SMT

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Součástky pro SMD montáž
SMD kondenzátory (vlevo), ve srovnání s klasickými (vpravo, tantalový a elektrolytický)
Odpájené SMD integrované obvody

SMT (anglicky surface mount technology) je postup, kdy se vývody elektronických součástek pájí přímo na povrch plošného spoje. Plošný spoj může být i vícevrstvý, pájení se provádí pouze na vnější stranu desky. Součástky určené pro povrchovou montáž jsou označovány jako SMD (surface mount device). Povrchová montáž se rozšířila především díky miniaturizaci elektroniky v průběhu 80. let. V současnosti se používá v téměř každém sériově vyráběném elektronickém přístroji.

Velikosti SMD součástek[editovat | editovat zdroj]

Součástky SMD jsou dodávány v různých velikostech. Tyto jsou dány buď typem pouzdra nebo čtyřčíselným označením velikosti, využívaného u pouzder typu Flat chip (pouzdro ve tvaru kvádu, využívané u rezistorů nebo kondenzátorů). Jelikož je zmíněné označení odvozeno od existujícíh měrových systémů, můžeme se setkat s označeními odvozenými jak od rozměrů délky a šířky uvedených v setinách palce, tak od jednotek v desetinách milimetru, přičemž druhý uvedený způsob je v některých případech možno odlišit podle písmene "M" uvedeného na konci. Nicméně jelikož lze toto označení často nalézt bez jakéhokoliv rozlišení, je jediným jistým způsobem určení jednotek, ve kterých je označení uvedeno, zařazení čtyřciferného čísla podle jeho typizované velikosti viz. tabulka.

Kódy velikosti rezistorů v pouzdře typu Flat chip
Kód Délka (d) Šířka (š) Výška (v) Výkon
Imperiální Metrické Palce Milimetry Palce Milimetry Palce Milimetry Watty
01005 0402 0,016 0,406 0,008 0,203 0,005 0,127 1/32 (0,03)
0201 0603 0,024 0,6 0,012 0,3 0,01 0.25 1/20 (0,05)
0402 1005 0,04 1,0 0,02 0,5 0,014 0,35 1/16 (0,062)
0603 1608 0,06 1,55 0,03 0,85 0,018 0,45 1/10 (0,10)
0805 2012 0,08 2,0 0,05 1,2 0,018 0,45 1/8 (0,125)
1206 3216 0,12 3,2 0,06 1,6 0,022 0,55 1/4 (0,25)
1210 3225 0,12 3,2 0,10 2,5 0,022 0,55 1/2 (0,50)
1218 3246 0,12 3,2 0,18 4,6 0,022 0,55 1
2010 5025 0,20 5,0 0,10 2,5 0,024 0,6 3/4 (0,75)
2512 6332 0,25 6,3 0,12 3,2 0,024 0,6 1
Orientační zobrazení rozměrů pouzdra typu Flat chip

U tranzistorů (případně také diod), které nejsou zapouzdřeny jako Flat chip, se velikost součástky určuje podle typu pouzdra, kdy musíme znát jeho typizované velikosti. Zde se můžeme setkat s různými pouzdry typu SOT (SOT23, SOT 143), DPAK či D2 PAK (vytvořeny společností Motorola), či pouzdrem Mini SOT (vyvinuto v Japonsku). Dále se můžeme setkat s pouzdry typu MELF, které je využíváno pro diody, kondenzátory a rezistory. Rezistory a kondenzátory umístěné v tomto pouzdře mají velikosti 0805, 1206, 1406 a 2308, pro diody jsou využívány pouzdra SOD 80 Mini-MELF o rozměrech 1,6mm x 3,5mm a SM1 MELF s velikostí 2,5mm x 5mm. Zvláštní kapitolou jsou v tomto ohledu tvářené tantalové kondenzátory. Jejich velikost je rozlišena metrickými kódy a řadou písmen A-D, která jsou k nim přiřazená.

U integrovaných obvodů záleží rozměry na typu pouzdra a z něj plynoucí rozteči vývodů. Rovněž záleží na jejich tvaru a umístění. Základní typy pouzder jsou SO, LCC, Flat pack, Quad flat pack, PGA, BGA a TSOP, přičemž jsou tyto kategorie rozlišeny dalšími podkategoriemi podle jejich dalších parametrů, případně vzniklých jejich dalším vývojem a z něj vyplývající miniaturizací.

Přes jednoznačné výhody strojového pájení (vyšší kvalita, rychlost, přesnost) je možno některé SMD součástky pájet ručně. Větší součástky lze přiletovat pomocí odporové páječky, se zmenšujícími rozměry je ale vhodné využít horkovzdušné pájecí stanice. Je-li ale potřeba využít určité komponenty, např. pouzdro typu BGA, je nutno použít speciální stroj (využívající pájení pomocí infračerveného záření), protože při pájení ručně hrozí poškození a nedostatečné připájení součástky.

U starší technologie osazování desek s plošnými spoji byly pro součástky vrtány otvory, do kterých byly tyto osazeny a vývody byly pájeny z druhé strany.

Typy pouzder SMD součástek[editovat | editovat zdroj]

Jak bylo řečeno výše, součástky využívané při výrobě pomocí SMT technologie se nazývají SMD. Maximální snaha různých výrobců o miniaturizaci a jejich různé přístupy k jejímu řešení vedly k postupnému vývoji mnoha různých pouzder, které budou postupně představeny níže. Podrobné informace o pouzdru konkrétní součástky jsou zpravidla k dispozici v datasheetech výrobce, kde nalezneme přesné nejen přesné rozměry součástky, ale především velikosti plošek využitých k přiletování součástky rozdělené podle jednotlivých druhů pájení.

Flat chip[editovat | editovat zdroj]

Jedná se asi o nejznámější pouzdro technologie SMT a je využíváno pro drtivou většinu jednobranů jako jsou rezistory a kondenzátory, ale také se běžně můžeme setkat s takto zapouzdřenými tlumivkami, diodami, teplotními čidly (pt 100) případně dalšími komponentami využívanými v elektrotechnice. Součástky zapouzdřené do tohoto pouzdra mají obvykle tvar kvádru, jehož protilehlé hrany tvoří elektrody (angl. terminations - česky zakončení) z materiálů jako mosaz, hliník, nikl, chrom či měď, které bývají ze strany pouzdra (vnitřní strana) postříbřené (stříbro s přídavkem paladia) nebo pozlacené. Z druhé strany bývá nanesena tenká vrstva cínu. Velikost těchto elektrod závisí na výrobci. Nosným prvkem je zpravidla oxid hlinitý (keramika) nebo oxid křemičitý, přičemž jejich rozložení záleží na typu a konstrukci konkrétní součástky. Její povrch s vytištěnou hodnotou může být u některých komponent ze skla či pryskyřice, u jiných je využit materiál nosného prvku. Velikost součástky je udávána zpravidla čtyřmístným číslem, které označuje velikost délky a šířky v palcích, jak můžete vidět v tabulce výše. Přesto se ale můžeme setkat také u výkonových součástek s odlišnými rozměry, které jsou zpravidla odvozeny od klasických rozměrů záměnou délky a šířky součástky.

MELF[editovat | editovat zdroj]

Pouzdra tohoto typu jsou využívány častěji v Evropě a Japonsku, než ve Spojených státech amerických. Sestávají s pocínovaných zakončení umístěných na protilehlých kruhových stěnách a obalu vlastní součástky ze skla či pryskyřice. Přestože jsou zpravidla válcového tvaru, můžeme se setkat také s průřezem, jenž se podobá čtverci se zaoblenými rohy. K označení parametrů součástky je využíván čárový kód u rezistorů, případně potisk u diod (označení napětí u Zenerovy diody). U diod bývá kadoda odlišena pruhem u odpovídajícího vývodu. Výhodou tohoto typu pouzdra je především jeho cena. Nevýhodou naopak je, že při pájení díky válcovému tvaru častěji dochází k pohybu součástky, což se projeví především při strojové výrobě. Pouzdra se vyskytují v několika velikostech. Rezistory a kondenzátory můžeme vidět ve velikostech 0805, 1206, 1406 a 2308. U diod narazíme na varianty tohoto pouzdra s názvy MicroMELF (1,2mm x 2mm), SOD 80 MiniMELF (1,6mm x 3,5mm) a SM1 MELF (2,5mm x 5mm).

Pouzdra tantalových kondenzátorů[editovat | editovat zdroj]

Zobrazení rozměrů pouzdra pro tantalové kondenzátory výška - V, šířka - Š, délka - D. Velikosti kontaktů: šířka - A, délka - B, výška - C.
Orientační rozměry pouzdra pro tantalové kondenzárory.

Mají specifický tvar kvádru vzdáleně podobný tvaru pouzdra typu Flat chip. Od tohoto se odlišují především svými rozměry, tvarem kontaktů a případným zkosením nad kontaktem s kladnou polaritou, což bývá jedno z jeho označení. Kladný pól kondenzátoru lze rovněž poznat podle pruhu, který je pobíž odpovídajícího vývodu na horní stěně součástky. Pod tímto pruhem bývají uvedeny další parametry, především kapacita a napětí kondenzátoru. Velikost součástky je označena písmenem příslušným odpovídajícímu standardu EIA. Tyto písmenné kódy se mohou v různých katalozích mírně lišit. Pouzdra kondenzátorů existují ve dvou základních variantách - standardní a nízkoprofilové. Hlavní rozdíl mezi nimi spočívá především v provedení kontaktů, kdy nízkoprofilová varianta mívá kontakty pouze na stěně, kterou se stýká s deskou plošných spojů (což neplatí u všech výrobců), absenci zešikmení označujícího polaritu a samozřejmě nižší výšce. Informace o rozměrech kondenzátorů dle katalogů výrobců jsou uvedeny v tabulce níže. SMD kondenzátory jsou dodávány také v pouzdrech typu Flat chip. Zde poznáme polaritu podle tvaru kontaktů, kdy z kontaktu kladné polarity může vyčnívat kratičký hrot podobný tenkému drátku. Jedná-li se o dvouanodový kondenzátor, nalezneme zde dva hroty nad sebou.

Označení velikosti pouzder tantalových kondenzátorů spolu s jejich rozměry
Označení velikosti Rozměry pouzdra [mm] Rozměry kontaktů [mm]
Znak Kód EIA Délka (D) Šířka (Š) Výška (V) Šířka (A) Délka (B) Výška (C)
A 3216-18 3,2 1,6 1,6 1,2 0,8 0,4
B 3528-21 3,5 2,8 1,9 2,2 0,8 0,5
C 6032-28 6,0 3,2 2,5 2,2 1,3 0,9
D 7343-31 7,3 4,3 2,8 2,4 1,3 0,9
X 7343-43 7,3 4,3 4,0 2,4 1,3 1,7
E 7260-38 7,3 6,0 3,6 4,1 1,3 0,9
R 2012-12 2,0 1,3 1,2 0,9 0,5 *
S 3216-12 3,2 1,6 1,2 1,2 0,8 *
T 3528-12 3,5 2,8 1,2 2,2 0,8 *
U 6032-15 6,0 3,2 1,5 2,2 1,3 *
V 7343-20 7,3 4,3 2,0 2,4 1,3 *

*) Jedná se o nízkoprofilové kondenzátory bez zalomených kontaktů, výška kontaktu pro ně tedy není udávána.

SOT[editovat | editovat zdroj]

Zkratka tohoto typu pouzdra je odvozena od anglického názvu small-outline transistor. Má tvar podobný plochému (zpravidla černému) kvádru, na jehož delších protilehlých stěnách jsou vyvedeny kontakty v počtech od třech do šesti. Je využíváno nejen pro zapouzdření bipolárních a unipolárních tranzistorů, případně diod, (kdy v případě zapouzdření diody jeden kontakt zůstává nevyužit), ale také různých stabilizátorů, klopných obvodů a podobně.

Výhody[editovat | editovat zdroj]

  • obvod je menší a kompaktnější
  • jednodušší a levnější výroba v průmyslu, méně vrtání
  • součástky lze umístit po obou stranách desky s plošnými spoji

Nevýhody[editovat | editovat zdroj]

  • obtížnější ruční pájení jemných kontaktů (pro amatéry nebo opraváře), zejména u integrovaných obvodů, nebo u miniaturních rezistorů a kondenzátorů.
  • obtížná, či dokonce nemožná výměna součástek v amatérských podmínkách
  • nevhodné pro výkonové součástky
  • horší odvod tepla

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]