-214AA | 5.4 | 3.6 | 2.3 | 2.05 | JEDEC |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| DO-214AB | 7.95 | 5.9 | 2.3 | 3.0 | JEDEC |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| DO-214AC | 5.2 | 2.6 | 2.4 | 1.4 | JEDEC |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| DO-2 ИВА | 5.25 | 2.6 | 2.95 | 1.3 | JEDEC |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| SMA | 5.2 | 2.6 | 2.3 | 1.45 | MOTOROLA |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| SMB | 5.4 | 3.6 | 2.3 | 2.05 | MOTOROLA |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| SMC | 7.95 | 5.9 | 2.3 | 3.0 | MOTOROLA |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| 0x08 | | | | | |
| graphic | 5.5 | 3.8 | 2.5 | 2.2 | ST |
| SOD 6 | | | | | |
|-----------+-------+-------+-------+-------+------------|
| SOD 15 | 7.8 | 5.0 | 2.8 | 3.0 | ST |
+--------------------------------------------------------+
+------------------------------------------------------------------+
| Тип | L* | L1* | W* | H** | B | Примечание |
| корпуса | (мм) | (мм) | (мм) | (мм) | (мм) | |
|----------+--------+--------+--------+-------+-------+------------|
| DO-215AA | 4.3 | 6.2 | 3.6 | 2.3 | 2.05 | JEDEC |
|----------+--------+--------+--------+-------+-------+------------|
| D0-215AB | 6.85 | 9.9 | 5.9 | 2.3 | 3.0 | JEDEC |
|----------+--------+--------+--------+-------+-------+------------|
| DO-215AC | 4.3 | 6.1 | 2.6 | 2.4 | 1.4 | JEDEC |
|----------+--------+--------+--------+-------+-------+------------|
| DO-21SBA | 4.45 | 6.2 | 2.6 | 2.95 | 1.3 | JEDEC |
|----------+--------+--------+--------+-------+-------+------------|
| ESC | 1.2 | 1.6 | 0.8 | 0.6 | 0.3 | TOSHIBA |
|----------+--------+--------+--------+-------+-------+------------|
| SOD-123 | 2.7 | 3.7 | 1.55 | 1.35 | 0.6 | PHILIPS |
|----------+--------+--------+--------+-------+-------+------------|
| SOD-323 | 1.7 | 2.5 | 1.25 | 1.0 | 0.3 | PHILIPS |
|----------+--------+--------+--------+-------+-------+------------|
| SSC | 1.3 | 2.1 | 0.8 | 0.8 | 0.3 | TOSHIBA |
+------------------------------------------------------------------+
0x08 graphic
+--------------------------------------------------------+
| Тип корпуса | L* | D* | F* | S* | Примечание |
| | (мм) | (мм) | (мм) | (мм) | |
|-------------+------+------+------+-------+-------------|
| DO-213AA | 3.5 | 1.65 | 048 | 0.03 | JEDEC |
| (SOD80) | | | | | |
|-------------+------+------+------+-------+-------------|
| DO-213AB | 5.0 | 2.52 | 0.48 | 0.03 | JEDEC |
| (MELF) | | | | | |
|-------------+------+------+------+-------+-------------|
| DO-213AC | 3.45 | 1.4 | 0.42 | - | JEDEC |
|-------------+------+------+------+-------+-------------|
| ERD03LL | 1.6 | 1.0 | 0.2 | 0.05 | PANASONIC |
|-------------+------+------+------+-------+-------------|
| ER021L | 2.0 | 1.25 | 0.3 | 0.07 | PANASONIC |
|-------------+------+------+------+-------+-------------|
| ERSM | 5.9 | 2.2 | 0.6 | 0.15 | PANASONIC, |
| | | | | | ГОСТ Р1-11 |
|-------------+------+------+------+-------+-------------|
| MELF | 5.0 | 2.5 | 0.5 | 0.1 | CENTS |
|-------------+------+------+------+-------+-------------|
| SOD80 | 3.5 | 1.6 | 0.3 | 0.075 | PHILIPS |
| (miniMELF) | | | | | |
|-------------+------+------+------+-------+-------------|
| SOD80C | 3.6 | 1.52 | 0.3 | 0.075 | PHILIPS |
|-------------+------+------+------+-------+-------------|
| SOD87 | 3.5 | 2.05 | 0.3 | 0.075 | PHILIPS |
+--------------------------------------------------------+
* В зависимости от технологий, которыми обладает фирма, варьируются и
нормируемые разбросы относительно базовых габаритов. Наиболее
распространенные допуски: ±0.05 мм — для корпуса длиной до 1 мм, например
0402; ±0.1 мм — до 2 мм, например SOD-323; ±0.2 мм — до 5 мм; ±0.5 мм —
свыше 5 мм. Небольшие расхождения в размерах у разных фирм обусловлены
различной степенью точности перевода дюймов в мм, а также указанием только
min, max или номинального размера.
** Корпуса с одним и тем же названием могут иметь разную высоту. Это
обусловлено: для конденсаторов — величиной емкости и рабочим напряжением,
для резисторов — рассеиваемой мощностью и т.д.
Сквозная нумерация наиболее популярных корпусов SMD
0x08 graphic
+-------------------------------------------------------------------------------------------+
| JEDEC* | EIAJ* | PHILIPS | ROHM | SANYO | HITACHI | MOTOROLA | TOSHIBA ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | | SIEMENS | | | | | KEC ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | | CENTS* | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | | MAXIM | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| TO-236 | SC-59 | SOT-346 | SMD/T3 | | MPAK2 | SC-59 | S-MINI ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| TO-236AB | | SOT/SOD-23 | SSDA3 | CP | | SOT-23 | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| TO-243AA | SC-62 | SOT-89A | MPT3 | | UPAK | | PW-MINI ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| TO-243AB | | SOT-89B | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| TO-252-3 | SC-63 | | CPT3 | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| TO-253 | | SOT-143 | SMD/T4 | | | SOT-143 | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| TO-253 | | SOT-143R | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | | SOD-123 | | | | SOD-123 | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | | SOD-323 | UMD2 | | | | USC ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | | SOT-343 | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | | SOT-343R | | | CMPAK4 | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | | SOT-87 | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | SC-70 | SOT-323 | UMD/T3 | MCP | CMPAK | SOT-323 | USM ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | SC-74 | | SMD/T6 | | | | SM6 ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | SC-74A | | SMD/T5 | | | | SMV ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | SC-75A | SOT-416 | EMD/T3 | | | | SSM ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | SC-79 | SOD-523 | EMD2 | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | SC-82 | | UMD/T4 | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | SC-88 | SOT-363 | UMD/T6 | | | | US6 ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| 0x08 | SC-88A | SOT-353 | UMD/T5 | | | | USV ||
| graphic | | | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| Тип | PHILIPS | TDK | SGS-THOMSON | PANASONIC | CTC | ROHM | SAMSUNG ||
| корпуса | | | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | MURATA | MALLORY | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | AVX* | SYFER | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | VISHAY | KEMET | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+----------|
| | |VITRAMON | | | | | |
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+----------|
| | | BOURNS | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | | SINCERA | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| | | YAGEO | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| 402 | 402 | | | 10 | 6 | | 5 ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| 603 | 603 | 603 | AN21 | 11 | 8 | 18 | 10 ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| 805 | 805 | 805 | AN12 | 12 | 12 | 21 | 21 ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| 1206 | 1206 | 1206 | AN20 | 13 | | 31 | 31 ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| 1210 | 1210 | 1210 | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| 1218 | 1218 | | | | | | ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| 1812 | 1812 | | | | | | 43 ||
|----------+---------+------------+-------------+-----------+---------+----------+---------||
| 0x08 | | | | | | | ||
| graphic | 2220 | | | | | | ||
| 2220 | | | | | | | ||
+-------------------------------------------------------------------------------------------+
+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Тип | ST* | FUJITSU | HITACHI | NEC | PANAS* | | VISHAY | PHILIPS | ROHM | |
| корпуса | | | | | | | | | | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------| |--------+---------+------++ |
| | NOVER | | | MATSUO | | | | | || |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------| | |---------+------+++ |
| | AVX* | | | SAMSUNG | | MOT* | | | ||| |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------| | | |------++++ |
| | S+M* | | | ELNA | | CS* | | | |||| |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------| | | | |+++-----+ |
| | | | | KEMET | | | | | |||| | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------| | | | ||++-----+---------+ |
| | | | | NACC | | | | | |||| | | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------| | | | |||+-----+---------+------|
| | | | | MALLORY | | | | | |||| | | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------+------| | | ||||-----+---------+------|
| 1608 | | | | | E | | | | |||| | | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------+------| | | ||||-----+---------+------|
| 2012 | | | P | | D | | | | |||| | | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------+------| | | ||||-----+---------+------|
| 3216 | A | A | A | A | Y | | | | |||| A | | A |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------+------| | | ||||-----+---------+------|
| 3216L | | | UA | | | | | | |||| | | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------+------| | | ||||-----+---------+------|
| 3528 | B | BI | B | B | B | | | | |||| 8 | | B |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------+------| | | ||||-----+---------+------|
| 3528L | | B2 | UB | | | | | | |||| | | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------+------| | | ||||-----+---------+------|
| 5832 | | | UC | | | | | | |||| | | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------+------| | | ||||-----+---------+------|
| 5845 | | | D | | V | | | | |||| | | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------+------| | | ||||-----+---------+------|
| 6032 | C | C | C | C | C | | | | |||| C | | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------+------| | | ||||-----+---------+------|
| 7343 | D | E | E | D | D | | | | |||| D | | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------+------| | | ||||-----+---------+------|
| 7343H | E | | G | X | | | | | |||| | | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------+------| | | ||||-----+---------+------|
| DO-214AA | | | | | | SMB | | | |||| SMB | | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------+------| | | ||||-----+---------+------|
| DO-214AB | | | | | | SMC | | | |||| SMC | | |
|----------+-------+---------+---------+---------+--------+------| | | ||||-----+---------+------|
| DO-214AC | | | | | | SMA | | | |||| SMA | SOD-106 | PMDS |
|----------------------------------------------------------------| | | ||||----------------------|
| | | | |||| |
| | | | |||| |
| | | | |||| |
| | | | |||| |
| | | | |||| |
| | | | |||| |
+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
* Расшифровку аббревиатур см. далее.
** Наметилась тенденция, когда рядом с внутрифирменным обозначением
корпуса указывается название этого корпуса по одному из стандартов — JEDEC
или EIAJ.
*** У разных фирм под одним и тем же названием могут быть корпуса с
отличающимися размерами; не указаны корпуса, которые внешне похожи на
представленные, но имеют габаритные размеры, отличающиеся от стандартных,
например SOD15 фирмы SGS-Thomson.
Интегральные схемы в корпусах QFP с малым и сверхмалым шагом
Общемировое потребление микросхем в пластиковых корпусах QFP достигло
почти 6 млрд еще в 1995 г. и с тех пор ежегодно возрастает примерно на 25
%. Эта тенденция сохранилась и до 2000 г. и, возможно, будет иметь место и
далее.
Следует отметить значительный опыт, накопленный в Японии и США в сфере
производства данных компонентов, а также весьма конкурентоспособное
«ноу-хау», подкрепленное соответствующим оборудованием, которое позволяет
выдерживать жесткие рамки техпроцессов, требуемые для поддержания высоких
коэффициентов воспроизводимости при работе с микросхемами с шагом выводов
от 0,4 до 0,25 мм.
В ближайшие годы наиболее важными вопросами при производстве корпусов QFP
будут следующие:
* ограничение периметра интегральной схемы будет и далее работать против
естественного желания конструкторов повысить функциональность, или,
другими словами: либо больше корпус компонента, либо меньше шаг
выводов;
* процесс нанесения припойных паст методами трафаретной печати на
контактные площадки QFP и далее будет оставаться основным процессом,
вызывающим снижение коэффициентов воспроизводимости сборочной системы.
Это уже сейчас приводит к тому, что автоматические системы оптической
инспекции количества и качества нанесения припойной пасты становятся
неотъемлемой частью даже относительно простых автоматических станков
для трафаретной печати.
* как и сейчас, особое внимание будет уделяться аккуратному обращению с
компонентом при формовке его выводов, тестировании и транспортировке
на сборочное производство.
Компоненты TAB (Tape Automated Bonding)
Как известно, в технологии TAB кремниевые кристаллы крепятся к полимерной
ленте, формирующей внутренние соединения выводов чипа. Присоединение
выводов чипа к сборке второго уровня (голой печатной плате либо иной
подложке) достигается при помощи внешних выводов полимерной ленты. Для
соединения внешних выводов компонента TAB с подложкой обычно используются
методы контактной пайки, пайки горячим газом или лазерной микросварки.
Полностью технология TAB освоена только весьма ограниченным кругом ведущих
технологических фирм мира.
Касаясь тенденций развития этой технологии, необходимо отметить, что TAB
то периодически появляется в мировой электронной сборке, то опять уходит в
тень.
Самым широким применением технологии TAB в США в настоящий момент является
процессор Pentium для портативных персональных компьютеров (ноутбуков). За
пределами США значительными применениями TAB являются различного рода
жидкокристаллические драйверы на стекле. В обозримом будущем вероятно, что
технология TAB скорее всего будет вытеснена из микропроцессорной индустрии
такими компонентами, как BGA (Ball Grid Array) или флип-чип (flip chip). В
качестве примера можно привести портативный компьютер Fujitsu Biblio
Subnotebook, где Pentium выполнен в виде флип-чипа на мультичиповом модуле
(MCM), или другие более современные системы.
Компоненты BGA (Ball Grid Array)
В последние годы вся инфраструктура BGA развивалась стремительно, и сейчас
известно много видов этого типоразмера, включая пластиковые, керамические,
металлические, стеклокомпозитные, ленточные и другие, а также микро-mBGA,
более всего напоминающие собой открытые кристаллы, а не традиционные BGA.
Касаясь темы ценовой конкуренции между BGA и другими ИС с расположением
выводов по периметру корпуса, следует дифференцировать ответ на этот
вопрос в зависимости от конкретного применения, но тем не менее BGA
является верным решением там, где количество каналов ввода/вывода ИС
превышает 256. Использование корпуса BGA при количестве выводов менее, чем
256, может быть оправдано только преимуществами в функциональности,
размере либо в общей стоимости электронного модуля. Пайка BGA является
отработанным и очень устойчивым процессом при наличии технологического
оборудования и материалов надлежащего класса. С другой стороны, по
сравнению с другими корпусами ИС, ремонт электронных модулей и визуальный
контроль выводов BGA затруднены.
Интерес к BGA гораздо выше в Северной Америке, чем в Японии и Азии в
целом. Более или менее заметные объемы в производстве этих компонентов
были достигнуты в 1996 г., но составили только 50 млн штук. С тех пор их
потребление растет очень быстро, поскольку его стимулирует большой интерес
электронной отрасли мира к сложным компонентам с большим количеством
каналов ввода/вывода.
Компоненты CSP (Chip-Scale Packages)
Малоизвестные отечественным технологам компоненты CSP пока не прошли
период своего «младенчества» также в Японии и США. Тем не менее ведется
работа по изучению всего изобилия возможных конструктивов и форм, например
возможностей расположения выводов по заказу потребителя или подача
компонентов в сборочные линии непосредственно из «вафельницы» (wafer)
производителя.
В общем, CSP обычно определяется как компонент, размером не более, чем на
20 % превышающий размер самого кристалла. Первоочередными областями
применения этих компонентов являются микросхемы памяти (особенно, флэш),
микросхемы управления (аналого-цифровые преобразователи, логические схемы
с низким количеством каналов входа/выхода и микроконтроллеры), схемы
цифровой обработки (например, процессоры цифровой обработки сигнала
(DSP)), а также микросхемы специального применения (ASIC) и
микропроцессоры.
В компонентах CSP просматривается хорошая альтернатива флип-чипам,
поскольку очевидны преимущества стандартного расположения контактных
площадок, возможностей теста и прожига, а также отсутствия необходимости в
специальном техпроцессе подготовки чипа. Однако широкое применение CSP
следует ожидать не ранее, чем через несколько лет. Под большим вопросом в
настоящий момент стоит надежность компонентов и их конкурентоспособная
цена. Кроме того, инфра-структура CSP до сих пор находится в зачаточном
состоянии.
Тем не менее много компаний, в том числе ряд очень крупных, ведут
серьезную работу над этими критическими вопросами и уже в настоящее время
производят высокофункциональные микросхемы, используя корпуса CSP.
Компоненты флип-чип (flip chip)
Эти компоненты заслуженно завоевали свое место под солнцем благодаря своим
очевидным преимуществам, к которым относятся:
* экономия места на печатной плате;
* небольшая высота и незначительный вес;
* снижение стоимости материалов;
* сокращение длины соединений, что обеспечивает лучшие электрические
параметры;
* меньшее количество соединений, что сокращает количество потенциальных
узлов отказа и обеспечивает более эффективное распределение тепловой
энергии.
Но как и все остальные, эта популярная технология, в последние годы в
чем-то символизирующая передовые тенденции технологии монтажа на
поверхность (SMD), имеет и свои минусы, вызывающие беспокойство:
* дороговизна технологии прикрепления (полусферических) выводов к
кристаллу;
* чрезвычайно плотная разводка платы под посадочное место для флип-чипа,
что приводит к повышению расходов на голую плату;
* больший объем работы технологов по оптимальному выбору флюсующих
веществ и адгезивов в зависимости от вида флип-чипа, подложки и
процесса;
* трудности в контроле качества техпроцесса флип-чипов, а также ремонта
плат с их применением.
Кроме того, до сих пор не решен вопрос со стабильно высоким уровнем выхода
годных кристаллов. Время цикла сборочной системы с применением технологии
флип-чип может быть довольно долгим из-за этапов нанесения специальных
материалов и процессов их отверждения. Особое внимание должно быть
обращено на распределение тепловой энергии для обеспечения высокой
надежности сборки.
Инфраструктура поддержки технологии флип-чип для электронной индустрии до
сих пор развита не столь сильно, как других стандартных технологий.
Баланс всех вышеперечисленных факторов приводит к тому, что соотношение
инвестиций и преимуществ при внедрении технологии флип-чип практически
целиком зависит от конкретного применения и конечного электронного модуля.
Хотелось бы выделить следующие особенности в развитии технологии флип-чип:
* 60 % всего мирового потребления флип-чипов приходится на микросхемы с
низким числом каналов ввода/вывода, используемых в производстве
электронных часов и автомобильной электроники;
* далее следуют микросхемы со средним числом каналов ввода/вывода,
используемые в драйверах дисплеев, модулях формата PCMCIA, а также
изделиях компьютерной техники большего формата;
* и, наконец, микросхемы с числом каналов ввода/вывода от 2000 и выше, в
которых используются исключительно кристаллы высокой степени
надежности, как правило, монтируемые на керамические подложки;
* использование флип-чипов в изделиях высокой степени надежности будет
сильно зависеть от отработки надежной и повторяемой технологии их
производства/подготовки;
Ожидается рост использования флип-чипов в портативных средствах связи,
что, вероятно, будет актуально и для электроники России в ближайшие
несколько лет, а также в изделиях компьютерной техники высокой степени
сложности.
Корпусированный флип-чип будет иметь не худшие перспективы, чем открытый
флип-чип, монтируемый на печатную плату (FCOB).
Современные тенденции в развитии корпусных технологий для SMD монтажа .
Пассивные компоненты (резисторы, конденсаторы, индуктивности и др.), а
также дискретные полупроводники имеют сегодня такое широкое применение,
которые трудно было прогнозировать десять лет назад. Например, процент
дискретных компонентов для ИС растет с появлением каждой новой модели
мобильных телефонов. Так, число пассивных компонентов в мобильном телефоне
с 450 в 1998 году возросло до 600 в 2000 г. За счет увеличения диапазона
рабочих частот увеличивается доля дискретных компонентов и на материнских
платах. Если процессор Intel 486 содержал 124 пассивных компонента, то
Pentium III содержит уже 440.
Данные тенденции требуют уменьшения габаритных размеров компонентов для
поверхностного монтажа и увеличения их функциональных возможностей. В
отличие от ИС, для дискретных компонентов тип корпуса имеет первостепенное
значение. В частности, для резисторов и индуктивностей именно дизайн
является ключевым моментом выбора изделия. Тем не менее, основная
тенденция здесь - не создание новых миниатюрных типов корпусов, а
улучшение качественных характеристик компонентов в уже существующих SO
корпусах.
На сегодняшний день существует множество SMD корпусов, но, тем не менее,
не всегда широко применяемые компоненты доступны в этих типах корпусов.
Поскольку внедрение новых типоразмеров требует длительного периода для
настройки и наладки оборудования автоматизированных линий производства,
наиболее предпочтительный выбор для потребителя - это расширение
параметров спецификации компонентов. Примером этому могут служить
резисторы и индуктивности в корпусе 0805, резистивные делители в корпусе
SOT-23 и мощные MOSFET в SC-70.
Другая тенденция в развитии корпусных технологий - это замена компонентов
с выводами для пайки на плату SMD версией, что способствует более
рациональному использованию площади печатной платы. Универсальным примером
здесь могут служить резисторы с высокой мощностью рассеивания (3Вт) и с
сопротивлением 1 мОм размером 11.6 х 7 мм.
Несмотря на непрерывный процесс развития дизайна электронных компонентов,
неискоренимо вечное стремление разработчиков к еще большему уменьшению
размеров параллельно с улучшением показателей теплопроизводительности. В
первую очередь это относится к диодам, мощным резисторам и транзисторам.
Например, новый чипсет ChipFET power MOSFET имеет новый корпус,
напоминающий корпус 0805 чип-резистора при значительно улучшенных тепловых
показателях. 1206-8 ChipFET размером 3.05 х 1.80 мм компактнее корпуса
SOT-23 и при этом имеет его эксплуатационные данные соответствуют TSOP-6.
Иногда, даже незаметные нововведения имеют решающее значение. Например,
корпус круглых диодов всегда вызывал множество проблем при
высокоскоростной сборке на автоматизированных линиях производства.
Решением этой проблемы стали корпуса типа QuadroMELF или MicroMELF.
Отдельную нишу в развитии корпусных технологий для поверхностного монтажа
занимает интеграция компонентов в единый корпус. Например, тонкопленочные
резисторные сборки VSSR и VTSR включают в себя до 23 резисторов в одном
SMD или SO корпусе. Интеграция большого числа пассивных и активных
компонентов в один стандартный корпус заметно экономит место на плате и
значительно снижает конечную стоимость продукта.
Всего лишь несколько лет назад компоненты в корпусах TAB (Tape Automated
Bonding) и соответствующая технология их подготовки, монтажа и пайки,
казалось, устоялись в качестве переднего края стандартной промышленной
технологии. Сегодня же технологии монтажа флип-чипов (flip chip) или BGA
(Ball Grid Array) значительно укрепились на рынке и могут также
претендовать на стандартные. Нельзя не отметить такое явление, как
«нестандартные компоненты» (odd form components), которые время от времени
осложняют жизнь технологам, заставляя их, в буквальном смысле слова,
продевать нитку в иголку с ушком втрое меньшего диаметра.
Также хотелось бы перечислить некоторые иные весомые тенденции в
сборочно-монтажной индустрии, имеющие место в настоящее время:
* сборочные системы все более и более будут полагаться на программное
обеспечение и зависеть от него;
* будет улучшаться коэффициент использования оборудования;
* качественные показатели сборки плат (в первую очередь реальные
коэффициенты дефектов сборки) будут улучшаться, вовлекая в этот
процесс все большее число производителей оборудования;
* ожидается сокращение удельной стоимости монтажа компонента, как
простого, так и сложного;
* ожидается увеличение производительности в пересчете на 1 м2 площади
помещения;
* как противовес проверенным и доминирующим концепциям
сборочно-монтажных линий будет продолжаться проработка альтернативных
концепций и оборудования в целях поиска преимуществ в конкуренции.
Главным направлением при производстве электронных модулей остается
снижение себестоимости сборки при поддержании стабильно высокого уровня
качества. Проблемы себестоимости волнуют как фирмы-производители своих
собственных изделий, так и фирмы, работающие под заказ.
Ужесточаются требования к большей контролируемости и предсказуемости
сборочно-монтажных процессов. К примеру, показатели точности монтажа
SMD-компонентов предоставляются ведущими производителями с привязкой к
уровню распределения погрешности не хуже 5s (сигма). Практически ушел в
прошлое стандарт 3s — сейчас им пользуются только для спецификации
оборудования, рассчитанного на работу с самыми простыми компонентами.
Достаточно обязательным стало и предоставление данных по окончательному
коэффициенту дефектов сборки, вызванных самим оборудованием. Этот
коэффициент также зависит от сложности обрабатываемых компонентов, но для
критически сложных ИС не должен быть хуже 50 DPM (Defects per Million),
или, в более привычном процентном выражении, 99,995 % годных.
Неоспоримым фактом является то, что общемировое потребление дискретных
пассивных компонентов, или чип-компонентов, продолжает свой быстрый рост.
Если текущие темпы роста будут сохраняться, то общее потребление индустрии
очень скоро достигнет одного триллиона чип-компонентов. Из этого
количества наибольшие процентные доли приходятся на автомобильную
электронику (30 %), средства связи (20 %) и производство компьютерной
техники (10 %).
Относительное количество чипов в процентном отношении к общему числу
компонентов на печатной плате в последние годы возросло также вследствие
увеличения количества каналов ввода/вывода в среднем электронном модуле.
Однако эта тенденция может и измениться, в первую очередь, из-за более
широкого применения пассивных слоев на подложках и увеличения интеграции
кремния.
Ссылки:
www.itis.spb.ru/win/smd/smdintro.htm
www.kazus.ru
www.dialelectrolux.ru
www.bluesmobil.com
http://un7ppx.narod.ru/info/smd/packet.htm
http://cd-electronics.narod.ru/smd/packet.htm
www.elcp.ru
www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/02_02/stat_120.htm
www.platan.ru/news/news351.html
0x01 graphic
0x01 graphic
| 
