Qué es SMT (tecnología de montaje en superficie)

Historia

El montaje superficial fue originalmente llamado "montaje plano". [1]

La tecnología de montaje superficial se desarrolló en la década de 1960 y se utilizó ampliamente a mediados de la década de 1980. A fines de la década de 1990, la gran mayoría de los montajes de circuitos impresos electrónicos de alta tecnología estaban dominados por dispositivos de montaje en superficie. Gran parte del trabajo pionero en esta tecnología fue realizado por IBM . El enfoque de diseño demostrado por primera vez por IBM en 1960 en una computadora a pequeña escala se aplicó posteriormente en la computadora digital de lanzamiento de vehículos utilizada en la unidad de instrumentos que guiaba a todos los vehículos Saturn IB y Saturn V. [2] Los componentes se rediseñaron mecánicamente para tener pequeñas lengüetas de metal o tapas de extremo que podrían soldarse directamente a la superficie de la PCB. Los componentes se hicieron mucho más pequeños y la ubicación de los componentes en ambos lados de una placa se hizo mucho más común con el montaje en superficie que con el montaje a través de orificios, lo que permite densidades de circuitos mucho más altas y placas de circuitos más pequeñas y, a su vez, máquinas o subconjuntos que contienen las tablas.

A menudo, solo las juntas de soldadura sujetan las piezas al tablero; en casos raros, las partes en la parte inferior o en el "segundo" lado del tablero pueden asegurarse con un punto de adhesivo para evitar que los componentes se caigan dentro de los hornos de reflujo si la parte tiene un tamaño o peso grande. [ cita requerida ] Algunas veces se usa adhesivo para mantener los componentes de SMT en la parte inferior de una placa si se utiliza un proceso de soldadura por ola para soldar componentes de SMT y de orificio pasante simultáneamente. Alternativamente, SMT y los componentes del orificio pasante se pueden soldar en el mismo lado de una placa sin adhesivo si las partes SMT se sueldan por reflujo primero, luego se usa una máscara de soldadura selectiva para evitar que la soldadura mantenga esas partes en su lugar de reflujo y Partes flotando lejos durante la soldadura de ola. El montaje en superficie se presta bien a un alto grado de automatización, lo que reduce el costo de mano de obra y aumenta considerablemente las tasas de producción.

A la inversa, SMT no se presta bien a la fabricación manual o de baja automatización, que es más económica y más rápida para la creación de prototipos únicos y la producción a pequeña escala, y esta es una de las razones por las que todavía se fabrican muchos componentes de orificio pasante. Algunos SMD se pueden soldar con un soldador manual de temperatura controlada, pero desafortunadamente, los que son muy pequeños o tienen un paso de plomo imposible de soldar manualmente sin los costosos equipos de reflujo de soldadura por aire caliente [ dudoso - discuta ]. Los SMD pueden ser de un cuarto a una décima del tamaño y peso, y de la mitad a un cuarto del costo de las partes equivalentes del orificio pasante, pero, por otro lado, los costos de una determinada parte de SMT y de un equivalente a través de La parte del agujero puede ser bastante similar, aunque rara vez es la parte SMT más cara.

Abreviaturas comunes

Diferentes términos describen los componentes, la técnica y las máquinas utilizadas en la fabricación. Estos términos se enumeran en la siguiente tabla:

Técnicas de montaje

Línea de montaje con equipo de colocación SMT.

Donde se colocan los componentes, la placa de circuito impreso normalmente tiene almohadillas de cobre planas, generalmente de estaño , plateadas o de cobre sin orificios, llamadas almohadillas de soldadura. La pasta de soldadura , una mezcla pegajosa de flujo y partículas pequeñas de soldadura, se aplica primero a todas las almohadillas de soldadura con una plantilla de acero inoxidable o níquel mediante un proceso de serigrafía . También se puede aplicar mediante un mecanismo de impresión a chorro, similar a una impresora de inyección de tinta . Después de pegar, las tablas luego proceden a las máquinas de recoger y colocar , donde se colocan en una cinta transportadora. Los componentes que se colocarán en las tablas generalmente se entregan a la línea de producción en papel o cintas de plástico enrolladas en bobinas o tubos de plástico. Algunos circuitos integrados grandes se entregan en bandejas sin estática. Las máquinas de control y colocación de control numérico retiran las piezas de las cintas, tubos o bandejas y las colocan en la PCB. [3]

Las tablas se transportan luego al horno de soldadura por reflujo . Primero entran en una zona de precalentamiento, donde la temperatura de la placa y todos los componentes se elevan de manera gradual y uniforme. Las placas luego ingresan a una zona donde la temperatura es lo suficientemente alta como para derretir las partículas de soldadura en la pasta de soldadura, uniendo los cables del componente a las almohadillas en la placa de circuito. La tensión superficial de la soldadura fundida ayuda a mantener los componentes en su lugar, y si las geometrías de la almohadilla de soldadura están diseñadas correctamente, la tensión superficial alinea automáticamente los componentes en sus almohadillas.

Hay una serie de técnicas para la soldadura por reflujo. Una es usar lámparas infrarrojas ; Esto se llama reflujo infrarrojo. Otra es utilizar una convección de gas caliente . Otra tecnología que se está volviendo popular de nuevo son los líquidos especiales de fluorocarbono con altos puntos de ebullición que utilizan un método llamado reflujo en fase de vapor. Debido a preocupaciones medioambientales, este método se estaba desalentando hasta que se introdujo una legislación sin plomo que requiere controles más estrictos en la soldadura. A finales de 2008, la soldadura por convección era la tecnología de reflujo más popular que utilizaba aire estándar o gas nitrógeno. Cada método tiene sus ventajas y desventajas. Con el reflujo infrarrojo, el diseñador del tablero debe colocar el tablero para que los componentes cortos no caigan en la sombra de los componentes altos. La ubicación de los componentes está menos restringida si el diseñador sabe que se utilizará en la producción el reflujo de la fase de vapor o la soldadura por convección. Después de la soldadura por reflujo, ciertos componentes irregulares o sensibles al calor pueden instalarse y soldarse a mano, o en automatización a gran escala, mediante haz infrarrojo enfocado (FIB) o equipo de convección localizado.

Si la placa de circuito es de doble cara, entonces esta impresión, colocación, proceso de reflujo se puede repetir utilizando pasta de soldadura o pegamento para mantener los componentes en su lugar. Si se utiliza un proceso de soldadura por ola , las partes deben pegarse a la placa antes del procesamiento para evitar que se salgan cuando la pasta de soldadura que las mantiene en su lugar se derrite.

Después de soldar, las tablas se pueden lavar para eliminar los residuos de flujo y cualquier bola de soldadura perdida que pueda acortar los cables de los componentes muy separados. El flujo de colofonia se elimina con disolventes de fluorocarbono, alto punto de inflamación.   disolventes de hidrocarburos , o disolventes de bajo destello, por ejemplo, limoneno (derivado de cáscaras de naranja) que requieren ciclos adicionales de enjuague o secado. Los flujos solubles en agua se eliminan con agua desionizada y detergente, seguido de un chorro de aire para eliminar rápidamente el agua residual. Sin embargo, la mayoría de los ensamblajes electrónicos se realizan mediante un proceso de "No Limpieza" en el que los residuos de flujo están diseñados para dejarse en la placa del circuito, ya que se consideran inofensivos. Esto ahorra el costo de la limpieza, acelera el proceso de fabricación y reduce los desperdicios. Sin embargo, generalmente se sugiere lavar el conjunto, incluso cuando se utiliza un proceso de "No limpieza", cuando la aplicación utiliza señales de reloj de muy alta frecuencia (más de 1 GHz). Otra razón para eliminar los residuos no limpios es mejorar la adherencia de recubrimientos conformes y materiales de relleno insuficiente. [4] Independientemente de la limpieza o no de esos PCB, la tendencia actual de la industria sugiere revisar cuidadosamente un proceso de ensamblaje de PCB donde se aplique "No-Clean", ya que los residuos de flujo atrapados debajo de los componentes y las pantallas de RF pueden afectar la resistencia del aislamiento de la superficie (SIR), especialmente En tableros de alta densidad de componentes. [5]

Ciertos estándares de fabricación, como los escritos por IPC - Association Connecting Electronics Industries, requieren una limpieza independientemente del tipo de flujo de soldadura utilizado para garantizar una tabla completamente limpia. La limpieza adecuada elimina todos los rastros de flujo de soldadura, así como la suciedad y otros contaminantes que pueden ser invisibles a simple vista. No-Clean u otros procesos de soldadura pueden dejar "residuos blancos" que, de acuerdo con IPC, son aceptables "siempre que estos residuos hayan sido calificados y documentados como benignos". [6] Sin embargo, aunque se espera que las tiendas que cumplen con el estándar de IPC se adhieran a las normas de la Asociación a bordo, no todas las instalaciones de fabricación aplican el estándar de IPC, ni están obligadas a hacerlo. Además, en algunas aplicaciones, como la electrónica de gama baja, tales métodos de fabricación rigurosos son excesivos tanto en gastos como en el tiempo requerido.

Finalmente, las placas se inspeccionan visualmente para detectar componentes faltantes o desalineados y puentes de soldadura. Si es necesario, se envían a una estación de retrabajo donde un operador humano repara cualquier error. Por lo general, luego se envían a las estaciones de prueba (pruebas en circuito y / o pruebas funcionales) para verificar que funcionan correctamente. Los sistemas de inspección óptica automatizada (AOI) se utilizan comúnmente en la fabricación de PCB. Esta tecnología ha demostrado ser altamente eficiente para mejoras de procesos y logros de calidad. [7]

Ventajas

Las principales ventajas de SMT sobre la antigua técnica de orificio pasante son:

• Componentes más pequeños.

• Densidad de componentes mucho mayor (componentes por unidad de área) y muchas más conexiones por componente.

• Los componentes se pueden colocar en ambos lados de la placa de circuito.

• Mayor densidad de conexiones porque los orificios no bloquean el espacio de enrutamiento en las capas internas, ni en las capas posteriores si los componentes están montados en un solo lado de la PCB.

• Los pequeños errores en la colocación de los componentes se corrigen automáticamente a medida que la tensión superficial de la soldadura fundida alinea los componentes con las almohadillas de soldadura. (Por otro lado, los componentes de los orificios pasantes no pueden estar ligeramente desalineados, porque una vez que los cables pasan a través de los orificios, los componentes están completamente alineados y no pueden moverse lateralmente fuera de la alineación).

• Mejor rendimiento mecánico en condiciones de choque y vibración (en parte debido a una menor masa y en parte debido a un menor voladizo)

• Baja resistencia e inductancia en la conexión; en consecuencia, menos efectos de señal de RF no deseados y un rendimiento de alta frecuencia mejor y más predecible.

• Mejor rendimiento de EMC (menores emisiones radiadas) debido a la menor área del circuito de radiación (debido al paquete más pequeño) y la menor inductancia del cable. [8]

• Se deben taladrar menos agujeros. (Perforar PCB es lento y costoso).

• Menor costo inicial y tiempo de configuración para la producción en masa, utilizando equipos automatizados.

• Montaje automatizado más sencillo y rápido. Algunas máquinas de colocación son capaces de colocar más de 136,000 componentes por hora.

• Muchas piezas de SMT cuestan menos que las partes de orificio pasante equivalentes.

• Se prefiere un paquete de montaje en superficie cuando se requiere un paquete de perfil bajo o el espacio disponible para montar el paquete es limitado. A medida que los dispositivos electrónicos se vuelven más complejos y se reduce el espacio disponible, aumenta la conveniencia de un paquete de montaje en superficie. Al mismo tiempo, a medida que aumenta la complejidad del dispositivo, aumenta el calor generado por la operación. Si no se elimina el calor, la temperatura del dispositivo aumenta acortando la vida útil. Por lo tanto, es altamente deseable desarrollar paquetes de montaje en superficie que tengan una alta conductividad térmica . [9]

Desventajas

• SMT no es adecuado para piezas grandes, de alta potencia o de alto voltaje, por ejemplo, en circuitos de potencia. [ Cita requerida ] Es común combinar SMT y la construcción de orificio pasante, con transformadores , semiconductores de potencia termosoldados, capacitores físicamente grandes , fusibles, conectores, etc., montados en un lado de la PCB a través de los orificios.

• SMT no es adecuado como el único método de conexión para componentes que están sujetos a esfuerzos mecánicos frecuentes, como los conectores que se utilizan para interactuar con dispositivos externos que se conectan y desconectan con frecuencia. [ Cita requerida ]

• Las conexiones de soldadura de SMD pueden dañarse por los compuestos de la maceta que pasan por un ciclo térmico.

• El montaje manual de prototipos o la reparación a nivel de componentes es más difícil y requiere operadores expertos y herramientas más costosas, debido a los pequeños tamaños y la separación de los cables de muchos SMD. [10] El manejo de pequeños componentes de SMT puede ser difícil, ya que requiere pinzas, a diferencia de casi todos los componentes de orificio pasante. Mientras que los componentes del orificio pasante permanecerán en su lugar (bajo la fuerza gravitacional) una vez que se insertan y se pueden asegurar mecánicamente antes de soldar, doblando dos conductores en el lado de soldadura del tablero, los SMD se pueden mover fácilmente fuera de lugar con solo tocar una soldadura planchar. Sin la habilidad de los expertos, al soldar o desoldar manualmente un componente, es fácil hacer reflujo accidental de la soldadura de un componente SMT adyacente y desplazarlo involuntariamente, algo que es casi imposible de hacer con los componentes de orificio pasante.

• Muchos tipos de paquetes de componentes SMT no pueden instalarse en tomas, lo que permite una fácil instalación o intercambio de componentes para modificar un circuito y una fácil sustitución de componentes defectuosos. (Prácticamente todos los componentes del orificio pasante pueden enchufarse).

• Los SMD no se pueden usar directamente con tarjetas de prueba integradas (una herramienta de creación rápida de prototipos Snap-and-Play), ya que requieren un PCB personalizado para cada prototipo o el montaje del SMD en un soporte con patillas. Para la creación de prototipos alrededor de un componente SMD específico, se puede usar una tabla de salida menos costosa . Además, se pueden usar protoboards de estilo stripboard , algunos de los cuales incluyen almohadillas para componentes SMD de tamaño estándar. Para la creación de prototipos, se puede utilizar el empate de " bichos muertos ". [11]

• Las dimensiones de las juntas de soldadura en SMT se vuelven mucho más pequeñas a medida que se avanzan hacia la tecnología de paso ultrafino. La confiabilidad de las juntas de soldadura se vuelve más preocupante, ya que se permite cada vez menos soldadura para cada junta. La anulación es una falla comúnmente asociada con las uniones de soldadura, especialmente cuando se hace refluir una pasta de soldadura en la aplicación SMT. La presencia de vacíos puede deteriorar la resistencia de la articulación y, eventualmente, conducir a una falla de la articulación. [12] [13]

• Los SMD, que suelen ser más pequeños que los componentes de orificio pasante equivalentes, tienen menos área de superficie para el marcado, lo que requiere que los códigos de ID de las piezas o los valores de los componentes sean más crípticos y más pequeños, lo que a menudo requiere que se lea la ampliación, mientras que un componente de orificio pasante más grande podría ser Leer e identificar a simple vista. Esto es una desventaja para la creación de prototipos, la reparación o el retrabajo, y posiblemente para la configuración de la producción.

Rehacer

Extracción del dispositivo de montaje en superficie utilizando pinzas de soldadura.

Los componentes defectuosos de montaje en superficie pueden repararse utilizando soldadores (para algunas conexiones) o utilizando un sistema de retrabajo sin contacto. En la mayoría de los casos, un sistema de retrabajo es la mejor opción porque el trabajo SMD con un soldador requiere una habilidad considerable y no siempre es factible.

El retrabajo generalmente corrige algún tipo de error, ya sea generado por el hombre o por la máquina, e incluye los siguientes pasos:

• Derrita la soldadura y retire los componentes

• Quitar la soldadura residual

• Imprima pasta de soldadura en PCB, directamente o por dispensación

• Coloque nuevo componente y reflujo.

A veces, cientos o miles de la misma parte necesitan ser reparados. Tales errores, si se deben al ensamblaje, a menudo se detectan durante el proceso. Sin embargo, surge un nuevo nivel de retrabajo cuando la falla de un componente se descubre demasiado tarde, y tal vez pasa inadvertida hasta que el usuario final del dispositivo que se fabrica lo experimenta. El retrabajo también se puede usar si los productos de valor suficiente para justificarlo requieren revisión o reingeniería, tal vez para cambiar un solo componente basado en firmware. El retrabajo en gran volumen requiere una operación diseñada para ese propósito.

Básicamente, existen dos métodos de soldadura / desoldadura sin contacto: soldadura por infrarrojos y soldadura con gas caliente [14] .

Infrarrojo

Con la soldadura infrarroja, la energía para calentar la unión de soldadura se transmite por radiación electromagnética infrarroja de onda larga o corta.

Ventajas:

• Configuración fácil

• No requiere aire comprimido

• No se requieren diferentes boquillas para muchas formas y tamaños de componentes, lo que reduce el costo y la necesidad de cambiar las boquillas

• Reacción rápida de la fuente de infrarrojos (depende del sistema utilizado)

Desventajas:

• Las zonas centrales se calentarán más que las zonas periféricas.

• El control de temperatura es menos preciso y puede haber picos.

• Los componentes cercanos deben estar protegidos del calor para evitar daños, lo que requiere tiempo adicional para cada tabla

• La temperatura de la superficie depende del albedo del componente : las superficies oscuras se calentarán más que las superficies más claras

• La temperatura depende adicionalmente de la forma de la superficie. La pérdida de energía por convección reducirá la temperatura del componente

• No hay atmósfera de reflujo posible

Gas caliente

Durante la soldadura con gas caliente, la energía para calentar la unión de soldadura se transmite mediante un gas caliente. Esto puede ser aire o gas inerte ( nitrógeno ).

Ventajas:

• Simulación de atmósfera de horno de reflujo.

• Algunos sistemas permiten cambiar entre aire caliente y nitrógeno.

• Las boquillas estándar y específicas para componentes permiten una alta confiabilidad y un procesamiento más rápido

• Permitir perfiles de soldadura reproducibles.

• Calefacción eficiente, grandes cantidades de calor pueden ser transferidas

• Incluso calentamiento de la zona del tablero afectada.

• La temperatura del componente nunca excederá la temperatura ajustada del gas.

• Enfriamiento rápido después del reflujo, lo que resulta en uniones de soldadura de grano pequeño (depende del sistema utilizado)

Desventajas:

• La capacidad térmica del generador de calor da como resultado una reacción lenta, lo que puede distorsionar los perfiles térmicos (depende del sistema utilizado)

Paquetes

Los componentes de montaje superficial generalmente son más pequeños que sus contrapartes con cables, y están diseñados para ser manejados por máquinas en lugar de por humanos. La industria electrónica tiene formas y tamaños de paquetes estandarizados (el principal organismo de normalización es JEDEC ). Éstos incluyen:

Los códigos indicados en la tabla a continuación generalmente indican la longitud y el ancho de los componentes en décimas de milímetro o centésimas de pulgada. Por ejemplo, un componente métrico 2520 es de 2,5 mm por 2,0 mm, que corresponde aproximadamente a 0,10 pulgadas por 0,08 pulgadas (por lo tanto, el tamaño imperial es 1008). Se producen excepciones para el imperial en los dos tamaños pasivos rectangulares más pequeños. Los códigos métricos aún representan las dimensiones en mm, aunque los códigos de tamaño imperial ya no están alineados. De manera problemática, algunos fabricantes están desarrollando componentes métricos 0201 con dimensiones de 0.25 mm × 0.125 mm (0.0098 in × 0.0049 in), [15] pero el nombre imperial 01005 ya se está usando para el 0.4 mm × 0.2 mm (0.0157 in × 0.0079 in ) paquete. Estos tamaños cada vez más pequeños, especialmente 0201 y 01005, a veces pueden ser un desafío desde una perspectiva de confiabilidad o capacidad de fabricación. [dieciséis]

Se incluyen ejemplos de tamaños de componentes, códigos métricos e imperiales y comparación.

Imagen compuesta de una etiqueta de nombre de solapa de matriz de 11x44 LED con LED SMD de tipo 1608/0603. Parte superior: Un poco más de la mitad de la pantalla de 21x86 mm. Centro: Primer plano de LEDs en luz ambiente. Parte inferior: LEDs en su propia luz roja.

Condensadores SMD (a la izquierda) con dos capacitores de orificio pasante (a la derecha)

Paquetes de dos terminales

Componentes pasivos rectangulares

En su mayoría resistencias y condensadores .

Condensadores de tantalio [22] [23]

Condensadores de aluminio [24] [25] [26]

Diodo de contorno pequeño (SOD)

Cara sin plomo del electrodo de metal [36] ( MELF )

Principalmente resistencias y diodos ; Componentes en forma de barril, las dimensiones no coinciden con las de referencias rectangulares para códigos idénticos.

DO-214 [ editar ]

De uso general para rectificadores, Schottky y otros diodos.

Paquetes de tres y cuatro terminales

Transistor de contorno pequeño (SOT)

• SOT-23 (TO-236-3) (SC-59): cuerpo de 2.9 mm × 1.3 / 1.75 mm × 1.3 mm: tres terminales para un transistor [38]

• SOT-89 (TO-243) [39] (SC-62): [40] 4.5 mm × 2.5 mm × 1.5 mm cuerpo: cuatro terminales, el pin central está conectado a una gran almohadilla de transferencia de calor [41]

• SOT-143: cuerpo cónico de 3 mm x 1,4 mm x 1,1 mm: cuatro terminales: una almohadilla más grande denota el terminal 1. [42]

• SOT-223: cuerpo de 6.7 mm × 3.7 mm × 1.8 mm: cuatro terminales, uno de los cuales es una almohadilla de transferencia de calor grande [43]

• SOT-323 (SC-70): 2 mm × 1,25 mm × 0,95 mm cuerpo: tres terminales [44]

• SOT-416 (SC-75): 1,6 mm × 0,8 mm × 0,8 mm cuerpo: tres terminales [45]

• SOT-663: 1,6 mm × 1,6 mm × 0,55 mm cuerpo: tres terminales [46]

• SOT-723: 1,2 mm × 0,8 mm × 0,5 mm cuerpo: tres terminales: cable plano [47]

• SOT-883 (SC-101): 1 mm × 0,6 mm × 0,5 mm cuerpo: tres terminales: sin cables [48]

Otro [ editar ]

• DPAK (TO-252, SOT-428): Embalaje discreto. Desarrollado por Motorola para albergar dispositivos de mayor potencia. Viene en versiones de tres [49] o cinco terminales [50]

• D2PAK (TO-263, SOT-404): más grande que el DPAK; Básicamente, un montaje en superficie equivalente al paquete de orificio pasante TO220 . Viene en versiones de 3, 5, 6, 7, 8 o 9 terminales [51]

• D3PAK (TO-268): incluso más grande que D2PAK [52]

Paquetes de cinco y seis terminales

Transistor de contorno pequeño (SOT)

• SOT-23-5 (SOT-25, SC-74A): cuerpo de 2.9 mm × 1.3 / 1.75 mm × 1.3 mm: cinco terminales [53]

• SOT-23-6 (SOT-26, SC-74): 2.9 mm × 1.3 / 1.75 mm × 1.3 mm cuerpo: seis terminales [54]

• SOT-23-8 (SOT-28): 2.9 mm × 1.3 / 1.75 mm × 1.3 mm cuerpo: ocho terminales [55]

• SOT-353 (SC-88A): 2 mm × 1.25 mm × 0.95 mm cuerpo: cinco terminales [56]

• SOT-363 (SC-88, SC-70-6): 2 mm × 1.25 mm × 0.95 mm cuerpo: seis terminales [57]

• SOT-563: 1.6 mm × 1.2 mm × 0.6 mm cuerpo: seis terminales [58]

• SOT-665: 1,6 mm × 1,6 mm × 0,55 mm cuerpo: cinco terminales [59]

• SOT-666: 1,6 mm × 1,6 mm × 0,55 mm cuerpo: seis terminales [60]

• SOT-886: 1,5 mm × 1,05 mm × 0,5 mm cuerpo: seis terminales: sin cables

• SOT-886: 1 mm × 1.45 mm × 0.5 mm cuerpo: seis terminales: sin cables [61]

• SOT-891: 1,05 mm × 1,05 mm × 0,5 mm cuerpo: cinco terminales: sin cables

• SOT-953: 1 mm × 1 mm × 0,5 mm cuerpo: cinco terminales

• SOT-963: 1 mm × 1 mm × 0,5 mm cuerpo: seis terminales

• SOT-1115: 0,9 mm × 1 mm × 0,35 mm cuerpo: seis terminales: sin cables [62]

• SOT-1202: 1 mm × 1 mm × 0,35 mm cuerpo: seis terminales: sin cables [63]

Varios chips SMD, desoldados

Paquete MLP chip de 28 pines, al revés para mostrar los contactos

Paquetes con más de seis terminales.

Doble en linea

• Flatpack fue uno de los primeros paquetes de montaje en superficie.

• Circuito integrado de contorno pequeño (SOIC): doble línea, 8 o más clavijas, forma de oreja de ala de gaviota, distancia de clavija de 1,27 mm

• Paquete de esquema pequeño, J-leaded (SOJ), igual que SOIC excepto J-leaded   [64]

• Paquete delgado de contorno pequeño (TSOP), más delgado que SOIC con un espaciado de pines más pequeño de 0.5 mm

• Encoger paquete de contorno pequeño (SSOP), espaciado de pines de 0,65 mm, a veces 0,635 mm o en algunos casos 0,8 mm

• Paquete de contorno pequeño y encogimiento fino (TSSOP).

• Paquete de contorno pequeño y tamaño pequeño (QSOP), con una separación de pines de 0,635 mm

• Paquete de esquema muy pequeño (VSOP), incluso más pequeño que QSOP; Distancia entre pines de 0,4, 0,5 mm o 0,65 mm.

• Doble plano sin plomo (DFN), huella más pequeña que el equivalente con plomo

Quad-in-line

• Portador de viruta con plomo plástico (PLCC): cuadrado, J-lead, espaciado de los pines 1.27 mm

• Paquete cuádruple plano ( QFP ): varios tamaños, con clavijas en los cuatro lados

• Paquete plano cuádruple de perfil bajo ( LQFP ): 1,4 mm de alto, tamaño variable y pasadores en los cuatro lados

• Paquete cuádruple de plástico ( PQFP ), un cuadrado con clavijas en los cuatro lados, 44 o más clavijas

• Quad de cerámica de paquete plano ( CQFP ): similar a PQFP

• Metric quad flat-pack ( MQFP ): un paquete QFP con distribución de pines métricos

• Thin quad flat-pack ( TQFP ), una versión más delgada de PQFP

• Quad flat sin plomo ( QFN ): huella más pequeña que el equivalente con plomo

• Portador de viruta sin plomo (LCC): los contactos están empotrados verticalmente para soldar "empalmados". Común en la electrónica de aviación por su robustez a las vibraciones mecánicas.

• Paquete de micro bastidores ( MLP , MLF ): con un paso de contacto de 0,5 mm, sin cables (igual que QFN)

• Power quad flat sin plomo ( PQFN ): con almohadillas expuestas para el calentamiento térmico

Matrices de cuadrícula

• Matriz de rejilla de bolas (BGA): una matriz cuadrada o rectangular de bolas de soldadura en una superficie, espacio de bola típicamente de 1.27 mm (0.050 in)

• Matriz de cuadrícula de tierra (LGA): una matriz de tierras descubiertas solamente. Similar al aspecto de QFN , pero el acoplamiento se realiza mediante pasadores de resorte dentro de un zócalo en lugar de soldadura.

• Matriz de rejilla de bola de paso fino ( FBGA )]: una matriz cuadrada o rectangular de bolas de soldadura en una superficie

• Matriz de rejilla de bola de paso fino de perfil bajo ( LFBGA ): una matriz cuadrada o rectangular de bolas de soldadura en una superficie, espacio de bola típicamente de 0,8 mm

• Matriz de cuadrícula de bolas finas ( TFBGA ): una matriz cuadrada o rectangular de bolas de soldadura en una superficie, espacio de bola típicamente de 0,5 mm.

• Matriz de cuadrícula de columnas (CGA): un paquete de circuitos en el que los puntos de entrada y salida son cilindros de soldadura de alta temperatura o columnas dispuestas en un patrón de cuadrícula.

• Matriz de cuadrícula de columnas de cerámica (CCGA): un paquete de circuitos en el que los puntos de entrada y salida son cilindros o columnas de soldadura de alta temperatura dispuestos en un patrón de cuadrícula. El cuerpo del componente es cerámico.

• Micro grid grid array (μBGA): espacio entre bolas inferior a 1 mm

• Paquete sin plomo (LLP): Un paquete con distribución de pin métrico (paso de 0,5 mm).

Dispositivos no empaquetados

Aunque se montan en superficie, estos dispositivos requieren un proceso específico para el montaje.

• Chip-on-board (COB), un chip de silicio simple, que generalmente es un circuito integrado, se suministra sin un paquete (generalmente un marco de plomo sobremoldeado con epoxi ) y se adjunta, a menudo con epoxi, directamente a una placa de circuito. Luego, el chip se une con un cable y se protege contra daños mecánicos y la contaminación por un epóxico "glob-top" .

• Chip-on-flex (COF), una variación de COB, donde un chip se monta directamente en un circuito flexible .

• Chip-on-glass (COG); una variación de COB, donde un chip, generalmente un controlador de pantalla de cristal líquido (LCD), se monta directamente sobre el vidrio :.

A menudo hay variaciones sutiles en los detalles del paquete de un fabricante a otro, y aunque se usan designaciones estándar, los diseñadores deben confirmar las dimensiones al diseñar las placas de circuitos impresos.

Identificación

Resistencias

Para 5% de precisión SMD Las resistencias usualmente están marcadas con sus valores de resistencia usando tres dígitos: dos dígitos significativos y un dígito multiplicador. Estas son a menudo letras blancas sobre un fondo negro, pero se pueden usar otros fondos de colores y letras.

El recubrimiento negro o coloreado generalmente está solo en una cara del dispositivo, los lados y otra cara simplemente son el sustrato cerámico no recubierto, generalmente blanco. La superficie recubierta, con el elemento resistivo debajo, normalmente se coloca boca arriba cuando el dispositivo se suelda a la placa, aunque en casos raros se monta con el lado inferior no recubierto boca arriba, por lo que el código del valor de la resistencia no es visible.

Para resistencias SMD de precisión del 1%, se utiliza el código, ya que de lo contrario, tres dígitos no transmitirían suficiente información. Este código consta de dos dígitos y una letra: los dígitos denotan la posición del valor en la secuencia E96, mientras que la letra indica el multiplicador. [sesenta y cinco]

Ejemplos típicos de códigos de resistencia.

• 102 = 10 00 = 1,000 Ω = 1 kΩ

• 0R2 = 0.2 Ω

• 684 = 68 0000 = 680,000 Ω = 680 kΩ

• 499X = 499 × 0.1 = 49.9 Ω

Existe una herramienta en línea para traducir códigos a valores de resistencia. Las resistencias se fabrican en varios tipos; Un tipo común utiliza un sustrato cerámico. Los valores de resistencia están disponibles en varias tolerancias definidas en la Tabla de valores de década de EIA :

• E3, 50% de tolerancia (ya no se usa)

• E6, 20% de tolerancia (ahora rara vez se usa)

• E12, 10% de tolerancia.

• E24, 5% de tolerancia.

• E48, 2% de tolerancia.

• E96, 1% de tolerancia.

• E192, 0.5, 0.25, 0.1% y tolerancias más ajustadas

Condensadores

Los condensadores no electrolíticos generalmente no están marcados y el único método confiable para determinar su valor es la eliminación del circuito y la medición subsiguiente con un medidor de capacitancia o un puente de impedancia. Los materiales utilizados para fabricar los condensadores, como el tantalato de níquel, poseen colores diferentes y estos pueden dar una idea aproximada de la capacitancia del componente. [ Cita requerida ]

• El color del cuerpo gris claro indica una capacitancia que generalmente es inferior a 100 pF.

• El color gris medio indica una capacitancia en cualquier lugar de 10 pF a 10 nF.

• El color marrón claro indica una capacitancia en un rango de 1 nF a 100 nF.

• El color marrón medio indica una capacitancia en un rango de 10 nF a 1 μF.

• El color marrón oscuro indica una capacitancia de 100 nF a 10 μF.

• El color gris oscuro indica una capacitancia en el rango de μF, generalmente de 0.5 a 50 μF, o el dispositivo puede ser un inductor y el gris oscuro es el color de la cuenta de ferrita. (Un inductor medirá una resistencia baja a un multímetro en el rango de resistencia, mientras que un condensador, fuera del circuito, medirá una resistencia casi infinita).

Generalmente, el tamaño físico es proporcional a la capacitancia y al voltaje (cuadrado) para el mismo dieléctrico. Por ejemplo, un capacitor de 100 nF 50 V puede venir en el mismo paquete que un dispositivo de 10 nF 150 V.

Los condensadores SMD (no electrolíticos), que suelen ser condensadores cerámicos monolíticos, exhiben el mismo color de cuerpo en las cuatro caras que no están cubiertas por los extremos.

Condensadores electrolíticos SMD, generalmente capacitores de tantalio y condensadores de película están marcados como resistencias, con dos cifras significativas y un multiplicador en unidades de picofaradios o pF, (10 a 12 faradios).

Ejemplos

• 104 = 100 nF = 100,000 pF

• 226 = 22 μF = 22,000,000 pF

Los condensadores electrolíticos generalmente están encapsulados en resina epoxi negra o beige con tiras de conexión de metal planas dobladas por debajo. Algunos tipos de electrolíticos de película o tantalio no están marcados y poseen colores de cuerpo rojo, naranja o azul con tapas completas, no tiras de metal.

Inductores

La inductancia más pequeña con niveles de corriente moderadamente altos suele ser del tipo de cuentas de ferrita. Son simplemente un conductor de metal en forma de bucle a través de una cuenta de ferrita y casi lo mismo que sus versiones de orificio pasante, pero poseen tapas de extremo SMD en lugar de cables. Aparecen en gris oscuro y son magnéticos, a diferencia de los condensadores con un aspecto gris oscuro similar. Estos tipos de cuentas de ferrita están limitados a valores pequeños en el rango nH (nano Henry) y se usan a menudo como desacopladores de rieles de alimentación o en partes de alta frecuencia de un circuito. Los inductores y transformadores más grandes pueden, por supuesto, ser montados en el mismo orificio pasante.

Los inductores SMT con valores de inductancia más grandes a menudo tienen vueltas de cable o correa plana alrededor del cuerpo o incrustados en epoxi transparente, lo que permite ver el cable o la correa. A veces también está presente un núcleo de ferrita. Estos tipos de inductancia más alta a menudo se limitan a pequeñas clasificaciones de corriente, aunque algunos de los tipos de correa plana pueden manejar algunos amperios.

Al igual que con los condensadores, los valores de los componentes y los identificadores para inductores más pequeños no suelen estar marcados en el componente en sí; Si no está documentado o impreso en la PCB, la medición, que generalmente se retira del circuito, es la única forma de determinarlos. Los inductores más grandes, especialmente los tipos de alambre enrollado en huellas más grandes, generalmente tienen el valor impreso en la parte superior. Por ejemplo, "330", que equivale a un valor de 33uH (micro Henry).

Semiconductores discretos

Los semiconductores discretos, como diodos y transistores, a menudo están marcados con un código de dos o tres símbolos. El mismo código marcado en diferentes paquetes o en dispositivos de diferentes fabricantes puede traducir a diferentes dispositivos.

Muchos de estos códigos, utilizados porque los dispositivos son demasiado pequeños para ser marcados con números más tradicionales utilizados en paquetes más grandes, se correlacionan con números de parte tradicionales más familiares cuando se consulta una lista de correlaciones.

GM4PMK en el Reino Unido ha preparado una lista de correlación , y también está disponible una lista similar en formato .pdf , aunque estas listas no están completas.

Circuitos integrados

En general, los paquetes de circuitos integrados son lo suficientemente grandes como para ser impresos con el número de pieza completo que incluye el prefijo específico del fabricante, o un segmento significativo del número de pieza y el nombre o logotipo del fabricante .

Ejemplos de prefijos específicos de los fabricantes:

• Philips HEF4066 o Motorola MC14066. (un 4066 Quad Analog Switch).

• Fujitsu eléctrico FA5502. (Un controlador de corrección del factor de potencia de 5502M Boost Architecture .)