Povrchová montáž

<div class="thumbinner" style=" width:px">

{{{obrázek1}}}{{{obrázek2}}}

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

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

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

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

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

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

Zkratka tohoto typu pouzdra je odvozena od anglického názvu small-outline transistor a označuje množství různých pouzder určených pro povrchovou montáž. Je možné se také setkat s japonským označením součástky SC spolu s příslušným kódem. Pouzdra typu SOT mají tvar podobný plochému (zpravidla černému plastovému) kvádru, na jehož delších protilehlých stěnách jsou vyvedeny kontakty v počtech od třech do osmi. 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. Níže jsou popsány orientační rozměry jednotlivých pouzder. Pro přesnou informaci je vhodné vyhledat vhodný výkres pro konkrétní součástku.

Rozměry pouzder typu SOT 23, SOT 346, SOT 323 a SOT 416

		Hodnoty rozměrů pro jednotlivé pouzdra v milimetrech
Půdorys a bokorys součástky	Označení rozměru	SOT 23	SOT 346	SOT 323	SOT 416	Volný pohled
	A	2,8	2,7	1,8	1,4
	B	1,2	1,3	1,15	0,7
	C	0,89	1,0	0,8	0,6
	D	0,37	0,35	0,25	0,15
	G	1,78	1,9	1,3	1,0
	H	0,01	0,01	0,01	0
	J	0,086	0,1	0,1	0,1
	K	0,45	0,2	0,1	0,2
	L	0,89	0,95	0,65	0,5
	S	2,11	2,5	1,8	1,45
	V	0,6	0,4	0,25	0,2

Rozměry pouzder typu SOT 143, SOT 343

		Hodnoty rozměrů pro jednotlivé pouzdra v milimetrech
Půdorys a bokorys součástky	Označení rozměru	SOT 143	SOT 343	Volný pohled
SOT143,343 OKÓTOVANý Půdorys K NAHRáTí SOT143,343 OKÓTOVANý BOKORYS K NAHRáTí	A	2,8	1,8	SOT143,343 volný pohled
	B	1,2	1,15
	C	0,89	0,7
	D	0,39	0,3
	F	0,79	0,5
	G	1,78	1,2
	H	0,01	0,01
	J	0,08	0,1
	K	0,46	0,15
	L	0,445	0,35
	R	0,72	0,7
	S	2,11	2,0

Rozměry pouzder typu SOT 223-4

Půdorys a bokorys součástky	Označení rozměru	Rozměry SOT 223-4 v milimetrech	Volný pohled
SOT143,343 OKÓTOVANý Půdorys K NAHRáTí SOT143,343 OKÓTOVANý BOKORYS K NAHRáTí	A	6,3	SOT143,343 volný pohled
	B	3,3
	C	1,5
	D	0,6
	F	2,9
	G	2,2
	H	0,02
	J	0,24
	K	1,5
	L	0,85
	S	6,7

Rozměry pouzder typu SOT 223-5

Půdorys a bokorys součástky	Označení rozměru	Rozměry SOT 223-5 v milimetrech	Volný pohled
SOT143,343 OKÓTOVANý Půdorys K NAHRáTí SOT143,343 OKÓTOVANý BOKORYS K NAHRáTí	A	6,5	SOT143,343 volný pohled
	B	3,56
	C	1,55
	D	0,74
	F	3,0
	G	1,5
	H	0,025
	J	0,3
	K	1,7
	L	1,0
	S	6,96

Rozměry pouzder typu SOT 353

Půdorys a bokorys součástky	Označení rozměru	Rozměry SOT 353 v milimetrech	Volný pohled
SOT143,343 OKÓTOVANý Půdorys K NAHRáTí SOT143,343 OKÓTOVANý BOKORYS K NAHRáTí	A	1,8	SOT143,343 volný pohled
	B	1,15
	C	0,8
	D	0,1
	G	0,65
	H	0,013
	J	0,1
	K	0,1
	S	2,0

Rozměry pouzder typu SOT 23-6, SOT 363, SOT 457

		Hodnoty rozměrů pro jednotlivé pouzdra v milimetrech
Půdorys a bokorys součástky	Označení rozměru	SOT 23-6	SOT 363	SOT 457	Volný pohled
SOT143,343 OKÓTOVANý Půdorys K NAHRáTí SOT143,343 OKÓTOVANý BOKORYS K NAHRáTí	A	2,9	1,8	2,7	SOT143,343 volný pohled
	B	1,6	1,15	1,3
	C	1,1	0,8	0,9
	D	0,4	0,1	0,25
	G	0,95	0,65	0,95
	H	0	0,013	0,013
	J	0,15	0,1	0,1
	K	0,6	0,1	0,2
	S	2,8	2,0	2,5
	V	0,5	0,3	0,4

Rozměry pouzder typu SOT 28

Půdorys a bokorys součástky	Označení rozměru	Rozměry SOT 28 v milimetrech	Volný pohled
SOT143,343 OKÓTOVANý Půdorys K NAHRáTí SOT143,343 OKÓTOVANý BOKORYS K NAHRáTí	A	2,8	SOT143,343 volný pohled
	B	1,5
	C	0,9
	D	0,22
	G	0,65
	H	0
	J	0,09
	K	0,55
	S	2,6
	L	0,425

Rozměry pouzder typu SOT 490

Půdorys a bokorys součástky	Označení rozměru	Rozměry SOT 490 v milimetrech	Volný pohled
SOT143,343 OKÓTOVANý Půdorys K NAHRáTí SOT143,343 OKÓTOVANý BOKORYS K NAHRáTí	A	1,5	SOT143,343 volný pohled
	B	0,75
	C	0,6
	D	0,23
	G	0,5
	J	0,1
	K	0,40
	S	1,5
	L	1,0

Rozměry pouzder typu SOT 89 (SOT 89-3)

Půdorys a bokorys součástky	Označení rozměru	Rozměry SOT 89 (SOT 89-3) v milimetrech	Volný pohled
SOT143,343 OKÓTOVANý Půdorys K NAHRáTí SOT143,343 OKÓTOVANý BOKORYS K NAHRáTí	A	4,4	SOT143,343 volný pohled
	B	2,29
	C	1,4
	D	0,36
	E	1,62
	F	0,44
	G	1,5
	J	0,35
	K	0,8
	S	3,94
	L	3,0

Rozměry pouzder typu SOT 89-5

Půdorys a bokorys součástky	Označení rozměru	Rozměry SOT 89-5 v milimetrech	Volný pohled
SOT143,343 OKÓTOVANý Půdorys K NAHRáTí SOT143,343 OKÓTOVANý BOKORYS K NAHRáTí	A	4,5	SOT143,343 volný pohled SOT143,343 volný pohled
	B	2,5
	C	1,6
	D	0,4
	E	0,47
	F	0,47
	G	1,5
	H	1,5
	J	0,4
	K	1,0
	S	4,5
	L	3,0

DPAK, D2PAK, D3PAK

Jelikož mezi součástkami SMT bylo potřeba vytvořit pouzdro využitelné pro spínání větších výkonů, vyvinula společnost Motorola pouzdro typu DPAK, které mělo tento nedostatek odstranit. Později byli navrženi jeho následníci D2PAK jako SMD náhrada pouzdra TO220 a D3PAK pro situace, které překračovaly limity jeho předchůdců. Tyto pouzdra sestávají z plastového kvádru zpravidla černé barvy a odpovídajících vývodů. Tyto mají na jedné straně zpravidla tři vývody, přičemž jeden je zpravidla zkrácen a tedy nevyužíván, u pouzdra typu DPAK může chybět. Na spodní části vede směrem k protilehlé straně těchto vývodů chladič sloužící jako další kontakt, jenž je pájen celou svou plochou k desce plošných spojů. Tento typ pouzdra je využíván například pro výkonové tranzistory, diody, tyristory, případně další součástky. Orientační rozměry součástek jsou uvedeny v tabulce níže.

Rozměry pouzder typu DPAK, D2PAK a D3PAK

Půdorys a bokorys součástky	Označení rozměru	Velikost rozměru v milimetrech			Volný pohled na součástku
		DPAK	D2PAK	D3PAK
DPACK PůDORYS-k nahrátí DPACK BOKORYS-k nahrátí	A	6,35			DPACK volný pohled DPACK volný pohled spodní část-otočeno
	B	9,40
	C	4,95
	D	6,86
	E	5,97
	F	2,74
	G	1,02
	H	1,40
	I	2,28
	J	0,64
	K	0,46
	L	0,46
	M	2,18

Tabulka se edituje. Hodnoty nemusí odpovídat skutečnosti a nemusí dávat smysl.

Výhody

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

Nevýhody

• 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

• (anglicky) Popis jednotlivých pouzder součástek SMD a technologie SMT
• (anglicky) Informace o značení velikosti rezistorů
• (anglicky) Informace o nové velikosti rezistorů 01005
• (anglicky) Odkaz na velikost pouzdra typu MicroMELF - datasheet diody BAS381
• (anglicky) Americký patent US 6703683 B Chip resistor and method for manufacturing the same
• (anglicky) Katalogové listy tantalových kondenzátorů spol. Kemet
• (anglicky) Katalogové listy tantalových kondenzátorů spol. AVX
• (rusky/anglicky) Přehled rozměrů součástek typu SOT, SOD, MELF, miniMELF a dalších
• (anglicky) Výkres pouzdra SOT 223-5
• (anglicky) Výkres pouzdra SOT 89-5
• (anglicky) Výkres pouzdra DPAK