Surface Mount Technology (SMT): Typen, voordelen en componentbeschikbaarheid

Surface Mount Technology (SMT) is redelijk vergelijkbaar met componenten voor Through-hole Technology qua functie; zij zijn echter relatief beter in termen van elektrische prestaties. De componenten die in elektronica gebruikt worden, zijn niet altijd beschikbaar voor SMT, dit kan echter opgelost worden door mix-and-match surface mount assembly te gebruiken.

Beschikbaarheid van SMC's:

Het gebruik van componenten, lead-configuraties en pakkettypen om een product te vormen is niet precies simpel; Vooral in SMT is het gebruik van componenten complex door de reeks eisen. Bijvoorbeeld: ze moeten hoge temperaturen weerstaan, ze moeten correct geplaatst en gesoldeerd worden zodat het product aan de eisen voldoet. Er zijn veel standaarden van verschillende componenten om uit te kiezen, terwijl sommigen er helemaal geen hebben. Sommigen zijn met korting beschikbaar, anderen zijn van de beste kwaliteit. Het SMT-veld evolueert constant en verandert om de diverse problemen op te lossen die ontstaan uit de standaardisering van componenten en economische en technische kwesties.

Er zijn twee basistypen, actieve en passieve surface mount elektronische componenten.

Passieve Surface Mount Elektronische Componenten (SMC's):

Componenten die geen additionele vermogensversterking aan de schakeling of het apparaat leveren, worden passieve componenten genoemd. Hun gebruik is wat eenvoudiger in SMT. Hun vormen zijn meestal rechthoekig of cilindervormig. Passieve surface mount weerstanden en condensatoren komen ook in verschillende behuizingformaten, zodat ze in allerlei toepassingen gebruikt kunnen worden.

1: Surface Mount Discrete Weerstanden: Deze zijn van twee hoofdtypes, dikke film en dunne film.

• Dikke surface mount weerstanden worden gebouwd door een weerstandsfilm op een plat alumina-oppervlak te printen. De weerstandswaarde wordt verkregen door de variantie tussen de samenstelling van de weerstandspasta voor het printen en na het printen te controleren, samen met lasertrimmen van de film.

• Dunne film weerstanden worden gebouwd met het weerstandselement op een keramische basis met een beschermende coating erboven. Het heeft ook gesoldeerde afwerkingen aan de zijkanten die een adhesielaag op het keramische substraat en nikkel-onderlaag gevolgd door soldeercoating hebben. De nikkel-onderlaag helpt de soldeerbaarheid van de afwerkingen te behouden.

Weerstanden komen in verschillende watt-waarden zoals 1/16, 1/10, 1/8 en 1/4 in 1-100 megaohm weerstand voor verschillende formaten (0402, 0603, 0805, 1206 en 1210 etc.) en tolerantie.

2: Surface Mount Weerstandsnetwerken: Ook bekend als R-packs, deze worden gemeenschappelijk gebruikt als vervanging voor een serie discrete weerstanden, d.w.z. een combinatie van verschillende weerstanden. De lichaamsafmetingen kunnen variëren. Over het algemeen komen ze in 16-20 pennen.

3: Surface Mount Keramische Condensatoren: Een keramische condensator is een vaste-waarde condensator waarin het keramische materiaal fungeert als diëlectricum. Ze zijn ideaal voor hoogfrequente toepassingen en worden ook gebruikt in ontkoppeltoepassingen. Ze zijn zeer betrouwbaar en zijn gebruikt in automotive, militair en luchtvaarttoepassingen.

4: Surface Mount Tantalum Condensatoren: Het hier gebruikte diëlectricum kan keramisch of tantalum zijn. Ze bieden hogere efficiëntie en betrouwbaarheid. De plastisch gegoten tantalum condensatoren hebben leads in plaats van afwerkingen, vereisen geen solderen en er zijn geen plaatsingszorgen. Hun capaciteit varieert van 0,1-100 µF en van 4-50 V. Ze kunnen ook op maat gemaakt worden.

5: SMT Tubulaire Passieve Componenten: Metal Electrode Leadless Face (MELFs) is een type cilindrisch vormgegeven apparaat. Het wordt gebruikt voor weerstanden, condensatoren en diodes. De metalen uiteinden worden gebruikt voor solderen. Ze zijn minder duur en gekleurd om verschillende waarden aan te tonen. De diodes zijn bekend als MLL 41 en MLL 34. De weerstanden worden onderscheiden als 0805, 1206, 1406 en 2309.

Actieve Surface Mount Elektronische Componenten:

Er zijn twee hoofdcategorieën van actieve surface mount elektronische componenten:

• Leadless Ceramic Chip Carriers: Deze chip carriers hebben geen leads, maar hebben geverniclede afwerkingen die helpen om op hogere frequenties te opereren. Ze worden onderscheiden op basis van de pitch van het pakket. Veelvoorkomende zijn 50 mil, 40 mil, 25 mil, etc.
• Ceramic Leaded Chip Carriers: Deze zijn beschikbaar in zowel pre-leaded als post-leaded formaten. De pre-leaded chip carriers heeft de fabrikant koperlegering of Kovar leads bevestigd, terwijl de post-leaded chip carriers leads hebben bevestigd aan de castellaties van de leadless ceramic chip carriers door de klant.

1: SMT Actieve componenten (plastic SMD pakketten): Keramische pakketten zijn meestal duur, daarom worden plastic SMD pakketten meestal gebruikt voor toepassingen (behalve militair). De plastic pakketten hebben ook minder kans op complicaties zoals barsties tussen pakket en substraat.

2: SOT (Small Outline Transistors):

SOT's zijn drie- of vier-lead apparaten. De drie-lead SOT's worden onderscheiden als SOT 23 (EIA TO 236) en SOT 89 (EIA TO 243), terwijl de vier-lead apparaten bekend zijn als SOT 143 (EIA TO 253). Er worden over het algemeen gebruikt voor diodes en transistoren.

3: SOP en SOIC (Small Outline Integrated Circuit): Dit wordt basis gebruikt om grotere IC's te huisvesten die niet in SOT-pakketten passen. Het heeft leads op 0,050-inch centra, meestal aan twee kanten en naar buiten gevormd. Ze kunnen ook gebruikt worden voor de behuizing van meerdere SOT's. Ze komen in twee breedtes, 150 mils, en 300 mils. De 150 mils breedte wordt gebruikt voor pakketten met minder dan 16 leads. Als de leads meer dan 16 zijn, wordt 300 mils breedte gebruikt.

4: PLCC (Plastic Leaded Chip Carriers): Je kunt dit een goedkopere alternatief voor keramische chip carriers noemen. De beschikbare leads helpen soldeerjoint-kraking te voorkomen door de soldeerjoint-spanning op te vangen. Echter, ze kunnen vocht absorberen en barsten, dus ze moeten correct behandeld worden.

5: SOJ (Small Outline J Pakketten):

Dit pakket is bijna een hybride van SOIC en PLCC gecombineerd om de voordelen van beide te geven. Ze hebben pennen aan slechts twee kanten, in tegenstelling tot PLCC. Ze worden gebruikt voor hoog-dichtheid DRAMS.

6: Fijn-pitch SMD Pakketten:

Fijn-pitch pakketten hebben fijnere pitch en een hoger aantal leads, bijvoorbeeld QFP (Quad Flat Pack) en SQFP (Shrink Quad Flat Pack). Ze hebben ook dunner leads en landpatroonontwerpen.

7: BGA (Ball Grid Array):

BGA is een array-pakket zonder enige leads. Er zijn twee hoofdcategorieën, keramisch (CBGA of CCGA) en plastic (PBGA). Een ander type is de tape BGA (TBGA). De formaten variëren van 7-50 mm en de pennen tellen variëren van 16-2400. Veelvoorkomende pin-aantallen zijn 200-500. BGA's hebben meestal een hogere opbrengst. Een reden hiervoor is hun zelf-uitlijning tijdens reflow (vooral PBGA's en CBGA's).