Ytmontering
Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från
versionen som granskades den 18 juni 2022; verifiering kräver
1 redigering .
Ytmontering är en teknik för tillverkning av elektroniska produkter på tryckta kretskort , samt metoder för att designa tryckta kretsar relaterade till denna teknik.
Ytmonteringsteknik för tryckta kretskort kallas också SMT (ytmonteringsteknik) , SMT ( ytmonteringsteknik ) och SMD-teknik ( ytmonterad enhet ) , och ytmonteringskomponenter kallas också "chipkomponenter". TMT är för närvarande den vanligaste metoden för att designa och montera elektroniska sammansättningar på kretskort. Huvudskillnaden mellan TMP och den "traditionella" tekniken - genomgående hålmontering - är att komponenterna monteras på ytan av det tryckta kretskortet endast från sidan av de ledande spåren och detta kräver inga hål. Genomgående ledning och TMP kan kombineras på samma PCB. Fördelarna med TMP manifesteras på grund av ett komplex av funktioner i elementbasen, designmetoder och tekniska metoder för tillverkning av tryckta kretsenheter [1] .
Teknik
Elektroniska komponenter som används för ytmontering kallas SMD-komponenter eller SMD (surface mount component).
Teknologisk process
En typisk sekvens av operationer i TMP inkluderar:
- tillverkning av tryckta kretskort ;
- applicera lödpasta på brädets kuddar:
- dosera pasta från en speciell spruta manuellt eller på en maskin i enkel- och småskalig produktion;
- screentryck i serie- och massproduktion;
- installation av komponenter på kortet;
- grupplödning genom återflöde av pasta i en ugn (främst genom konvektion, såväl som infraröd uppvärmning eller uppvärmning i ångfas [2] );
- rengöring (tvätt) av skivan (utförd eller inte beroende på flussmedlets aktivitet ) och applicering av skyddande beläggningar.
Vid engångsproduktion, vid reparation av produkter och vid montering av komponenter som kräver speciell precision, som regel, i småskalig produktion, används också individuell lödning med en ström av uppvärmd luft eller kväve .
Vid lödning är det viktigt att se till att temperaturen ändras över tiden (termisk profil) korrekt så att [3] :
Utvecklingen av termisk profil (termisk profilering) får för närvarande särskild betydelse på grund av spridningen av blyfri teknik. Med blyfri teknik är "processfönstret" (skillnaden mellan den minsta nödvändiga och högsta tillåtna temperaturen för den termiska profilen) betydligt smalare på grund av den ökade smälttemperaturen för lodet.
material
Ett av de viktigaste bearbetningsmaterialen som används vid ytmontering är lödpasta (även ibland kallad "lödpasta"). Lödpasta är en blandning av pulverlod med organiska fyllmedel, inklusive flussmedel . Syftet med lödpastan [4] :
- fungerar som ett flussmedel (pasta innehåller flussmedel ):
- avlägsnande av oxider från ytan som ska lödas;
- minskning av ytspänningen för bättre vätbarhet av ytor med lödning;
- förbättrad spridning av flytande lod;
- skydd av ytor från miljön;
- säkerställa bildandet av en anslutning mellan kontaktplattorna på kortet och elektroniska komponenter (pasta innehåller lod );
- fixering av komponenterna på brädet (på grund av pastans vidhäftande egenskaper).
Historik
Ytmonteringsteknik började sin utveckling på 1960-talet och användes flitigt i slutet av 1980-talet. En av pionjärerna inom denna teknik var IBM . Elektroniska komponenter har designats om för att ha mindre kuddar eller stift som nu är lödda direkt på PCB-ytan.
Med utvecklingen av automation började ytmontering (tillsammans med blandat ) att dominera (sedan 2000-talet) i produktionen av elektronisk utrustning.
Fördelar med ytmontering
Ur teknisk synvinkel har ytmontering följande fördelar jämfört med :
- frånvaron eller mycket kort längd på komponenternas ledningar: det finns inget behov av att klippa dem efter installationen;
- mindre dimensioner och vikt av komponenter;
- det finns inget behov av att värma upp lodet inuti det pläterade hålet;
- inget behov av att borra hål i skivan för varje komponent;
- båda sidor av brädan kan användas för montering;
- enklare och lättare att automatisera monteringsprocedur: applicering av lödpasta, installation av en komponent på ett kort och grupplödning är tekniska operationer separerade i tid;
- PCB med metallbas kan användas för att avleda värme från komponenter samt elektromagnetisk skärmning.
Dessa fördelar kommer också från:
- hög monteringstäthet, både på grund av komponenternas mindre dimensioner och på grund av det mindre antalet hål i brädet och det mindre området på dynorna;
- förbättra vikt- och storleksegenskaperna hos den färdiga produkten;
- förbättrade elektriska egenskaper: på grund av frånvaron av ledningar och en minskning av längden på spåren , reduceras parasitiska kapacitanser och induktanser , fördröjningen i mikrovågssignaler reduceras;
- minskning av kostnaderna för färdiga produkter.
Nackdelar
Nackdelar med ytmontering över genom:
- produktion kräver mer komplex och dyrare utrustning;
- vid manuell montering - till exempel enstaka och småskaliga produkter - kräver ytmontering högre kvalifikationer och specialverktyg;
- höga krav på kvalitet och lagringsförhållanden för tekniska material;
- när man utformar topologin för tryckta kretskort , är det nödvändigt att ta hänsyn till inte bara elektriska, utan också termiska och ibland mekaniska egenskaper hos elementen. Detta beror på den höga monteringsdensiteten, samt det faktum att komponenterna och kretskortet ofta har direkt termisk kontakt, och samtidigt olika värmeutvidgningskoefficienter , vilket kan leda till överspänningar, skevhet och separation av element;
- grupplödning kräver mycket exakta temperatur- och uppvärmningstider för att undvika överhettning av komponenter eller hot spots. Kvaliteten på grupplödning beror också på topologin hos det tryckta kretskortet, vilket också måste beaktas vid utformningen av det.
Fallstorlekar och typer
Ytmonterade elektroniska komponenter (SMD-komponenter) finns i en mängd olika storlekar och förpackningstyper:
- tvåstift:
- rektangulära passiva komponenter ( motstånd och kondensatorer ):
- 0,4 x 0,2 mm (tumstorlek - 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 x 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);
- cylindriska passiva komponenter ( motstånd och dioder ) i MELF-paket[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:
- typ A (EIA 3216-18) - 3,2 x 1,6 x 1,6 mm;
- typ B (EIA 3528-21) - 3,5 x 2,8 x 1,9 mm;
- typ C (EIA 6032-28) - 6,0 × 3,2 × 2,2 mm;
- typ D (EIA 7343-31) - 7,3 x 4,3 x 2,4 mm;
- typ E (EIA 7343-43) - 7,3 x 4,3 x 4,1 mm;
- dioder ( eng. small outline diode , förkortning SOD ):
- SOD-323 - 1,7 × 1,25 × 0,95 mm;
- SOD-123 - 2,68 × 1,17 × 1,60 mm;
- trestift:
- transistorer med tre korta ledningar ( SOT ):
- SOT-23 - 3 × 1,75 × 1,3 mm;
- SOT-223 - 6,7 x 3,7 x 1,8 mm (utan stift);
- DPAK (TO-252) - ett paket (tre- eller femstiftsalternativ) utvecklat av Motorola för högvärmehalvledarenheter;
- D2PAK (TO-263) - paket (tre-, fem-, sex-, sju- eller åttastiftsalternativ), liknande DPAK, men större i storlek (som regel motsvarar väskans dimensioner de för TO220 );
- D3PAK (TO-268) - fodral som liknar D2PAK, men ännu större i storlek;
- med fyra avledningar eller fler:
- slutsatser på två rader på sidorna:
- Small -outline integrerad krets IC , SOIC för kort , stiftavstånd 1,27 mm;
- TSOP ( eng. thin small-outline package ) - tunn SOIC (tunnare än SOIC på höjden), avståndet mellan stiften är 0,5 mm;
- SSOP - sittande SOIC, stiftavstånd 0,65 mm;
- TSSOP - tunn sittande SOIC, stiftavstånd 0,65 mm;
- QSOP - kvartsstorlek SOIC, 0,635 mm stiftavstånd;
- VSOP - ännu mindre QSOP, stiftavstånd 0,4; 0,5 eller 0,65 mm;
- slutsatser i fyra rader på sidorna:
- PLCC , CLCC - IC i ett plast- eller keramikhölje med ledningar böjda under höljet i form av bokstaven J på ett avstånd av 1,27 mm);
- QFP ( engelsk quad flat package - square flat package) - fyrkantiga platta IC-paket av olika storlekar;
- LQFP - Lågprofil QFP (1,4 mm hög, olika storlekar);
- PQFP - plast QFP, 44 stift eller mer;
- CQFP - keramisk QFP, liknande PQFP;
- TQFP - tunnare än QFP;
- PQFN - kraft QFP, inga stift, kylflänsdyna;
- output array:
- BGA ( English ball grid array ) - en uppsättning av bollar med ett kvadratiskt eller rektangulärt arrangemang av stift, vanligtvis på ett avstånd av 1,27 mm;
- LFBGA - Lågprofil FBGA, kvadratiska eller rektangulära, lödkulor 0,8 mm från varandra;
- CGA - paket med in- och utgångsledningar gjorda av eldfast lod;
- CCGA - keramisk CGA;
- μBGA (mikro-BGA) - en samling bollar med ett avstånd mellan kulorna på mindre än 1 mm;
- FCBGA ( eng. flip-chip ball grid array ) - en uppsättning kulor på ett substrat, till vilken själva kristallen med en värmespridare löds, till skillnad från PBGA (en uppsättning kulor, en mikrokrets i ett plasthölje) med en kristall inuti mikrokretsens plasthölje;
- LLP är ett blyfritt paket.
Se även
Anteckningar
- ↑ Grunderna för ytmonteringsteknik och utrustning . Datum för åtkomst: 13 december 2010. Arkiverad från originalet den 29 januari 2012. (obestämd)
- ↑ Lödning i ångfas . Datum för åtkomst: 13 december 2010. Arkiverad från originalet den 22 april 2012. (obestämd)
- ↑ Återflödeslödningslägen . Hämtad 5 februari 2008. Arkiverad från originalet 21 april 2012. (obestämd)
- ↑ Egenskaper, applicering och lagring av lödpastor . Hämtad 5 februari 2008. Arkiverad från originalet 24 april 2012. (obestämd)
- ↑ Hem | Panasonic Industrial Devices (inte tillgänglig länk) . Hämtad 1 augusti 2011. Arkiverad från originalet 9 februari 2014. (obestämd)
- ↑ EN 140401-803
Länkar