ЛР ПИМС и МП / ЛР ИССЛЕДОВАНИЕ ТОПОЛОГИИ И МОНТАЖА МИКРОСБОРОК / Приложение / Компоненты / Компоненты для поверхностного монтажа. Корпуса микросхем для поверхностного монтажа

Типы корпусов микросхем - Практическая электроника

Бывало ли у вас такое, что придя в радиомагазин, вы говорили продавцу:— Любезнейший, а дайте-ка мне ХХХХХХХ микросхему. — Да, конечно, а Вам в каком корпусе?

— !?

Ну да, вы такие крутые и наяренные только вчера стали читать сайт «Практическая электроника», поставили себе цель заняться радиоэлектроникой и бодрой походкой пошли в ближайшую радиобарахолку. И вы такой весь бодрый, знающий и умеющий сразу перед продавцом превращаетесь в чайника с красной физиономией. И тут продавец понимает, что вы реально полный ватник и только вчера стали заниматься электроникой)))

Поэтому, чтобы не попасть в такую дурацкую ситуацию и смотреться в глазах продавца мега-профи электронщиком, разберем в каких «домиках» живут всеми нами любимые и популярные микросхемы.

Итак, погнали 😉

Так как вы все лентяи и всегда читаете только начало статьи, а потом мотаете колесиком до конца статейки, то думаю, вначале будет полезно разобрать самые популярные типы корпусов микросхем.

DIP корпус

DIP ( англ. Dual In-Line Package) — корпус с двумя рядами выводов по длинным сторонам микросхемы. Раньше, да наверное и сейчас, корпус DIP был самым популярным корпусом для многовыводных микросхем. Выглядит он вот так:

В зависимости от количества выводов микросхемы, после слова «DIP» ставится количество ее выводов. Например, микросхема, а точнее, микроконтроллер atmega8 имеет 28 выводов:

Следовательно, ее корпус будет называться DIP28.

А вот у этой микрухи корпус будет называться DIP16.

Чтобы не считать каждый раз количество выводов, можно их сосчитать только на одной стороне микросхемы и тупо умножить на два.

В основном в корпусе DIP в Советском Союзе производили логические микросхемы, операционные усилители и тд. Сейчас же корпус DIP также не теряет своей актуальности и в нем до сих пор делают различные микросхемы, начиная от простых аналоговых и заканчивая микроконтроллерами.

Корпус DIP может быть выполнен из пластика (что в большинстве случаев) и называется он PDIP, а также из керамики — CDIP. На ощупь корпус CDIP твердый как камень, и это неудивительно, так как он сделан из керамики.

Пример CDIP корпуса.

Имеются также модификации DIP корпуса: HDIP, SDIP.

HDIP (Heat-dissipating DIP) — теплорассеивающий DIP. Такие микросхемы пропускают через себя большой ток, поэтому сильно нагреваются. Чтобы отвести излишки тепла, на такой микросхеме должен быть радиатор или его подобие, например, как здесь два крылышка-радиатора посерединке микрухи:

SDIP (Small DIP) — маленький DIP. Микросхема в корпусе DIP, но c маленьким расстоянием между ножками микросхемы:

SIP корпус

SIP корпус (Single In line Package) — плоский корпус с выводами с одной стороны. Очень удобен при монтаже и занимает мало места. Количество выводов также пишется после названия корпуса. Например, микруха снизу в корпусе SIP8.

У SIP тоже есть модификации — это HSIP (Heat-dissipating SIP). То есть тот же самый корпус, но уже с радиатором

ZIP Корпус

ZIP (Zigzag In line Package) — плоский корпус с выводами, расположенными зигзагообразно. На фото ниже корпус ZIP6. Цифра — это количество выводов:

Ну и корпус с радиатором HZIP:

Только что мы с вами рассмотрели основной класс In line Package микросхем. Эти миксрохемы предназначены для сквозного монтажа в отверстиях в печатной плате.

Например, микросхема DIP14, установленная на печатной плате

и ее выводы с обратной стороны платы, уже без припоя.

Кто-то все таки умудряется запаять микросхемы DIP, как микросхемы для поверхностного монтажа ( о них чуть ниже), загнув выводы под углом в 90 градусов, или полностью их выпрямив. Это извращение), но работает).

Переходим к другому классу микросхем — микросхемы для поверхностного монтажа или, так называемые SMD компоненты. Еще их называют планарными радиокомпонентами.

Такие микросхемы запаиваются на поверхность печатной платы, под выделенные для них печатные проводники. Видите прямоугольные дорожки в ряд? Это печатные проводники или в народе пятачки. Вот именно на них запаиваются планарные микросхемы.

SOIC корпус

Самым большим представителем этого класса микросхем являются микросхемы в корпусе SOIC (Small-Outline Integrated Circuit) — маленькая микросхема с выводами по длинным сторонам. Она очень напоминает DIP, но обратите внимание на ее выводы. Они параллельны поверхности самого корпуса:

Вот так они запаиваются на плате:

Ну и как обычно, цифра после «SOIC» обозначает количество выводов этой микросхемы. На фото выше микросхемы в корпусе SOIC16.

SOP корпус

SOP (Small Outline Package) — то же самое, что и SOIC.

Модификации корпуса SOP:

PSOP — пластиковый корпус SOP. Чаще всего именно он и используется.

HSOP — теплорассеивающий SOP. Маленькие радиаторы посередине служат для отвода тепла.

SSOP(Shrink Small Outline Package) — » сморщенный» SOP. То есть еще меньше, чем SOP корпус

TSSOP(Thin Shrink Small Outline Package) — тонкий SSOP. Тот же самый SSOP, но «размазанный» скалкой. Его толщина меньше, чем у SSOP. В основном в корпусе TSSOP делают микросхемы, которые прилично нагреваются. Поэтому, площадь у таких микросхем больше, чем у обычных. Короче говоря, корпус-радиатор).

SOJ — тот же SOP, но ножки загнуты в форме буквы «J» под саму микросхему. В честь таких ножек и назвали корпус SOJ:

Ну и как обычно, количество выводов обозначается после типа корпуса, например SOIC16, SSOP28, TSSOP48 и тд.

QFP корпус

QFP (Quad Flat Package) — четырехугольный плоский корпус. Главное отличие от собрата SOIC в том, что выводы размещены на всех сторонах такой микросхемы

Модификации:

PQFP — пластиковый корпус QFP. CQFP — керамический корпус QFP. HQFP — теплорассеивающий корпус QFP.

TQFP (Thin Quad Flat Pack) — тонкий корпус QFP. Его толщина намного меньше, чем у его собрата QFP

PLCC корпус

PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) и СLCC (Ceramic Leaded Chip Carrier) — соответственно пластиковый и керамический корпус с расположенными по краям контактами, предназначенными для установки в специальную панельку, в народе называемую «кроваткой». Типичным представителем является микросхема BIOS в ваших компьютерах.

Вот так примерно выглядит «кроватка» для таких микросхем

А вот так микросхема «лежит» в кроватке.

Иногда такие микросхемы называют QFJ, как вы уже догадались, из-за выводов в форме буквы «J»

Ну и количество выводов ставится после названия корпуса, например PLCC32.

PGA корпус

PGA (Pin Grid Array) — матрица из штырьковых выводов. Представляет из себя прямоугольный или квадратный корпус, в нижней части которого расположены выводы-штырьки

Такие микросхемы устанавливаются также в специальные кроватки, которые зажимают выводы микросхемы с помощью специального рычажка.

В корпусе PGA в основном делают процессоры на ваши персональные компьютеры.

Корпус LGA

LGA (Land Grid Array) — тип корпусов микросхем с матрицей контактных площадок. Чаще всего используются в компьютерной технике для процессоров.

Кроватка для LGA микросхем выглядит примерно вот так:

Если присмотреться, то можно увидеть подпружиненные контакты.

Сам микросхема, в данном случае процессор ПК, имеет просто металлизированные площадки:

Для того, чтобы все работало, должно выполняться условие: микропроцессор должен быть плотно прижат к кроватке. Для этого используются разного рода защелки.

Корпус BGA

BGA (Ball Grid Array) — матрица из шариков.

Как мы видим, здесь выводы заменены припойными шариками. На одной такой микросхеме можно разместить сотни шариков-выводов. Экономия места на плате просто фантастическая. Поэтому микросхемы в корпусе BGA применяют в производстве мобильных телефонов, планшетах, ноутбуках и в других микроэлектронных девайсах. О том, как перепаивать BGA, я еще писал в статье Пайка BGA микросхем.

В красных квадратах я пометил микросхемы в корпусе BGA на плате мобильного телефона. Как вы видите, сейчас вся микроэлектроника строится именно на BGA микросхемах.

Технология BGA является апогеем микроэлектроники. В настоящее время мир перешел уже на технологию корпусов microBGА, где расстояние между шариками еще меньше, и можно уместить даже тысячи(!) выводов под одной микросхемой!

Вот мы с вами и разобрали основные виды корпусов современных микросхем.

Ничего страшного нет в том, что вы назовете микросхему в корпусе SOIC SOPом или SOP назовете SSOPом. Также ничего страшного нет и в том, чтобы назвать корпус QFP TQFPом. Границы между ними размыты и это просто условности. Но вот если микросхему в корпусе BGA назовете DIP, то это уже будет жОский касяк.

Начинающим радиолюбителям стоит просто запомнить три самых важных корпуса для микросхем — это DIP, SOIС (SOP) и QFP безо всяких модификаций и стоит также знать их различия. В основном именно эти типы корпусов микросхем радиолюбители используют чаще всего в своей практике.

www.ruselectronic.com

Типы корпусов импортных микросхем

Корпус - это часть конструкции микросхемы, предназначенная для защиты от внешних воздействий и для соединения с внешними электрическими цепями посредством выводов. Корпуса стандартизованы для упрощения технологического процесса изготовления изделий из разных микросхем. Число стандартных корпусов исчисляется сотнями!

Ниже представлены наиболее распространенные серии корпусов импортных микросхем. Для просмотра чертежей корпусов микросхем кликните ссылку с названием типа корпуса или на соответствующую типу корпуса картинку.

DIP (Dual In-line Package, также DIL) - тип корпуса микросхем, микросборок и некоторых других электронных компонентов для монтажа в отверстия печатной платы. Имеет прямоугольную форму с двумя рядами выводов по длинным сторонам. Может быть выполнен из пластика (PDIP) или керамики (CDIP). Обычно в обозначении также указывается число выводов.	SOIC или просто SO (small-outline integrated circuit), а также SOP (Small-Outline Package) корпус микросхем , предназначенный для поверхностного монтажа, занимающий на печатной плате на 30-50% меньше площади чем аналогичный корпус DIP, а также имеющий на 50-70% меньшую толщину. Обычно в обозначении также указывается число выводов.
SIP (Single In-line Package) – плоский корпус для вертикального монтажа в отверстия печатной платы, с одним рядом выводов по длинной стороне. Обычно в обозначении также указывается число выводов.	QFP (Quad Flat Package) — плоский корпус с четырьмя рядами контактов. Представляет собой квадратный корпус с расположенными по краям контактами. Существуют также другие варианты: TQFP (Thin QFP) — с малой высотой корпуса, LQFP (Low-profile QFP) и многие другие.
LCC (Leadless Chip Carrier) представляет собой низкопрофильный квадратный керамический корпус с расположенными на его нижней части контактами, предназначенный для поверхностного монтажа.	PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) и СLCC (Ceramic Leaded Chip Carrier) представляют собой квадратный корпус с расположенными по краям контактами, предназначенный для установки в специальную панель (часто называемую «кроваткой»).
TSOP (Thin Small-Outline Package) тонкий малогабаритный корпус, разновидность SOP корпуса микросхем. Часто применяется в области DRAM, особенно для упаковки низковольтных микросхем из-за их малого объёма и большого количества штырьков.	SSOP (Shrink small-outline package) (уменьшенный малогабаритный корпус) разновидность SOP корпуса микросхем , предназначенного для поверхностного монтажа. Выводы расположены по двум длинным сторонам корпуса.
ZIP (Zigzag-In-line Package) - плоский корпус для вертикального монтажа в отверстия печатной платы со штырьковыми выводами, расположенными зигзагообразно.

Печатать

www.chipdip.ru

Компоненты для поверхностного монтажа

К этому времени уже были разработаны и освоены некоторые компоненты (резисторы, конденсаторы), которые использовались при изгтовлении ГИС и МСБ. Однако ТМП ужесточила требования по устойчивости к воздействию климатических факторов, поскольку чип-резисторы и конденсаторы для ГИС и МСБ изготавливались в незащищённом исполнении для применения внутри корпусов ГИС.

В настоящее время разработана обширная номенклатура компонентов для ТМП, включающая резисторы, конденсаторы (в том числе переменные), катушки индуктивности, микротрансформаторы, реле, кварцевые резонаторы, диоды, транзисторы, микросхемы, микропереключатели и др. Данные компоненты имеют несколько разновидностей корпусов: безвыводные с облуженными торцами, с укороченными выводами типа крыла чайки или J-образными, цилиндрические корпуса с металлизированными торцами. Рассмотрим эти корпуса подробнее.

Чип-корпус - безвыводный корпус прямоугольной формы для простых пассивных компонентов типа резисторов, перемычек и конденсаторов (рисунок 2.1) [5].

Рисунок 2.1 - Корпуса простых чип-компонентов

Чип-резисторы и чип-конденсаторы изготавливаются по групповой технологии на подложках большого размера (обычно 60x48 мм), затем после скрайбирования подложка разламывается на отдельные части (английское слово chip означает осколок). После разламывания на торцы чип-компонента наносится многослойная металлизация (толстопленочный проводник - барьерный слой никеля - слой припоя) с трех или пяти сторон для каждого торца (последний вариант применяется для высоконадежных компонентов). При изготовлении чип-резисторов обычно применяется толстоплёночная технология. Типовая конструкция толстопленочного чип-резистора приведена на рисунке 2.2. Резистор состоит из керамического основания (подложка из А12О3), резистивного слоя (окись рутения), внутреннего контактного слоя (палладий-серебро), промежуточного барьерного слоя из никеля, внешнего контактного слоя (сплав олово-свинец). Тело резистора защищается покрытием из боросиликатного стекла с нанесением несмываемой кодовой маркировки номинала.

Рисунок 2.2 - Конструкция толстопленочного чип-резистора

Маркировка резисторов состоит из трёх цифр для простых и четырёх цифр для высокоточных резисторов, причём последняя цифра означает количество нулей, которые необходимо дописать справа к номиналу в Ом. Например: 160-16 Ом, 472-4,7 кОм, 112-1,1 кОм, 106 - 10 МОм, 2741 - 2,74 кОм. Маркировка низкоомных резисторов содержит букву «R», например, 4R7 - 4,7 Ом, 54R9 - 54,9 Ом.

Чип-перемычки, сопротивление которых не должно превышать 0,05 Ом, имеют маркировку 000.

Маркировка конденсаторов обычно наносится на упаковочную тару. Условное обозначение ёмкости: первые две цифры указывают номинал в пикофарадах, третья цифра - количество добавляемых справа нулей. Например: 105 - 1 мкФ, 153 - 0,015 мкФ.

Электролитические конденсаторы, имеющие достаточно большую поверхность, могут содержать кодированное обозначение рабочего напряжения и величины емкости. Возможно несколько вариантов кодировки:

а) код содержит два или три знака (буквы или цифры). Буквы обозначают напряжение и емкость, а цифра указывает множитель

Перед буквами может ставиться цифра, указывающая на диапазон рабочих напряжений:

О-до 10 В; 1-до 100 В; 2-до 1000 В, например ОЕ-2,5 В; 1J-63 В; 2D-200B;

б) код содержит четыре знака (буквы и цифры), обозначающие номинальную емкость и рабочее напряжение. Первая буква обозначает напряжение, две последующие цифры - емкость в пФ, последняя цифра количество нулей. Например: Е475 - конденсатор емкостью 4,7 мкФ с рабочим напряжением до 25 В. Иногда емкость может указываться с использованием буквы ц: Е4ц7 - обозначение конденсатора, соответствующее вышеприведенному примеру.

В общем случае чип-компонент может быть охарактеризован размерами L (длина), В (ширина), Н (высота), D или / (ширина контактной площадки) как это показано на рисунке 2.3. Размеры чип-резисторов зависят от рассеиваемой мощности, а размеры чип-конденсаторов - от номинальной емкости и рабочего напряжения.

Форма и размеры корпусов стандартизованы международными и национальными стандартами (МЭК115, МЭК384). В этих стандартах используется система обозначения конструктива КМП в виде двух пар чисел, которые характеризуют длину и ширину корпуса в сотых долях дюйма (типоразмеры от 0101 (0,25x0,25 мм) до 2225 (5,7x6,3 мм). Сопоставительные размеры некоторых типоразмеров резисторов по сравнению со спичечной головкой на фоне сетки 1,27 мм приведены на рисунке 2.4.

Некоторые фирмы обозначения типоразмера корпуса приводят в мм: 1005 - (1,0x0,5) мм, что соответствует вышеприведенному обозначению корпуса 0402; 3216 - (3,2x1,6) мм - соответствует обозначению 1206.

Типоразмер чип-корпуса

Размеры в плане (BxL), мм

0101

0201

0402

0603

1206

1210

2412

2225

0,25x0,25

0,5x0,25

1x0,5

1,6x0,8

3,2x1,6

3,2x2,6

6x3

5,7x6,3

Отечественной промышленностью выпускаются чип-резисторы общего применения Р1-12, прецизионные Р1-16, наборы резисторов HP1-29, чип-перемычки Р1-23 [6]. Чип-перемычки используются для обеспечения переходов через проводники при разработке топологии. Выпускаются с габаритными размерами 3,2x1,6x0,6 мм (1206) и имеют сопротивление не более 0,05 Ом.

Чип-конденсаторы для монтажа на поверхность представлены многослойными керамическими ( К10-9М, К10-17-4в, К10-42, К10-43, К10-47, К10-50в, К10-56, К10-57, К10-60в, К10-69, К10-73-6в), танталовыми оксидно-полупроводниковыми (К53-25, К53-36, К53-37) и алюминиевыми оксидно-полупроводниковыми К53-40.

Корпус типа MELF(Metal Electrode Face Bonded) - цилиндрический корпус с вмонтированными электродами в виде металлизированных торцов (рисунок 2.5). Предназначен для диодов, резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности. Диаметр корпуса находится в пределах от 1,25 мм до 2,2 мм, длина - от 2 до 5,9 мм.

MELF-корпус имеет низкую стоимость, однако монтаж его затруднён. Получил широкое распространение в Японии в начале развития ТМП. Примерами отечественных компонентов в подобных корпусах являются резисторы Pl-11, P1-30.

Малогабаритный диодный корпус SOD(Small Outline Diode) - пластмассовый корпус с двумя выводами типа «крыло чайки» (рисунок 2.6). Предназначен для диодов, светодиодов, варикапов. Наиболее распространенным является корпус SOD-80, отечественным аналогом которого является корпус КД-34 по ГОСТ 18472-88.

Рисунок 2.5 - Корпус типа MELF Рисунок 2.6 - Корпус типа SOD

Малогабаритный транзисторный корпус SOT(Small Outline Transistor) имеет от 3 до 6 выводов (рисунок 2.7).

Рисунок 2.7 - Корпуса типа SOT

Корпус имеет пластмассовую оболочку и укороченные выводы типа «крыла чайки». Помимо транзисторов, в него могут монтироваться диоды, варикапы, усилители. Является первым корпусом для поверхностного монтажа, программа разработки которого была реализована фирмой Siemens более 25 лет назад. Наиболее распространённый корпус SOT-23 имеет размеры 2,9x1,3x1,1 мм.

Дальнейшим развитием корпусов данного типа являются корпуса SOT-89, SOT-143, S-mini, SS-mini. Последующие разработки характеризуются уменьшением расстояния между выводами до величины 0,65 -0,5 мм, что позволило уменьшить габариты корпуса до размеров 1,6x1,6x0,75 мм. Отечественные корпуса подобного типа представлены корпусами КТ-46 (SOT-23), KT-47 (SOT-89), KT-48 (SOT-143). Основные геометрические размеры корпусов показаны на рисунке 2.8.

SOT-23 (КТ-46)

SOT-89 (KT-47)

SOT-143(KT-48)

Рисунок 2.8 - Габаритные размеры корпусов типа SOT

Малогабаритные корпуса для микросхем могут быть объединены в несколько групп в зависимости от формы выводов (вывод в форме крыла чайки, J-образный), их расположением по двум или четырем сторонам корпуса, материала корпуса (пластмассовый или керамический):

- корпуса типа SOIC (Small Outline Integrated Circuit) u SOP (Small Outline Packages) с двусторонним расположением выводов в форме крыла чайки (рисунок 2.9а, 2.9.6). Шаг расположения выводов у этого типа корпусов 1,27 мм, количество выводов - от 6 до 42. Дальнейшим развитием корпусов подобного типа явилось создание корпуса SSOIC (Shrink Small Outline Integrated Circuit) с уменьшенным до 0,635 мм расстоянием между выводами при максимальном их количестве 64 (рисунок 2.9в) и корпуса TSOP (Thin Small Outline Packages) с уменьшенной до 1,27 мм высотой корпуса (рисунок 2.8г) и уменьшенным до 0,3 - 0,4 мм расстоянием между выводами;

- корпуса типа SOJ (Small Outline with «J» leads) с двусторонним расположением выводов J-образной формы, загнутых под корпус (рисунок 2.10). Шаг расположения выводов - 1,27 мм, общее их количество - от 14 до 28.

Рисунок 2.9 - Разновидности корпусов микросхем с двусторонним расположением выводов в форме крыла чайки: а-корпус типа SOIC; б-корпус типа SOP; в - корпус типа SSOIC; г - корпус типа TSOP

Рисунок 2.10 - Корпус микросхемы с J-образными выводами: а - общий вид корпуса; б - конструкция выводов

- корпуса типа QFP (Quad Flat Pack) и SQFP (Shrink Quad Flat Pack), имеющие выводы в форме «крыла чайки», равномерно распределенные по четырем сторонам (рисунок 2.11 а). Существует также разновидность корпуса в форме прямоугольника - SQFP-R (рисунок 2.11 б). Шаг расположения выводов достаточно мал - всего 0,3 - 0,5 мм, что позволяет создавать корпуса с общим количеством выводов до 440;

Рисунок 2.11 - Разновидности корпусов микросхем с четырехсторонним расположением выводов в форме крыла чайки: а - корпус типа QFP и SQFP; б-корпус типа SQFP-R

- корпуса типа PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) — квадратный пластмассовый кристаллоноситель с J-выводами (рисунок 2.12а) и типа PLCC-R (Plastic Leaded Chip Carrier Rectangular) - прямоугольный пластмассовый кристаллоноситель с J-выводами (рисунок 2.126). Корпуса подобного вида имеют значительный по современным меркам шаг расположения выводов - 1, 27 мм и в связи с этим большие геометрические размеры. Количество выводов квадратного корпуса - от 20 до 124, у прямоугольного - от 18 до 32;

Рисунок 2.12 - Корпус микросхемы с J-образными выводами

и четырехсторонним расположением выводов:

а-квадратный PLCC; б-прямоугольный PLCC-R

- корпуса типа LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier) - безвыводный керамический кристаллоноситель (рисунок 2.13). На боковых поверхностях такого корпуса имеются специальные металлизированные углубления, расположенные с шагом 1,27 мм, которые служат для образования электрического соединения с контактными площадками платы при пайке узла дозированным припоем.

Рисунок 2.13- Корпус типа LCCC

Отечественным аналогом корпусов типа SOIC являются корпуса подтипа 43 по ГОСТ 17467-88. Габаритные чертежи и размеры этих корпусов приведены на рисунке 2.14 и в таблице 2.1.

Рисунок 2.14- Габаритные размеры корпусов подтипа 43

Таблица 2.1 - Габаритные размеры корпусов подтипа 43 вмиллиметрах

Шифр типоразмера	Число выводов	A, max	D, max	Е, max	HE, max
4301 4302 4303 4304 4305 4306 4307	4 6 8 10 12 14 1 6	2	2,5 3,75 5 6,25 7,5 8,75 10	4	6,3
4308	16	2	10	5	7,3
4309 4310 4311 4312	8 10 14 16	2,54	5,4 6,64 9,14 10,4	4,65	6,7
4313 4314 4315	14 16 20	3	9,14 10,4 12,9	5,7	8,2
4316 4317 4318 4319 4320	16 18 20 24 28	3	10,4 11,64 12,9 15,4 17,9	7,5	10,5
4321 4322	24 28	3,05	15,4 17,9	8,5	12,5
4323	32	3,05	20,4	11.3	14.4

Отечественным аналогом корпусов типа QFP являются корпуса подтипа 44 по ГОСТ 17467-88. Габаритные чертежи и размеры этих корпусов приведены на рисунке 2.15 и в таблице 2.2.

Мировая электронная промышленность около 90% всех ТМП ИС выпускает в пластмассовых корпусах и только 10% в керамических. Керамические корпуса обладают существенно более высокими эксплуатационными показателями. Так, температурный диапазон работы микросхем в керамических корпусах составляет от -55 до +125°С, а в пластмассовых — от -10 до +85°С. Однако керамические корпуса имеют большую массу и стоимость, поэтому они используются, как правило, в наиболее ответственных случаях.

Рисунок 2.15 - Габаритные размеры корпусов подтипа 44

Таблица 2.2 - Габаритные размеры корпусов подтипа 44

Шифр типоразмера	Число выводов	HD	HE	А	D	Е
4401	44	22	22	2,6	14,2	14,2
4402	64	38	26	2,5	20,2	14,2

Нестандартные корпуса для компонентов неправильной формы, например, переключателей, плавких предохранителей, индуктивностей, электролитических конденсаторов, переменных резисторов представлены на рисунке 2.16.

Рисунок 2.16- Нестандартные корпуса для КМП

Отечественной промышленностью выпускаются подстроечные резисторы в ТМП исполнении следующих типов: РП1-75, РП1-82, РП1-83, РП1-98 [6]. Резисторы имеют диапазон сопротивлений от 10 Ом до 3,3 МОм, допускают мощность рассеяния 0,25 Вт. Габаритные размеры не превышают 4,5x4,5x3,5 мм.

studfiles.net

Корпуса QFP, LQFP, TQFP. Чертежи корпусов импортных микросхем.

QFP28

QFP32

QFP44

QFP48

QFP64

QFP68

QFP80

QFP100

QFP120

QFP124

QFP144

QFP160

QFP164

QFP176

QFP196

QFP208

TQFP64

TQFP80

TQFP100

TQFP120

TQFP168

LQFP32

LQFP48

LQFP64

LQFP80

LQFP100

LQFP120

LQFP144

Все типы корпусов импортных микросхем

Печатать

www.chipdip.ru

Компоненты для поверхностного монтажа

Рисунок 2.1 - Корпуса простых чип-компонентов

Рисунок 2.2 - Конструкция толстопленочного чип-резистора

Чип-перемычки, сопротивление которых не должно превышать 0,05 Ом, имеют маркировку 000.

Перед буквами может ставиться цифра, указывающая на диапазон рабочих напряжений:

О-до 10 В; 1-до 100 В; 2-до 1000 В, например ОЕ-2,5 В; 1J-63 В; 2D-200B;

Типоразмер чип-корпуса

Размеры в плане (BxL), мм

0101

0201

0402

0603

1206

1210

2412

2225

0,25x0,25

0,5x0,25

1x0,5

1,6x0,8

3,2x1,6

3,2x2,6

6x3

5,7x6,3

Рисунок 2.5 - Корпус типа MELF Рисунок 2.6 - Корпус типа SOD

Малогабаритный транзисторный корпус SOT(Small Outline Transistor) имеет от 3 до 6 выводов (рисунок 2.7).

Рисунок 2.7 - Корпуса типа SOT

SOT-23 (КТ-46)

SOT-89 (KT-47)

SOT-143(KT-48)

Рисунок 2.8 - Габаритные размеры корпусов типа SOT

Рисунок 2.10 - Корпус микросхемы с J-образными выводами: а - общий вид корпуса; б - конструкция выводов

Рисунок 2.12 - Корпус микросхемы с J-образными выводами

и четырехсторонним расположением выводов:

а-квадратный PLCC; б-прямоугольный PLCC-R

Рисунок 2.13- Корпус типа LCCC

Рисунок 2.14- Габаритные размеры корпусов подтипа 43

Таблица 2.1 - Габаритные размеры корпусов подтипа 43 вмиллиметрах

Шифр типоразмера	Число выводов	A, max	D, max	Е, max	HE, max
4301 4302 4303 4304 4305 4306 4307	4 6 8 10 12 14 1 6	2	2,5 3,75 5 6,25 7,5 8,75 10	4	6,3
4308	16	2	10	5	7,3
4309 4310 4311 4312	8 10 14 16	2,54	5,4 6,64 9,14 10,4	4,65	6,7
4313 4314 4315	14 16 20	3	9,14 10,4 12,9	5,7	8,2
4316 4317 4318 4319 4320	16 18 20 24 28	3	10,4 11,64 12,9 15,4 17,9	7,5	10,5
4321 4322	24 28	3,05	15,4 17,9	8,5	12,5
4323	32	3,05	20,4	11.3	14.4

Рисунок 2.15 - Габаритные размеры корпусов подтипа 44

Таблица 2.2 - Габаритные размеры корпусов подтипа 44

Шифр типоразмера	Число выводов	HD	HE	А	D	Е
4401	44	22	22	2,6	14,2	14,2
4402	64	38	26	2,5	20,2	14,2

Рисунок 2.16- Нестандартные корпуса для КМП

studfiles.net

SMD компоненты - Практическая электроника

SMD (Surface Mounted Device), что в переводе с английского означает как «прибор, монтируемый на поверхность». В нашем случае поверхностью является печатная плата.

Вот на такие печатные платы устанавливаются SMD компоненты. SMD компоненты не вставляются в отверстия плат, они запаиваются на контактные дорожки (я их называю пятачками), которые расположены прямо на поверхности печатной платы. На фото ниже контактные площадки оловянного цвета на плате мобильного телефона, после того, как убраны все SMD компоненты.

В наш бурный век электроники главными преимуществами электронного изделия являются малые габариты, надежность, удобство монтажа и демонтажа (разборка оборудования), малое потребление энергии а также удобное юзабилити (от английского — удобство использования). Все эти преимущества ну никак не возможны без технологии поверхностного монтажа — SMT технологии (Surface Mount Technology), и конечно же без SMD компонентов. Но почему? Давайте подробнее рассмотрим этот вопрос.

Самыми важными преимуществами SMD компонентов являются, конечно же, их маленькие габариты. На фото ниже простые резисторы и SMD резисторы.

Благодаря малым габаритам, можно размещать больше SMD компонентов на единицу площади, чем простых. Следовательно возрастает плотность монтажа и в результате этого уменьшаются габариты электронного устройства. А так как вес SMD компонента в разы легче, чем вес того же самого простого компонента, то и масса радиоаппаратуры будет также во много раз легче.

У простых радиоэлементов всегда есть паразитные параметры. Это может быть паразитная индуктивность или емкость. Вот, например, эквивалентная схема простого конденсатора, где r-сопротивление диэлектрика между обкладками, R — сопротивление выводов, L — индуктивность между выводами.

В SMD компонентах эти параметры минимизированы, потому как габариты очень малы. Вследствие этого улучшается качество передачи слабых сигналов, а также возникают меньшие помехи в высокочастотных схемах, благодаря меньшим значениям паразитных параметров.

SMD компоненты намного проще выпаивать, для этого нам нужна паяльная станция с феном. Как выпаивать и запаивать SMD компоненты, можете прочитать в статье Как правильно паять SMD. Запаивать их намного труднее, в производстве их располагают на печатной плате специальные роботы. Вручную в производстве их никто не запаивает, кроме радиолюбителей и ремонтников радиоаппаратуры.

Так как в аппаратуре с SMD компонентами очень плотный монтаж, то и дорожек в плате должно быть больше. Но дорожки не влезают на одну поверхность, поэтому печатные платы делают многослойными. Если аппаратура сложная и очень большая плотность монтажа компонентов, то и следовательно в плате будет больше слоев. Это как многослойный торт из коржей. Это означает, что печатные дорожки, связывающие SMD компоненты находятся прямо внутри платы и их никак нельзя увидеть. Пример многослойных плат — платы мобильных телефонов и платы компьютера или ноутбука (материнка, видеокарта, оператива). На фото ниже синяя плата — Iphone 3g, зеленая плата — материнка компа.

Все ремонтники радиоаппаратуры знают, что если перегреть плату, то она вздувается пузырем. При этом межслойное связи рвутся и плате приходит полная жопа без какого-либо восстановления. Поэтому главным козырем при замене SMD компонентов является правильно подобранная температура.

На некоторых платах используют обе стороны печатной платы, при этом плотность монтажа, как вы поняли, повышается вдвое. Это еще один плюс SMT технологии. Ах да, стоит учесть еще и тот фактор, что материала для производства SMD компонентов уходит в разы меньше, а себестоимость их при серийном производстве в миллионах штук обходится,в прямом смысле, в копейки. Короче говоря, одни плюсы :-). Но, раз есть плюсы, то должны быть и минусы… Но они очень незначительные, и нас с Вами собственно не касаются. Это дорогое оборудование и технологии при производстве и разработке SMD компонентов, а также точность температуры пайки.

Что же все таки использовать в своих конструкциях? Если у вас не дрожат руки, и Вы хотите сделать, скажем, маленького радиожучка, то выбор очевиден. Но все таки, в радиолюбительских конструкциях габариты особо не играют большой роли, да и паять массивные радиоэлементы проще и удобнее. Некоторые радиолюбители используют и то и другое вперемешку ;-).

Давайте рассмотрим основные SMD элементы, используемые в наших современных технологиях. Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности с малым номиналом, предохранители, диоды и другие компоненты выглядят как обычные прямоугольнички.

На платах без схемы невозможно отгадать, то ли это резистор, то ли кондер то ли хрен пойми что. На крупных SMD элементах все таки ставят код или цифры, чтобы определить их характеристику и параметры. На фото ниже в красном прямоугольнике помечены эти элементы. Без схемы на устройство невозможно сказать какие это элементы.

Типоразмеры SMD компонентов могут быть разные. Это зависит от технических характеристик этих компонентов. В основном, чем больше номинал компонента, тем он больше в размерах. Вот здесь есть описание типоразмеров для резисторов и конденсаторов. Вот, например, прямоугольный SMD конденсатор желтого цвета. Еще их называют танталовыми или просто танталами:

А вот так выглядят SMD транзисторы:

Есть еще и такие виды SMD транзисторов:

Катушки индуктивности, которые обладают большим номиналом, в SMD исполнении выглядят во так:

Ну и, конечно, как же без микросхем в наш век микроэлектроники! Существует очень много SMD типов корпусов микросхем, но я их делю в основном на две группы:

1) Микрухи, у которых выводы параллельны печатной плате и находятся с двух сторон или по периметру.

2) Микрухи, у которых выводы находятся под самой микрухой. Это особый класс микросхем, называется BGA (от английского Ball grid array — массив из шариков). Выводы таких микросхем представляют из себя простые припойные шарики одинаковой величины. На фото снизу сама микра, и обратная ее сторона, состоящая из шариковых выводов. Микросхемы BGA удобны производителям тем, что они очень сильно экономят место на печатной плате, потому что таких шариков под какой-нибудь микрухой BGA могут быть тысячи, что значительно облегчает жизнь производителям, но нисколько не облегчает жизнь ремонтникам 🙂 .

Можно еще много рассказывать про SMD технологию и компоненты. В этой статейке я изложил в основном поверхностный обзор мира SMD компонентов. Каждый день разрабатываются все новые микрухи и компоненты. Меньше, тоньше, надежнее. Некоторые начинающие электронщики возмущаются мол: » Какого фига нам в школе, в универе или еще где-нибудь рассказывают про какие-то там советские транзисторы или старые советские диоды, зачем это нам надо, ведь сейчас век микроэлектроники?». Вот здесь они заблуждаются… Диод, он и в Африке диод, хоть SMD, хоть советский, разница — в габаритах. Но работать он будет точно также, как и советский. Просто знайте, что микроэлектроника — от слово «микрос», что с латинского означает «малый», но законы электроники везде одинаковы, что в большом радиоэлементе, что в малюсеньком SMD.

www.ruselectronic.com

Элементная база для поверхностного монтажа электронных компонентов

Современная технология поверхностного монтажа предусматривает следующие требования к электрон-ным компонентам [9]:

• минимальные масса и габариты, плоскостность, низкий профиль выводов, невысокая стоимость, о6еспечение стандартизации;

• пригодность к автоматизированному монтажу, возможность использования существующих методов пайки;

• высокую термостойкость в условиях длительной тепловой нагрузки в процессе пайки • возможность современного корпусирования.

В настоящее время на рынке ЭК имеется большой выбор элементов в различных корпусах для поверхно-стного монтажа. Причем, разработка корпусов для ЭК приблизилась к такой стадии, кoгда её poль -становится столь же важной, как и разработка самих компо-нентов. Основными компонентами для поверхностно-го монтажа являются большие (БИС) и сверх-большие (СБИС) интегральные схемы (ИС) и полупроводнико-вые приборы в малогабаритных корпусах. Существует большой выбор корпусов для поверхностного монтажа. Необходимо отметить, что размеры кристалла ИС продолжают увеличиваться, а размеры элементов в нем – уменьшаются, поэтому специалисты, занимаю-щееся вопросами сборки компонентов, столкнулись с двойной проблемой. Во-первых, необходимо собир-ать физически большой кристалл,высокая плотность элементов в котором требует увеличения числа контактных площадок для соединения его с внутренними выводами корпуса. Во вторых, увеличение размеров и плотности упаковки элементов в кристаллах БИС и СБИС требует увеличения числа выводов в корпусах, в которые они монтируются, что может приводить к возрастанию их размеров, веса, ухудшению электри-ческих характеристик и быстродействия микроприбо-ров.

Поэтому техника корпусирования БИС и СБИС – динамичная, бурно развивающаяся область микро-электроники, при этом основной тенденцией является стремление к минимизации объемов корпуса при -

одновременном росте числа выводов с уменьшением расстояния между ними.

Корпуса классифицируют в зависимости от конструктивных особенностей и геометрических pазмеров. Классификация корпусов для поверхностного монтажа приведена на рисунке 2.40. B соответствии с этой классификацией в таблице 2.13 приведены основ-ные данные о наиболее распространенных и перспективных типах корпусов.

Следует отметить, что некото-рые изготовители в справочных данных в качестве ос-новного приводят фирменное обозначение корпуса, а в комментариях дают сведения о соответствии фирменного обозначения общепринятому. Кроме того, часто перед общепринятыми обозначениями корпу-сов ставят букву, определяющую материал, из которо-го сделан корпус: P - пластик, С - керамика, М - ме-таллокерамика.

Рисунок 2.40 - Классификация корпусов микросхем, предназначенных для

поверхностного монтажа

Корпуса с выводами по периметру входят в состав семейства SOP, SOJ, QFJ, QFP, DIP. Наиболее рас-пространены корпуса SOP (число выводов от 8 до 100) и QFP (число выводов от 20 до 304). В корпусах с большим количеством выводов выпускают цифровые мик-росхемы средней и высокой степени интеграции, а корпусах с малым количеством выводов - цифровые микросхемы малой и средней степени интеграции, аналоговые микросхемы, диоды и транзисторы.

Микросхемы в исполнении TCP имеют ленточные выводы из тонкой медной или алюминиевой фольги на полимерной пленке, прикрепленные к кристаллу пай-кой или ультразвуковой сваркой. После установки на плату микросхемы должны герметизироваться в соста-ве платы. Они поставляются на ленте-носителе и хо-рошо приспособлены для автоматизированного кон-троля параметров и монтажа. Этот тип микросхем применяют в недорогой, не подлежащей ремонту -аппаратуре с большими объемами выпуска.

Для микросхем высокой и сверхвысокой степени интеграции в последние годы получили широкое распространение корпуса BGA, поскольку они от-носительно недороги и пpи большом количестве вы-водов занимают мало место на плате. Согласно тех-нологии ВGА бескорпусные кристаллы (один или не-сколько) монтируют на поверхность печатной мик-роплаты и герметизируют полимерным компаундом.

Микросхемы в корпусах BGA паяются на платы с помощью выводов, выполненных в виде массива шариков припоя на контактных площадках микроплаты. Дальнейшее развитие технологии корпусов BGA привело к созданию корпусов типа CSP, в которых отсутствует печатная микроплата, а шариковые выводы размещены непосредственно на контактных площадках в верхнем слое металлизации кристалла. После формирования шариковых выводов кристалл заливают тонким слоем пластмассы и монтируют на печатной плате так же,как корпус BGA. В случае необходимости на верхней стороне микросхемы устанавливают теплоотвод. При эффективности использования площади платы эта технология практически не уступает технологии flip-chip (монтаж на плату перевернутых бескорпусных кристаллов и герметизация их полимерным компаундом в составе платы). Основным тормозом в массовом выпуске микросхем в корпусах типа CSP и широком применении технологии flip-chip является отсутствие надёжного и недоpогого способа уменьшения напряжений в системе кристалл-печатная плата, возникающих из-за различия температурных коэффициентов pасширения полупроводникового кристалла (2×10-6/°С), меди (16,6×10-6/°С) и диэлектрика типа FR-4 ((15...19)×10-6/°С), из которо-го делают печатные платы.

Поэтому основные усилия разработчиков направлены на повышение надежнос-ти таких микросхем путем создания между кристаллом и платой недорогой переходной структуры, гасящей температурные напряжения.

Таблица 2.13 - Корпуса микросхем для поверхностного монтажа

Корпус	Краткое описание	Шаг Выво дов, мм	Внешний вид корпуса
Тип	Полное название
1. Kopпycа для микросхем низкой, средней и высокой степени интеграции 1.1.С выводами вдоль двух боковых сторон корпуса 1.1.1. Со стандартным шагом расположения выводов
SO, SOP, SOL, SOIC	Small Outline Package, Small Outline Integrated Circuit	Выводы в виде крыла чайки или в виде буквы «L»	1.27
SOJ	Small Outline J-Lead Package	Выводы в виде буквы «J»	1.27
TSOP, вариант 2	Thin Small Outline Package	Корпус c уменьшенной высотой над платой (не более 1.27 мм), выводы расположены вдоль длинной стороны корпуса	1.27
1.1.2. С уменьшенным шагом расположения выводов
TSOP, вариант 1	Тhin Small Outline Package	Корпус с уменьшенной высотой над платой (не более 1.27 мм), выводы расположены вдоль короткой стороны корпуса	0.5
SSOP, SSOL	Shrink Small Outline Package	Kopпyc SOP c уменьшенным шагом расположения выводов	1.00 0. 80 0.65 0.50
TSSOP	Thin Shrink Small Outline Package	Корпус SSOP с уменьшенной высотой над платой (не более 1.27 мм). Стандартизован EIAJ, JEDEC	0.65 0.50
TVSOP	Thin Very Small Outline Package	Миниатюрный корпус SOP	0,10
uSOIC	microSOIC	Миниатюрный корпус SOIC	0.65
1.2. С выводами вдоль четырех сторон корпуса 1.2.1. Со стандартными размерами корпуса
QFP	Quad Flat Package	Выводы в виде крыла чайки вдоль четырех сторон корпуса	1.00 0.80 0. 65
PLCC	Plastic Leaded Chip Carrier	Кристаллоноситель с выводами в виде буквы Г. Стандартизован EIAJ, JEDEC	1.27 0.636

Продолжение таблицы 2.13 - Корпуса микросхем для поверхностного монтажа

Корпус	Краткое описание	Шаг Выво дов, мм	Внешний вид корпуса
Тип	Полное название
1.2.2. С уменьшенными размерами корпуса
LQFP, NQFP	Low Profile (Thin) Quad Flat Package	Корпус OFP с уменьшенной высотой над платой (не более 1.27 мм)	0.80 0.65
MQFP	Metric Thin Quad Flat Package	Корпус QFP с метрическим шагом выводов и уменьшенной высотой над платой	0.60
FQFP	Fine Pitch Quad Flat Package	Корпус OFP с малым шагом расположения выводов. Стандартизован EIAJ	0.40
1.3. С матрицей выводов на нижней поверхности корпуса
BGA	Ball Grid Array	Микросхема или многокристальный модуль на двухслойной печатной микроплате, снабжен массивом шариковых выводов	1.27, 1.00
CPS	Chip Scale Package	Корпус с размерами, незначительно превышающими размеры кристалла. Снабжен массивом шариковых выводов	1.00, 0.50
2. Корпус а для транзисторов и микросхем низкой степени интеграции 2.1. С низкой рассеиваемой мощностью
SOT-23	Small Outline Transistor	Для диодов, транзисторов, микросхем с малым количеством выводов. SOT-23 выпускается также в варианте исполнения с пятью (SOT-5, SOT-23-5) или шестью (SOT-6,S0T-23-6) выводами	0.95
SOT-143	1.90
SOT-323	0.65
SOT-363	0.65
2.2. Со средней рассеиваемой мощностью
SOT-223	Small Outline Transistor	Для транзисторов и микросхем с малым количеством выводов (DC/ DC преобразователей, стабилизаторов напряжения)	1.95
DPAC	D-package	4.80
2.3. С высокой рассеиваемой мощностью
D2PAC	D-package	Для транзисторов и микросхем с повышенной рассеиваемой мощностью, высокий напряжением питания Как правило это приборы с импульсными токами до 100 А	2.54/ 5.08
D3PAC	D-package	10.9

Для микросхем, имеющих регулярную структуру, небольшую потребляемую мощность и малое количество выводов (типичные представители подобных микросхем – микросхемы памяти) начали развивать тех-нологию изготовления многоуровневых («этажероч-ных») модулей 3DМ. Согласно одному из вариантов этой технологии каждый уровень выполняется аналогично микросхеме BGA, кристалл устанавливается -методом flip-chip и заливается слоем полимерного ком-паунда. Затем микроплаты разных уровней собирают в столбик, шариковые выводы припаивают для созда-ния вертикальных соединительных проводников, платы столбика скрепляют полимерным компаундом. Полу-ченный модуль монтируют на плату с помощью -шариковых выводов.

Корпуса семейства SOT первоначально были раз-работаны для транзисторов и имели три вывода (за ис-ключением SOT-363, который имел 6 выводов). Одна-ко впоследствии изготовители начали применять эти корпуса для микросхем, при необходимости увеличи-вая количество выводов с сохранением прежних габаритов. В частности, выпускаются микросхемы в -корпусах SOT-23 с пятью выводами и D2PAK – с четырьмя.

С точки зрения конструктора, разнообразие типо-размеров корпусов незначительно усложняет процесс разработки печатных плат, если их размеры заданы в одной измерительной системе. И наоборот, процесс разработки усложняется, если на плате для части корпусов размеры заданы в дюймах, а для остальных – в миллиметрах. Поэтому разработчику принципиальной электрической схемы следует стремиться к выбору микросхем, размеры которых заданы в единой измерительной системе.

Тонкопленочные чип-резисторы.

В общем количестве электронных компонентов, используемых при производстве аппаратуры, пассивные составляют 70%, причем не менее 50 % из них приходится на резисторы.

Конструкция чип-резисторов показана на рисунке 2.41.

Основанием чип-резисторов служит керамическая подложка на основе оксида алюминия, на которую наносится резистивный слой. Высокая точность величины сопротивления достигается лазерной подгонкой. Электрический контакт с печатной платой обеспечивается трехслойной поверхностью, состоящей из внутреннего слоя выводов палладий- серебро, барьерного слоя никеля и внешнего слоя выводов олово - свинец или олово. Введение в конструкцию дополнительного слоя никеля при пайке предотвращает миграцию серебра из внутреннего выводного слоя в припой.

На защитное покрытие из боросиликатного стекла наносится несмываемая кодовая маркировка номинала. Благодаря высокому качеству и стабильности параметров, чип-резисторы являются оптимальным выбором для любой аппаратуры.

Основные характеристики тонкопленочных чип-резисторов приведены в таблице 2.14.

Таблица 2.14 - Характеристики чип-резисторов

Параметры/модель	CR0603	CR0805	CR1206
Номинальная мощность при 70 °С, Вт	1/10	1/8	¼
Диапазон рабочих температур, °C	от –55 до 125
Максимальное напряжение, В	рабочее
перегрузки
Диапазон сопротивлений/ Температурный коэффициент	DR=5%	0 Ом – 10 Мом/± 200ppm/C
DR=1%	10 Ом – 1 Мом/± 100ppm/C

Таблица 2.15 - Характеристики чип-конденсаторов

Параметры/тип диэлектрика	NPO/SOG	X7R	Z5U	Y5V
Диапазон рабочих температур, °C	-55…125
Допустимое отклонение емкости	до 10 пф -±0.5пф более ± 5%	±10%	±20%	-20-+80%
Рабочее напряжение, В (=/~)	50/25	50/16	50/16	25/16
Сопротивление изоляции, МОм	Более 10000

Керамические чип-конденсаторы.

Конденсаторы были первыми ЭК, которые стали выпускать в исполнении, рассчитанном для монтажа на поверхность. Это самый распространенный вид конденсаторов в настоящее время. При малых габаритах они обеспечивают реализацию широкой шкалы ёмкости и заданного температурного коэффициента. Простота технологии изготовления делает керамические конденсаторы массовых серий самым дешевым видом этих компонентов. Конструкция керамического чип-конденсатора приведена на рисунке 2.42.

Рисунок 2.41 - Конструкция чип-резистора

Рисунок 2.42 - Конструкция чип-конденсатора

Такие чип-конденсаторы обладают высокой механической прочностью и выдерживают высокие механические нагрузки, возникающие при изготовлении и эксплуатации. Электрический контакт с печатной платой обеспечивается так же, как и при монтаже чип-резисторов.

Основные преимущества керамических чип-конденсаторов :

• трехслойные контактные поверхности с барьерным слоем никеля;

• высококачественные диэлектрические материалы;

• стойкость ко всем видам пайки.

Основные характеристики керамических конденсаторов приведены в таблице 2.15.

Характеристики диэлектрических материалов:

• NPO/SOG – ультрастабильная керамика. Имеет очень малые диэлектрические потери при изменениях температуры и близкие к нулю эффекты старения. Обладает низкой диэлектрической проницаемостью;

• X7R – высокая диэлектрическая проницаемость. Средние значения потерь при изменениях температуры и эффектов старения;

• Z54, Y5V – высокая диэлектрическая проницаемость.

Необходимо отметить, что развитие элементной базы для поверхностного монтажа характеризуется следующими особенностями:

• дальнейшим повышением степени интеграции полупроводниковых БИС, СБИС с расширением их функциональных возможностей;

• возрастающим разнообразием корпусов для поверхностного монтажа активных и пассивных компонентов;

• появлением для БИС и СБИС корпусов с особо малыми расстояниями между выводами или контактами, число которых возрастает, а также конструкций с использованием технологии flip-chip, безвыводных корпусов и с выводами на нижней стороне корпуса;

• разработкой и выпуском конструкций широкого ряда дискретных элементов (индуктивностей, трансформаторов, переключателей) для монтажа на поверхность КП.

Коммутационные платы

Переход от выводного монтажа к технологии поверхностного монтажа обеспечил уменьшение размеров КП. При этом размеры плат определяются характеристиками материалов, из которых они изготавливаются, так как в процессе пайки электронных компонентов одновременно происходит нагрев плат. Кроме того, необходимость уменьшения размеров плат связана с технологической оснасткой и оборудованием для монтажа и пайки.

Конструкция КП для поверхностного монтажа должна обеспечивать повышенную плотность монта-жа (в среднем более восьми компонентов на 1 см2), ширину проводящих дорожек и расстояний между ним-и менее 0,2 мм, минимальную длину межсоединений, отсутствие навесных перемычек, монтаж компонентов с двух сторон, возможность более интенсивного теп-лоотвода, полную автоматизацию сборки и монтажа компонентов, а также контроль качества сборки.

Применение современных компонентов для по-верхностного монтажа требует особых подходов к проектированию КП при выборе конфигурации и раз-меров контактных площадок и соединительных про-водников, а также допусков на изготовление КП. Следует подчеркнуть, что изготовители в документации на пассивные и активные электронные компоненты обыч-но приводят рекомендации по размерам и расположению контактных площадок, а также способу пайки с указанием температурно-временной характеристики процесса.

Для изготовления КП применяют различные органические и неорганические материалы. При этом совершенствуются известные технологические процес-сы а также появляются новые, позволяющие -существенно снизить производственные затраты и улучшить качество КП: лазерное экспонирование рисунка на шаблонах или самих КП, покрытых резистом; при-менение неудаляемых резистов, сухих (например, тер-момагнитных) резистов, способствующих повышению производительности при получении рисунка металлизации на КП.

При создании коммутационных проводников пре-обладают аддитивная и полуаддитвная технологии, однако многие зарубежные фирмы используют и субт-рактивную технологию, которая, как известно, требу-ет применения фольгированных диэлектрических мате-риалов, позволяющих получить минимальную ширинудорожек 50-100 мкм.

Изготовление КП с повышенной плотностью монта-жа поставило ряд задач, главными из которых являются:

• согласование по температурному коэффициенту расширения платы и монтируемых на ней электрон-ных компонентов;

• обеспечение теплоотвода при повышенной рассеи-ваемой мощности;

• оптимизации геометрии элементов коммутации с уче-том специфики электронных компонентов, а также свойств применяемых припоев, защитных и клеевых материалов.

Развитие техники поверхностного монтажа способствовало появлению новых технических пластмасс, керамических и раз-личных композиционных материалов, необходимых для опреде-ленных типов микросборок. При изготовлении простых и отно-сительно дешевых сборок полностью пригодны традиционные материалы, такие как слоистые бумажнофенольные и стеклоэпо-ксидные материалы.

Но поистине вызовом,который бросает технология поверхностного монтажа компонентов (ТПМК) изготовителям коммутационных плат, являются требования к точности их изготовления: в ТПМК на всех этапах технологического цикла допуски для плат должны составлять от 0,001 до 0,002 дюйма (0,0254 - 0,0508 мм).

В таблице 2.16 указаны факторы, обусловленные особенностями ТПМК применительно к изготовлению коммутационных плат. Они тесно связаны с компромиссом между плотностью монтажа и эффективным использованием коммутационной платы, а имен-но: более высокая степень использования плат может служить как целям уменьшения размеров платы с тем же самым коли-чеством коммутационных слоев, так и целям повышения функ-циональной сложности изделий при сохранении размеров плат с одновременным увеличением числа слоев. В обоих случаях в технологию изготовления плат должны вноситься изменения: миниатюризация отверстий и коммутационных дорожек, а также увеличение количества слоев коммутации требуют повышения точности технологических процессов.

megaobuchalka.ru

Каталог товаров