Composants électroniques CMS à montage en surface pour SMT
Les composants électroniques à montage en surface SMD ou SMT ne diffèrent pas des composants à trous traversants en ce qui concerne la fonction électrique. Toutefois, comme ils sont plus petits, les SMC ( composants à montage en surface ) offrent de meilleures performances électriques.
Tous les composants ne sont pas disponibles en montage en surface pour l' électronique à l'heure actuelle; par conséquent, tous les avantages du montage en surface sur le circuit imprimé ne sont pas disponibles, et nous nous limitons essentiellement aux ensembles de montage en surface mix-and-match. L’utilisation de composants traversants tels que le réseau de broches pour les processeurs haut de gamme et les grands connecteurs maintiendra le secteur en mode assemblage mixte dans un avenir proche.
Disponibilité des composants électroniques à montage en surface
Bien que seuls quelques types d’ emballages DIP conventionnels répondent à toutes les exigences en matière d’emballage, le monde des emballages à montage en surface est beaucoup plus complexe.
SMD (Surface Mount Device): Composants électroniques à montage en surface pour SMT
Les types de package et les configurations de package et de leads disponibles sont nombreux. De plus, les exigences des composants pour montage en surface sont beaucoup plus exigeantes. Les SMC doivent supporter les températures de soudage les plus élevées et doivent être sélectionnés, placés et soudés avec plus de soin pour obtenir un rendement de fabrication acceptable.
Il existe une multitude de composants disponibles pour certaines exigences électriques, ce qui pose un grave problème de prolifération de composants. Il existe de bonnes normes pour certains composants, tandis que pour d'autres, les normes sont inadéquates ou inexistantes. Certains composants électroniques sont disponibles à prix réduit, tandis que d'autres sont assortis d'une prime. Bien que la technologie de montage en surface ait mûri, elle évolue également constamment avec l’introduction de nouveaux packages. L'industrie électronique progresse chaque jour dans la résolution des problèmes économiques, techniques et de normalisation liés aux composants pour montage en surface. Les SMD sont disponibles en tant que composants électroniques actifs et passifs .
Composants électroniques passifs à montage en surface
Le monde du montage en surface passif est un peu plus simple. Monolithique
Composants électroniques passifs à montage en surface
Les condensateurs céramiques, les condensateurs au tantale et les résistances à couche épaisse constituent le groupe de base du SMD passif . Les formes sont généralement rectangulaires et cylindriques. La masse des composants est environ 10 fois inférieure à celle de leurs homologues traversants.
Les résistances et les condensateurs à montage en surface sont proposés dans différentes tailles de boîtier afin de répondre aux besoins de diverses applications de l'industrie électronique. Alors que la taille des boîtiers tend à diminuer, des tailles de boîtiers plus grandes sont également disponibles si les besoins en capacité sont importants. Ces dispositifs / composants se présentent sous des formes à la fois rectangulaires et tubulaires ( MELF: électrode métallique sans plomb ).
Résistances discrètes à montage en surface
Il existe deux principaux types de résistances à montage en surface : les couches épaisses et les couches minces.
Résistance de montage en surface
Des résistances à montage en surface à film épais sont construites en filtrant un film résistif (pâte à base de dioxyde de ruthénium ou un matériau similaire) sur une surface de substrat plane en alumine de grande pureté, par opposition au dépôt d'un film résistif sur un noyau rond comme dans les résistances axiales. La valeur de résistance est obtenue en faisant varier la composition de la pâte résistive avant le tamisage et en ajustant le film au laser après le tamisage.
Dans les résistances à couche mince, l’élément résistif sur un substrat en céramique avec un revêtement protecteur (passivation du verre) sur le dessus et des terminaisons soudables (étain-plomb) sur les côtés. Les terminaisons ont une couche d’adhésion (argent déposé sous forme de pâte à couche épaisse) sur le substrat en céramique, et une sous-couche barrière contre le nickel suivie d’un revêtement de brasure trempé ou plaqué. La barrière au nickel est très importante pour préserver la soudabilité des terminaisons car elle empêche la lixiviation (dissolution) de l'électrode en argent ou en or pendant le soudage. Les résistances ont des valeurs nominales de 1/16, 1/10, 1/8 et ¼ watt et une résistance allant de 1 ohm à 100 mégohms, dans différentes tailles et différentes tolérances. Les tailles couramment utilisées sont: 0402, 0603, 0805, 1206 et 1210. Une résistance à montage en surface présente une forme de couche résistive colorée avec un revêtement protecteur sur un côté et généralement un matériau de base blanc sur l'autre côté. Ainsi, l'aspect extérieur offre un moyen simple de distinguer les résistances des condensateurs.
Montage en surface Réseaux de résistances
Les réseaux de résistances à montage en surface ou les R-packs sont couramment utilisés
Réseaux de résistances à montage en surface
remplacement pour série de résistances discrètes. Cela économise de l’immobilier et du temps de placement.
Les styles actuellement disponibles sont basés sur le populaire SOIC (Small Outline Integrated Circuits ), mais les dimensions du corps varient. Ils viennent généralement en 16 à 20 broches avec une puissance de ½ à 2 watts par paquet.
Condensateurs en céramique pour SMT
Les condensateurs montés en surface sont idéaux pour les applications de circuit haute fréquence car ils ne comportent pas de conducteurs et peuvent être placés sous l'emballage, du côté opposé du circuit imprimé. L'emballage le plus utilisé pour les condensateurs en céramique est un ruban et une bobine de 8 mm.
Condensateur céramique à montage en surface
Les condensateurs montés en surface sont utilisés à la fois pour les applications de découplage et pour le contrôle de fréquence. Les condensateurs céramiques monolithiques multicouches ont une efficacité volumétrique améliorée. Ils sont disponibles dans différents types de diélectrique conformément à la norme EIA RS-198n, à savoir COG ou NPO, X7R, Z5U et Y5V.
Les condensateurs à montage en surface sont très fiables et ont été utilisés en grande quantité dans les applications automobiles sous capot, les équipements militaires et les applications aérospatiales.
Montage en surface Condensateurs au tantale
Pour les condensateurs à montage en surface, le diélectrique peut être en céramique ou en tantale.
Condensateurs au tantale à montage en surface
Les condensateurs au tantale à montage en surface offrent un rendement volumétrique très élevé ou un produit par capacité-tension élevé par unité de volume et une fiabilité élevée.
Les condensateurs au plomb enveloppants, communément appelés condensateurs au tantale en plastique moulé, ont des conducteurs au lieu de terminaisons et un sommet biseauté comme indicateur de polarité. Il n’ya pas de problème de soudure ou d’emplacement lors de l’utilisation des condensateurs au tantale en plastique moulé. Ils sont disponibles en deux tailles de boîtier: standard et étendue. La valeur de la capacité des condensateurs au tantale varie de 0,1 à 100 µF et de 4 à 50 V cc dans différentes tailles de boîtier. Ils peuvent également être personnalisés selon les exigences de l'application. Les condensateurs au tantale sont disponibles avec ou sans valeurs de capacité marquées en vrac, en paquets de gaufres, en bande et en bobine.
Composants passifs tubulaires pour SMT
Les dispositifs cylindriques appelés faces sans électrodes métalliques (MELF) sont
Composants passifs tubulaires SMD
utilisé pour les résistances, les cavaliers, les condensateurs céramique et tantale et les diodes. Ils sont cylindriques et ont des embouts en métal pour la soudure.
Les MELF étant cylindriques, il n’est pas nécessaire de placer les résistances avec des éléments résistifs éloignés de la surface de la carte, comme c’est le cas avec les résistances rectangulaires. Les MELF sont moins chers. Comme les dispositifs axiaux conventionnels, les valeurs MELF sont codées par couleur. Les diodes MELF sont identifiées MLL 41 et MLL 34. Les résistances MELF sont identifiées 0805, 1206, 1406 et 2309.
Composants actifs SMD pour SMT (transporteurs à puce céramique sans plomb (LCCC), supports à puce céramique plombée (CLCC)
Le montage en surface offre plus de types de packages actifs et passifs que
Transporteur de puces en céramique sans plomb (LCCC)
technologie de montage à domicile.
Voici toutes les différentes catégories de packages de composants de montage en surface actifs
Supports de puces en céramique sans plomb (LCCC): Comme leur nom l’indique, les porteurs de puces sans plomb ne comportent pas de fils. Au lieu de cela, ils ont des terminaisons en forme de rainures plaquées or, appelées castellations, qui fournissent des trajets de signal plus courts permettant des fréquences de fonctionnement plus élevées. Les LCCC peuvent être divisés en différentes familles en fonction de la hauteur du paquet. Le plus commun est 50 mil (1,27 mm)
Transporteur de puces au plomb en céramique (CLCC)
famille. D'autres sont des familles de 40, 25 et 20 mil.
Supports de puces céramiques au plomb (CLCC) (pré-soudés et postleaded) : Les supports en céramique au plomb sont disponibles dans les formats preleaded et postleaded. Les porte-copeaux pré-assemblés ont des conducteurs en alliage de cuivre ou Kovar fixés par le fabricant. Dans les supports de puces postleaded, l’utilisateur fixe les conducteurs aux plis des supports de puces en céramique sans plomb.
Lorsque des emballages en céramique au plomb sont utilisés, leurs dimensions sont généralement les mêmes que dans les supports de copeaux en plastique au plomb.
Composants actifs SMD pour SMT (emballages en plastique)
Comme indiqué ci-dessus, les emballages en céramique sont coûteux et sont principalement utilisés pour des applications militaires. Les emballages plastiques SMD, en revanche, sont les emballages les plus largement utilisés pour les applications non militaires, où l'hermiticité n'est pas requise. Les emballages en céramique présentent des fissures au niveau des joints de soudure dues à une discordance CTE entre l'emballage et le substrat, mais les emballages en plastique ne sont également pas sans problèmes.
Voici tous les composants actifs SMD (emballages plastiques):
Petits transistors de contour (SOT)
Les petits transistors de contour sont l’un des précurseurs des dispositifs actifs en surface
Petits transistors de contour (SOT)
montage. Ce sont des appareils à trois et quatre conducteurs. Les SOT à trois dérivations sont identifiés comme étant SOT 23 (EIA TO 236) et SOT 89 (EIA TO 243). Le périphérique à quatre dérivations est connu sous le nom de SOT 143 (EIA TO 253).
Ces boîtiers sont généralement utilisés pour les diodes et les transistors. Les boîtiers SOT 23 et SOT 89 sont devenus presque universels pour le montage en surface de petits transistors. Même si l’utilisation de circuits intégrés complexes à grand nombre de broches se généralise, la demande de divers types de SOT et de SOD continue de croître.
Petit circuit intégré hiérarchique (SOIC et SOP)
Le circuit intégré à petit contour (SOIC ou SO) est fondamentalement un boîtier rétractable
Petit circuit intégré hiérarchique (SOIC et SOP)
avec des fils sur des centres de 0,050 pouce. Il est utilisé pour héberger des circuits intégrés plus volumineux que ce qui est possible dans les boîtiers SOT. Dans certains cas, les SOIC sont utilisés pour héberger plusieurs SOT.
SOIC contient des dérivations sur deux côtés qui sont formées vers l’extérieur dans ce que l’on appelle généralement la dérive des ailes de mouette. Les SOIC doivent être manipulés avec soin pour éviter d’endommager le plomb. Les SOIC ont principalement deux largeurs de corps différentes: 150 mil 300 mil. La largeur de corps des emballages ayant moins de 16 dérivations est de 150 mil; pour plus de 16 dérivations, des largeurs de 300 mils sont utilisées. Les 16 paquets de plomb sont disponibles dans les deux largeurs de corps.
Transporteurs de puces au plomb en plastique (PLCC)
Le support de puce en plastique au plomb (PLCC) est une version moins chère du support de puce en céramique. Les conducteurs dans PLCC fournissent la conformité nécessaire pour absorber la contrainte du joint de soudure et ainsi éviter la fissuration du joint de soudure. Les PLCC ayant un rapport matrice / emballage élevé peuvent être sensibles à la fissuration de l'emballage en raison de l'absorption d'humidité. Ils ont besoin d'une manipulation appropriée.
Transporteurs de puces au plomb en plastique (PLCC)
Paquets J petits contours (SOJ)
Les packages SOJ ont des dérivations J-bend comme PLCC, mais ils n’ont des broches que sur deux côtés. Ce package est un hybride de SOIC et de PLCC et combine les avantages en termes de traitement de PLCC et l’efficacité spatiale de SOIC. Les fichiers SOJ sont couramment utilisés pour les mémoires DRAM haute densité (1, 4 et 16 Mo).
Paquets J petits contours (SOJ)
Paquets SMD à pas fin (QFP, SQFP)
Les paquets SMD avec un pas très fin et un plus grand nombre de leads sont appelés paquets de pas fins. QFP (Quad Flat Pack) et SQFP (shrink quadro flat pack) sont des exemples d’emballages à pas fin. Les paquets à grain fin ont des fils plus minces et nécessitent un motif de terrain plus fin.
Paquets SMD à pas fin (QFP, SQFP)
Réseau de billes (BGA)
BGA ou Ball Grid Array est un ensemble de matrices tel que PGA (matrice de broches), mais sans les fils.
Il existe différents types de BGA, mais les principales catégories sont les BGA en céramique et en plastique. Les BGA en céramique sont appelés CBGA (Ceramic Ball Grid Array) et
Réseau de billes (BGA)
CCGA (Ceramic Column Grid Array) et les BGA en plastique sont appelés PBGA. Il existe une autre catégorie de BGA appelée bande BGA (TBGA). Les terrains de balle ont été normalisés aux pas de 1,0, 1,27 et 1,5 mm. (Pas de 40,50 et 60 mil). La taille des corps des BGA varie de 7 à 50 mm et leur nombre de broches de 16 à 2400. Le nombre de broches BGA le plus courant est compris entre 200 et 500 broches.
Les BGA sont très efficaces pour l'auto-alignement pendant le refusion, même s'ils sont égarés à 50% (les GCCA et TBGA ne s'alignent pas aussi bien que les PBGA et les CBGA). C'est l'une des raisons du rendement plus élevé des BGA.
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