SMD-Komponenten(Chipkomponenten)- das sind die Komponenten elektronische Schaltung gedruckt auf einer Leiterplatte (Motherboard eines Computers, Laptops, Tablets, Smartphones, Festplatte usw.) mittels Oberflächenmontagetechnik – SMT-Technik (Surface Mount Technology). Das heißt, alle elektronischen Elemente, die auf diese Weise auf der Platine „fixiert“ werden, werden als SMD-Bauteile (Surface Mounted Device) bezeichnet.

Diese Art der Installation zeichnet sich dadurch aus, dass im Gegensatz zu anderen alte Technik Bei der Durchsteckmontage (wenn in die Leiterplatte ein Loch für ein elektronisches Bauteil gebohrt wird: Transistor, Widerstand, Kondensator) sind SMD-Bauteile wesentlich kompakter auf der Leiterplatte angeordnet. Die Komponenten selbst sind viel kleiner.

Wenn Sie sich ein modernes Laptop-Motherboard ansehen, können Sie feststellen, dass SMD-Komponenten den Großteil der Teile auf der Platine ausmachen – es gibt viele davon und sie sind sehr eng beieinander angeordnet (kleine mehrfarbige Quadrate und Rechtecke in grau und schwarz) und auf beiden Seiten der Platine. Im folgenden Bild sind die SMD-Bauteile rot markiert.

Das Motherboard eines Tablets oder Smartphones wird ausschließlich in SMT-Technologie (Surface Mount) und SMD-Elementen hergestellt, da kein Platz und keine Notwendigkeit für eine Durchsteckmontage besteht.

Bei Desktop-Computer-Motherboards werden beide Montagetechnologien häufiger verwendet als andere. In der Abbildung unten sind Durchgangsmontageelemente grün markiert. Die Kontakte der Komponenten (in diesem Fall Elektrolytkondensatoren) werden in spezielle Löcher in der Hauptplatine eingeführt und mit Rückseite gelötet.

Vorteile von SMD-Bauteilen und Oberflächenmontage

• Mehr kleine Komponenten SMD im Vergleich zu Elementen, die bei der Durchsteckmontage verwendet werden;
• Deutlich höhere Plattendichte;
• Höhere Leiterbahndichte (Verbindungen) auf der Leiterplatte;
• Komponenten können auf beiden Seiten der Platine angebracht werden;
• Kleinere Fehler beim SMT-Einbau (Löten) werden durch die Oberflächenspannung des geschmolzenen Zinns (Blei) automatisch korrigiert;
• Bessere Beständigkeit gegen mechanische Beschädigung durch Vibration;
• Mehr geringer Widerstand und Induktivität;
• Es müssen keine Löcher gebohrt werden, was zu geringeren anfänglichen Produktionskosten führt (wirtschaftlicher Effekt);
• Besser geeignet für die automatisierte Montage. Einige automatische Linien können mehr als 136.000 Bauteile pro Stunde platzieren;
• Viele SMD-Komponenten kosten weniger als ihre Gegenstücke zur Durchsteckmontage;
• Geeignet für Geräte mit sehr geringer Bauhöhe (Höhe). Die Leiterplatte kann in einem nur wenige Millimeter dicken Gehäuse eingesetzt werden

Mängel

• Höhere Anforderungen an Produktionsbasis und Ausrüstung;
• Geringe Wartbarkeit und höhere Anforderungen an Reparaturspezialisten;
• Nicht geeignet für die Montage von Steckverbindern und Steckverbindern, insbesondere bei Verwendung in Fällen mit häufigen Trennungen und Verbindungen;
• Nicht für den Einsatz in Hochleistungs- und Hochlastanwendungen geeignet

Verwendung von Materialien: Oberflächenmontagetechnologie,

SMD – Surface Mounted Devices – Bauteile für die Oberflächenmontage – dafür steht Englische Abkürzung. Sie bieten eine höhere Einbaudichte im Vergleich zu herkömmlichen Teilen. Darüber hinaus ist die Installation dieser Elemente, Produktion Leiterplatte Da sich diese Elemente in der Massenproduktion als technologisch fortschrittlicher und kostengünstiger erweisen, verbreiten sie sich immer weiter und ersetzen nach und nach die klassischen Teile mit Drahtleitungen.

Viele Artikel im Internet und in gedruckten Publikationen widmen sich dem Einbau solcher Teile. Jetzt möchte ich es ergänzen.
Ich hoffe, dass mein Werk sowohl für Anfänger als auch für diejenigen nützlich sein wird, die sich mit solchen Komponenten noch nicht beschäftigt haben.

Die Veröffentlichung des Artikels fällt zeitlich mit vier solchen Elementen zusammen, und der PCM2702-Prozessor selbst hat superkleine Beine. Komplett geliefert Die Leiterplatte verfügt über eine Lötstoppmaske, was das Löten erleichtert, aber die Anforderungen an Genauigkeit, Überhitzungsfreiheit und statische Aufladung nicht beseitigt.

Werkzeuge und Materialien

Ein paar Worte zu den dafür notwendigen Werkzeugen und Verbrauchsmaterialien. Zuallererst sind dies eine Pinzette, eine scharfe Nadel oder Ahle, ein Drahtschneider, Lötzinn, eine Spritze mit einer ziemlich dicken Nadel zum Auftragen von Flussmittel ist sehr nützlich. Da die Teile selbst sehr klein sind, kann auch der Verzicht auf eine Lupe sehr problematisch sein. Sie benötigen außerdem ein flüssiges Flussmittel, vorzugsweise ein neutrales No-Clean-Flussmittel. Im Extremfall eignet sich auch eine alkoholische Kolophoniumlösung, es ist jedoch immer noch besser, ein spezielles Flussmittel zu verwenden, da die Auswahl mittlerweile recht groß ist.

Unter Amateurbedingungen ist es am bequemsten, solche Teile mit einem speziellen Lötmittel zu löten Lötpistole oder anders ausgedrückt: eine Heißluft-Lötstation. Die Auswahl ist derzeit ziemlich groß und die Preise sind dank unserer chinesischen Freunde auch für die meisten Funkamateure sehr erschwinglich und erschwinglich. Hier ist ein Beispiel dafür: in China hergestellt mit einem unaussprechlichen Namen. Ich benutze diese Station jetzt seit drei Jahren. Bisher verläuft der Flug normal.

Und natürlich benötigen Sie einen Lötkolben mit dünner Spitze. Es wäre besser, wenn dieser Tipp mit der entwickelten „Microwave“-Technologie erstellt würde Deutsches Unternehmen Ersa. Sie unterscheidet sich von einer normalen Spitze dadurch, dass sie eine kleine Vertiefung aufweist, in der sich ein Tropfen Lot sammelt. Diese Spitze verursacht beim Löten eng beieinander liegender Stifte und Leiterbahnen weniger Stöcke. Ich empfehle dringend, es zu finden und zu verwenden. Wenn es jedoch keine solche Wunderspitze gibt, reicht ein Lötkolben mit einer normalen dünnen Spitze.

Unter Werksbedingungen erfolgt das Löten von SMD-Teilen im Gruppenverfahren mit Lotpaste. Auf die Kontaktpads der vorbereiteten Leiterplatte wird eine dünne Schicht Speziallotpaste aufgetragen. Dies geschieht in der Regel im Siebdruckverfahren. Lotpaste ist ein feines, mit Flussmittel vermischtes Lotpulver. Die Konsistenz ist ähnlich Zahnpasta.

Nach dem Auftragen der Lotpaste platziert der Roboter diese an der richtigen Stelle notwendige Elemente. Die Lötpaste ist klebrig genug, um die Teile zu halten. Dann wird die Platine in den Ofen geladen und auf eine Temperatur erhitzt, die leicht über dem Schmelzpunkt des Lots liegt. Das Flussmittel verdampft, das Lot schmilzt und die Teile werden festgelötet. Es bleibt nur noch zu warten, bis die Platine abgekühlt ist.

Sie können diese Technologie zu Hause ausprobieren. Diese Art von Lotpaste kann bei Reparaturfirmen erworben werden. Mobiltelefone. In Geschäften, die Radiokomponenten verkaufen, sind diese neben normalem Lötzinn in der Regel ebenfalls vorrätig. Als Pastenspender habe ich eine dünne Nadel verwendet. Das ist natürlich nicht so ordentlich, wie es beispielsweise Asus bei der Herstellung macht Motherboards, aber hier ist, wie ich es könnte. Am besten nehmen Sie diese Lotpaste in eine Spritze und drücken sie vorsichtig durch eine Nadel auf die Kontaktpads. Auf dem Foto sieht man, dass ich es etwas übertrieben habe, indem ich vor allem auf der linken Seite zu viel Nudeln hineingeschüttet habe.

Mal sehen, was dabei herauskommt. Wir legen die Teile auf die mit Paste geschmierten Kontaktflächen. In diesem Fall handelt es sich um Widerstände und Kondensatoren. Hier kommt eine dünne Pinzette zum Einsatz. Meiner Meinung nach ist es bequemer, eine Pinzette mit gebogenen Beinen zu verwenden.

Anstelle einer Pinzette verwenden manche Menschen einen Zahnstocher, dessen Spitze leicht mit Kaugummi überzogen ist, um ihn klebrig zu machen. Hier haben Sie völlige Freiheit – was auch immer für Sie bequemer ist.

Nachdem die Teile ihre Position eingenommen haben, kann mit dem Erhitzen mit Heißluft begonnen werden. Der Schmelzpunkt von Lot (Sn 63 %, Pb 35 %, Ag 2 %) beträgt 178 °C*. Ich stelle die Heißlufttemperatur auf 250 °C* ein und beginne aus einer Entfernung von zehn Zentimetern, das Brett aufzuwärmen, indem ich die Spitze des Haartrockners nach und nach tiefer und tiefer senke. Seien Sie vorsichtig mit dem Luftdruck – wenn er sehr stark ist, werden die Teile einfach von der Platine geblasen. Wenn es sich erwärmt, beginnt das Flussmittel zu verdampfen und das dunkelgraue Lot beginnt aufzuhellen und schließlich zu schmelzen, zu fließen und zu glänzen. Ungefähr wie im nächsten Bild zu sehen.

Nachdem das Lot geschmolzen ist, bewegen Sie die Spitze des Haartrockners langsam von der Platine weg, damit sie allmählich abkühlen kann. Das ist mir passiert. Die großen Lottropfen an den Enden der Elemente zeigen, wo ich zu viel Paste aufgetragen habe und wo ich gierig war.

Lotpaste kann im Allgemeinen recht knapp und teuer sein. Wenn es nicht verfügbar ist, können Sie versuchen, darauf zu verzichten. Schauen wir uns die Vorgehensweise am Beispiel des Lötens einer Mikroschaltung an. Zunächst müssen alle Kontaktpads gründlich und in einer dicken Schicht verzinnt werden.

Ich hoffe, Sie können auf dem Foto erkennen, dass das Lot auf den Kontaktpads in einem so niedrigen Hügel liegt. Hauptsache, es verteilt sich gleichmäßig und die Menge ist an allen Standorten gleich. Danach befeuchten wir alle Kontaktpads mit Flussmittel und lassen es eine Weile trocknen, damit es dicker und klebriger wird und die Teile daran haften bleiben. Platzieren Sie den Chip vorsichtig an der vorgesehenen Stelle. Wir kombinieren sorgfältig die Pins der Mikroschaltung mit den Kontaktpads.

Neben dem Chip habe ich mehrere platziert passive Komponenten Keramik- und Elektrolytkondensatoren. Um zu verhindern, dass die Teile durch den Luftdruck weggeblasen werden, beginnen wir mit dem Erhitzen von oben. Hier besteht kein Grund zur Eile. Wenn es ziemlich schwierig ist, einen großen abzublasen, können kleine Widerstände und Kondensatoren leicht in alle Richtungen wegfliegen.

Das ist als Ergebnis passiert. Das Foto zeigt, dass die Kondensatoren wie erwartet verlötet sind, aber einige der Beine der Mikroschaltung (z. B. 24, 25 und 22) hängen in der Luft. Das Problem kann entweder ein ungleichmäßiger Lotauftrag auf den Kontaktflächen oder eine unzureichende Menge oder Qualität des Flussmittels sein. Sie können die Situation mit einem normalen Lötkolben mit dünner Spitze korrigieren und die verdächtigen Beine vorsichtig anlöten. Um solche Lötfehler zu erkennen, benötigt man eine Lupe.

Eine Heißluftlötstation ist gut, sagen Sie, aber was ist mit denen, die keine haben und nur einen Lötkolben haben? Mit der gebotenen Sorgfalt SMD-Elemente Sie können auch mit einem normalen Lötkolben löten. Um diese Möglichkeit zu veranschaulichen, werden wir Widerstände und einige Mikroschaltungen ohne Hilfe eines Haartrockners mit nur einem Lötkolben löten. Beginnen wir mit dem Widerstand. Wir installieren einen Widerstand auf den vorverzinnten und mit Flussmittel befeuchteten Kontaktpads. Um zu verhindern, dass es beim Löten verrutscht und an der Lötkolbenspitze festklebt, muss es beim Löten mit einer Nadel gegen die Platine gedrückt werden.

Dann genügt es, mit der Spitze des Lötkolbens das Ende des Teils und das Kontaktpad zu berühren und schon wird das Teil einseitig verlötet. Auf der anderen Seite löten wir auf die gleiche Weise. Auf der Lötkolbenspitze sollte sich eine Mindestmenge Lot befinden, da es sonst zu Verklebungen kommen kann.

Das habe ich durch das Löten des Widerstands bekommen.

Die Qualität ist nicht sehr gut, aber der Kontakt ist zuverlässig. Die Qualität leidet dadurch, dass es schwierig ist, mit einer Hand den Widerstand mit einer Nadel zu fixieren, mit der zweiten Hand den Lötkolben zu halten und mit der dritten Hand zu fotografieren.

Transistoren und Stabilisatorchips werden auf die gleiche Weise gelötet. Ich löte zunächst den Kühlkörper eines leistungsstarken Transistors auf die Platine. Ich bereue das Lot hier nicht. Ein Tropfen Lot soll unter die Basis des Transistors fließen und nicht nur einen zuverlässigen elektrischen Kontakt, sondern auch einen zuverlässigen thermischen Kontakt zwischen der Basis des Transistors und der Platine herstellen, die die Rolle eines Heizkörpers spielt.

Während des Lötens können Sie den Transistor mit der Nadel leicht bewegen, um sicherzustellen, dass das gesamte Lot unter dem Sockel geschmolzen ist und der Transistor auf einem Tropfen Lot zu schweben scheint. Außerdem überschüssiges Lot Gleichzeitig wird es unter dem Sockel herausgedrückt, wodurch der Wärmekontakt verbessert wird. So sieht ein gelöteter Chip aus Integrierter Stabilisator auf der Tafel.

Jetzt müssen wir zu mehr übergehen schwierige Aufgabe- Löten der Mikroschaltung. Zunächst führen wir noch einmal eine präzise Positionierung an den Kontaktpads durch. Dann „greifen“ wir leicht nach einem der äußeren Anschlüsse.

Danach müssen Sie erneut überprüfen, ob die Beine der Mikroschaltung und die Kontaktpads richtig zusammenpassen. Danach ziehen wir auf die gleiche Weise die verbleibenden extremen Schlussfolgerungen.

Jetzt wird die Mikroschaltung nirgendwo mehr von der Platine entfernt. Löten Sie alle anderen Stifte vorsichtig nacheinander an und achten Sie darauf, keine Brücke zwischen den Beinen der Mikroschaltung zu platzieren.

Die Oberflächenmontagetechnologie entstand in den 1960er Jahren und fand 20 Jahre später breite Anwendung in der Elektronikfertigung.

Jetzt diese Technologie ist der unangefochtene Spitzenreiter. Schwer zu finden modernes Gerät, was mit dieser Technologie nicht möglich gewesen wäre.

Lassen Sie uns zunächst die Terminologie verstehen.

Oberflächenmontage wird abgekürzt als SMT(aus dem Englischen S Oberfläche M Anzahl T Technik- Oberflächenmontagetechnologie (auf Russisch, - TMP)).

Es ist so allgemein bekannt, dass die Abkürzung SMD manchmal auch die Oberflächenmontagetechnologie selbst bezeichnet, obwohl der Begriff SMD tatsächlich eine andere Bedeutung hat.

SMD- Das S Oberfläche M Anzahl D Gerät, also eine oberflächenmontierte Komponente oder ein Gerät. Daher ist SMD konkret als Bauelement und Funkkomponente zu verstehen und nicht als Technologie als Ganzes. Manchmal werden SMD-Elemente als Chipkomponenten bezeichnet, beispielsweise ein Kondensatorchip oder ein Widerstandschip.

Der Sinn der SMT-Technologie besteht darin, elektronische Komponenten auf der Oberfläche einer Leiterplatte zu montieren. Im Vergleich zur Technologie der Montage von Bauteilen durch Löcher (sog THT - T hrouth H ole T Technik), - diese Technologie hat viele Vorteile. Hier sind nur die wichtigsten:

Es ist nicht erforderlich, Löcher für Komponentenanschlüsse zu bohren.

Der Einbau von Bauteilen auf beiden Seiten der Leiterplatte ist möglich;

Hohe Dichte Montage und damit Materialeinsparung und Reduzierung der Abmessungen fertige Produkte;

SMD-Bauteile sind günstiger als herkömmliche, haben kleinere Abmessungen und ein geringeres Gewicht;

Möglichkeit einer tieferen Produktionsautomatisierung im Vergleich zur THT-Technologie;

Wenn für die Produktion die SMT-Technologie aufgrund ihrer Automatisierung sehr vorteilhaft ist, so schafft sie für die Kleinserienproduktion sowie für Funkamateure, Elektroniker, Servicetechniker und Funkmechaniker viele Probleme.

SMD-Komponenten: Widerstände, Kondensatoren, Mikroschaltungen sind sehr klein.

Machen wir uns mit elektronischen SMD-Komponenten vertraut. Für angehende Elektronikingenieure ist dies sehr wichtig, da es zunächst manchmal schwierig ist, ihre Fülle zu verstehen.

Beginnen wir mit Widerständen. Normalerweise sehen SMD-Widerstände so aus.

Auf ihrem kleinen Gehäuse befindet sich meist eine Zahlen-Buchstaben-Markierung, in der der Nennwiderstand des Widerstands kodiert ist. Die Ausnahme bilden mikroskopisch kleine Widerstände, auf deren Körper einfach kein Platz für ihre Anwendung ist.

Dies gilt jedoch nur, wenn der Chipwiderstand keiner speziellen Hochleistungsserie angehört. Es ist auch wichtig zu verstehen, dass die zuverlässigsten Informationen zu einem Element im Datenblatt zu diesem Element (oder zu der Serie, zu der es gehört) zu finden sind.

Und so sehen SMD-Kondensatoren aus.

Mehrschichtige Keramikkondensatoren ( MLCC - M ulti L Ayer C eramisch C Kondensatoren). Ihr Körper hat eine charakteristische hellbraune Farbe und Abzeichen sind normalerweise nicht erkennbar.

Selbstverständlich gibt es auch Elektrolytkondensatoren für die Oberflächenmontage. Herkömmliche Aluminiumkondensatoren sind klein und haben zwei kurze Anschlüsse an einem Kunststoffsockel.

Da es die Abmessungen zulassen, sind bei Aluminium-SMD-Kondensatoren die Kapazität und die Betriebsspannung auf dem Gehäuse angegeben. Auf der Minuspolseite ist auf der Gehäuseoberseite ein Halbkreis in Schwarz lackiert.

Darüber hinaus gibt es sowohl Tantal-Elektrolytkondensatoren als auch Polymerkondensatoren.

Tantal-Chipkondensatoren werden hauptsächlich in den Farben Gelb und Gelb hergestellt orange Farbe. Auf deren Struktur habe ich bereits auf den Seiten der Website ausführlicher gesprochen. Aber Polymerkondensatoren haben einen schwarzen Körper. Manchmal sind sie leicht mit SMD-Dioden zu verwechseln.

Zu beachten ist, dass früher, als die SMT-Installation noch in den Kinderschuhen steckte, Kondensatoren in einem zylindrischen Gehäuse im Einsatz waren und in Form von Farbstreifen gekennzeichnet waren. Mittlerweile werden sie immer seltener.

Zenerdioden und Dioden werden zunehmend in hergestellt Kunststoffkoffer schwarze Farbe. Das Gehäuse auf der Kathodenseite ist mit einem Streifen markiert.

Schottky-Diode BYS10-45-E3/TR im DO-214AC-Gehäuse

Manchmal werden Zenerdioden oder Dioden in einem SOT-23-Gehäuse mit drei Anschlüssen hergestellt, das aktiv für Transistoren verwendet wird. Dies führt zu Verwirrung bei der Bestimmung des Komponenteneigentums. Denken Sie daran.

Neben Zenerdioden, die über ein Kunststoffgehäuse verfügen, sind bleifreie Zenerdioden in zylindrischen Glasgehäusen MELF und MiniMELF weit verbreitet.

Zenerdiode 18V (DL4746A) im MELF-Glasgehäuse

Und so sieht eine SMD-Anzeige-LED aus.

Am meisten großes Problem Bei solchen LEDs ist es sehr schwierig, sie mit einem normalen Lötkolben von der Leiterplatte zu entlöten. Ich vermute, dass Funkamateure sie dafür zutiefst hassen.

Selbst bei Verwendung einer Heißluftlötstation ist es unwahrscheinlich, dass Sie eine SMD-LED folgenlos entlöten können. Bei leichter Erwärmung schmilzt der transparente Kunststoff der LED und „gleitet“ einfach vom Sockel.

Daher haben sowohl Anfänger als auch erfahrene Anfänger viele Fragen dazu, wie man eine SMD-LED entlötet, ohne sie zu beschädigen.

Mikroschaltungen sind wie andere Elemente für die Oberflächenmontage geeignet. Fast alle gängigen Mikroschaltungen, die ursprünglich in DIP-Gehäusen für die Durchsteckmontage hergestellt wurden, verfügen auch über Versionen für die SMT-Montage.

Um die Wärme von Chips in SMD-Gehäusen abzuleiten, die sich im Betrieb erwärmen, werden häufig die Leiterplatte selbst und Kupferpads auf ihrer Oberfläche verwendet. Kupferpads auf der Platine, die stark mit Lot verzinnt sind, werden auch als eine Art Strahler verwendet.

Auf dem Foto klares Beispiel, bei dem der SA9259-Treiber in einem HSOP-28-Gehäuse durch ein Kupferpad auf der Oberfläche der Platine gekühlt wird.

Selbstverständlich werden für die Oberflächenmontage nicht nur gewöhnliche elektronische Bauteile geschärft, sondern auch ganze Funktionseinheiten. Schauen Sie sich das Foto an.

Mikrofon für das Mobiltelefon Nokia C5-00

Dies ist ein digitales Mikrofon für Mobiltelefone Nokia C5-00. Sein Körper hat keine Leitungen und stattdessen werden Kontaktpads („Nickels“ oder „Pads“) verwendet.

Neben dem Mikrofon selbst ist im Gehäuse auch eine spezielle Mikroschaltung zur Verstärkung und Signalverarbeitung montiert.

Das gleiche passiert mit Mikroschaltungen. Hersteller versuchen, selbst die kürzesten Leads loszuwerden. Foto Nr. 1 zeigt den Linearstabilisator-Chip MAX5048ATT+ in einem TDFN-Gehäuse. Als nächstes folgt unter Nr. 2 der MAX98400A-Chip. Dies ist ein Stereoverstärker der Klasse D von Maxim Integrated. Die Mikroschaltung ist in einem 36-Pin-TQFN-Gehäuse untergebracht. Das zentrale Pad dient zur Wärmeableitung an die Oberfläche der Leiterplatte.

Wie Sie sehen, haben die Mikroschaltungen keine Pins, sondern nur Kontaktpads.

Nummer 3 ist der MAX5486EUG+ Chip. Stereo-Lautstärkeregler mit Drucktastensteuerung. Wohnen - TSSOP24.

In letzter Zeit versuchen Hersteller elektronischer Komponenten, auf Stifte zu verzichten und sie in Form von seitlichen Kontaktpads herzustellen. In vielen Fällen wird die Kontaktfläche verlagert Unterteil Gehäuse, wo es auch als Kühlkörper dient.

Da haben SMD-Elemente kleine Größen und auf der Oberfläche der Leiterplatte installiert, kann jede Verformung oder Biegung das Element beschädigen oder den Kontakt stören.

Beispielsweise können Mehrschicht-Keramikkondensatoren (MLCC) durch Druck auf sie während der Installation oder durch zu hohe Lotdosierung reißen.

Überschüssiges Lot führt zu mechanischer Belastung der Kontakte. Die geringste Biegung oder der geringste Stoß führt zum Auftreten von Rissen in der mehrschichtigen Struktur des Kondensators.

Hier ist ein Beispiel dafür, wie überschüssiges Lot an den Kontakten zu Rissen in der Struktur des Kondensators führt.

Foto aus dem TDK-Bericht „Common Cracking Modes in Surface Mount Multilayer Ceramic Capacitors“. Viel Lot ist also nicht immer gut.

Und jetzt ein kleines Rätsel, um unsere langatmige Geschichte aufzupeppen. Schauen Sie sich das Foto an.

Bestimmen Sie, welche Elemente auf dem Foto angezeigt werden. Was verbirgt sich Ihrer Meinung nach unter der ersten Zahl? Kondensator? Vielleicht Induktivität? Nein, es ist wahrscheinlich eine Art spezieller Widerstand ...

Und hier ist die Antwort:

Nr. 1 - Keramikkondensator Größe 1206;

Nr. 2 - NTC-Thermistor (Thermistor) B57621-C 103-J62 bei 10 kOhm (Größe 1206);

Nr. 3 – Drossel zur Unterdrückung elektromagnetischer Störungen BLM41PG600SN1L(Größe 1806).

Leider sind die allermeisten SMD-Bauteile aufgrund ihrer Größe einfach nicht gekennzeichnet. Genau wie im obigen Beispiel ist es sehr leicht, die Elemente zu verwechseln, da sie einander alle sehr ähnlich sind.

Manchmal erschwert dieser Umstand die Reparatur elektronischer Geräte, insbesondere in Fällen, in denen es unmöglich ist, eine zu finden technische Dokumentation und ein Diagramm.

Sie haben wahrscheinlich schon bemerkt, dass SMD-Teile in perforiertem Klebeband verpackt sind. Es wiederum ist zu einer Spulenrolle verdreht. Warum ist das notwendig?

Tatsache ist, dass dieses Band aus einem bestimmten Grund verwendet wird. Es ist sehr praktisch für die Zufuhr von Komponenten Automatikmodus an Montage- und Montagemaschinen (Monteuren).

In der Industrie erfolgt der Einbau und das Löten von SMD-Bauteilen mit Sonderausstattung. Ohne auf Details einzugehen, sieht der Prozess so aus.

Mithilfe von Schablonen wird Lotpaste auf die Kontaktpads unter den Elementen aufgetragen. Für die Großserienproduktion werden Siebdruckmaschinen (Drucker) und für die Kleinserienproduktion Materialdosiersysteme (Dosierung von Lotpaste und Kleber, Gießmasse etc.) eingesetzt. Automatische Spender für die Herstellung von Produkten benötigt, die Betriebsbedingungen erfordern.

Anschließend erfolgt die automatisierte Installation von SMD-Bauteilen auf der Platinenoberfläche mittels automatischer Bestückungsautomaten (Installer). In manchen Fällen werden Teile mit einem Tropfen Kleber auf der Oberfläche fixiert. Die Installationsmaschine ist mit einem System zum Aufnehmen von Bauteilen (vom gleichen Band), einem technischen Bildverarbeitungssystem zu deren Erkennung sowie einem System zum Installieren und Positionieren von Bauteilen auf der Platinenoberfläche ausgestattet.

Anschließend wird das Werkstück in den Ofen geschickt, wo die Lotpaste geschmolzen wird. Je nach technischem Prozess kann das Reflow durch Konvektion oder erfolgen Infrarotstrahlung. Hierzu können beispielsweise Konvektions-Reflow-Öfen eingesetzt werden.

Reinigen der Leiterplatte von Flussmittelrückständen und anderen Substanzen (Öl, Fett, Staub, aggressive Substanzen), Trocknen. Für diesen Prozess werden spezielle Waschanlagen eingesetzt.

Natürlich kommen im Produktionszyklus noch viel mehr unterschiedliche Maschinen und Geräte zum Einsatz. Dies können beispielsweise Röntgeninspektionssysteme, Klimaprüfschränke, optische Inspektionsmaschinen und vieles mehr sein. Es hängt alles vom Produktionsumfang und den Anforderungen an das Endprodukt ab.

Es ist erwähnenswert, dass trotz der scheinbaren Einfachheit der SMT-Technologie in Wirklichkeit alles anders ist. Ein Beispiel sind Mängel, die in allen Produktionsstufen auftreten. Einige davon haben Sie vielleicht schon bemerkt, zum Beispiel Lotkügelchen auf der Platine.

Sie entstehen durch eine Fehlausrichtung der Schablone oder überschüssige Lotpaste.

Es kommt auch nicht selten vor, dass sich innerhalb der Lötstelle Hohlräume bilden. Sie können mit Flussmittelrückständen gefüllt sein. Seltsamerweise, aber die Anwesenheit kleine Menge Hohlräume in der Verbindung wirken sich positiv auf die Kontaktsicherheit aus, da die Hohlräume die Ausbreitung von Rissen verhindern.

Einige der Mängel erhielten sogar etablierte Namen. Hier sind einige davon:

"Grabstein" - hierbei steht das Bauteil senkrecht zur Platine und wird mit einer Leitung an nur einen Kontakt gelötet. Eine stärkere Oberflächenspannung an einem der Enden des Bauteils zwingt es dazu, sich über das Kontaktpad zu erheben.

"Eselsohren" - Ungleichmäßige Pastenverteilung im Druck, sofern ausreichend vorhanden. Verursacht Lötbrücken.

"Kaltlöten" - Schlechte Lötverbindung aufgrund niedriger Löttemperatur. Aussehen Die Lötstelle hat einen gräulichen Farbton und eine poröse, klumpige Oberfläche.

"Wirkung" Popcorn" ("Popcorn-Effekt") beim Einlöten von Mikroschaltungen BGA-Paket. Ein Defekt, der durch die Verdunstung der vom Mikroschaltungsgehäuse aufgenommenen Feuchtigkeit entsteht. Beim Löten verdunstet Feuchtigkeit, im Inneren des Gehäuses entsteht ein Quellhohlraum, der beim Zusammenfallen Risse im Mikroschaltungsgehäuse bildet. Durch die starke Verdampfung beim Erhitzen wird außerdem das Lot aus den Pads herausgedrückt, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Lotes zwischen den Kontaktkugeln und zur Bildung von Brücken führt. Dieser Defekt wird mittels Röntgenstrahlen erkannt. Entsteht durch unsachgemäße Lagerung feuchtigkeitsempfindlicher Bauteile.

Ein ziemlich wichtiges Verbrauchsmaterial in der SMT-Technologie ist Lotpaste. Lotpaste besteht aus einer Mischung aus sehr kleinen Lot- und Flussmittelkügelchen, was den Lötvorgang erleichtert.

Flussmittel verbessert die Benetzbarkeit durch Reduzierung der Oberflächenspannung. Daher bedecken geschmolzene Lotkugeln beim Erhitzen leicht die Kontaktfläche und Anschlüsse des Elements und bilden eine Lötverbindung. Flussmittel helfen außerdem dabei, Oxide von der Oberfläche zu entfernen und schützen diese zudem vor Umwelteinflüssen.

Abhängig von der Zusammensetzung des Flussmittels in der Lotpaste kann es auch als Kleber fungieren, der das SMD-Bauteil auf der Platine fixiert.

Wenn Sie den Prozess des Lötens von SMD-Bauteilen beobachtet haben, ist Ihnen möglicherweise der Effekt der Selbstpositionierung des Elements aufgefallen. Es sieht sehr cool aus. Aufgrund der Oberflächenspannungskräfte scheint sich das Bauteil relativ zur Kontaktfläche auf der Platine auszurichten und im flüssigen Lot zu schwimmen.

So scheint es einfache Idee Die Installation elektronischer Komponenten auf der Oberfläche einer Leiterplatte ermöglichte es, die Gesamtabmessungen elektronischer Geräte zu reduzieren, die Produktion zu automatisieren, die Komponentenkosten zu senken (SMD-Komponenten sind 25–50 % günstiger als herkömmliche) und damit Unterhaltungselektronik billiger zu machen und kompakter.

Viele Menschen fragen sich, wie man SMD-Bauteile richtig lötet. Bevor wir uns jedoch mit diesem Problem befassen, müssen wir klären, um welche Elemente es sich handelt. Surface Mounted Devices – aus dem Englischen übersetzt bedeutet dieser Ausdruck oberflächenmontierte Komponenten. Ihr Hauptvorteil liegt in der höheren Einbaudichte als bei herkömmlichen Teilen. Dieser Aspekt beeinflusst den Einsatz von SMD-Elementen in der Massenproduktion von Leiterplatten sowie deren Wirtschaftlichkeit und Herstellbarkeit der Installation. Herkömmliche Teile mit drahtgebundenen Anschlüssen haben ihre Funktion verloren breite Anwendung zusammen mit der schnell wachsenden Beliebtheit von SMD-Komponenten.

Fehler und Grundprinzipien des Lötens

Einige Handwerker behaupten, dass das Löten solcher Elemente mit eigenen Händen sehr schwierig und ziemlich umständlich sei. Tatsächlich ist eine ähnliche Arbeit mit VT-Komponenten viel schwieriger. Im Allgemeinen werden diese beiden Arten von Teilen verwendet verschiedene Bereiche Elektronik. Allerdings machen viele Menschen beim Löten von SMD-Bauteilen zu Hause bestimmte Fehler.

SMD-Komponenten

Das Hauptproblem für Bastler ist die Wahl einer dünnen Spitze für einen Lötkolben. Dies ist auf die Meinung zurückzuführen, dass beim Löten mit einem normalen Lötkolben die Beine von SMD-Kontakten mit Zinn verschmutzt werden können. Dadurch ist der Lötvorgang langwierig und schmerzhaft. Eine solche Beurteilung kann nicht als richtig angesehen werden, da bei diesen Prozessen die Kapillarwirkung, die Oberflächenspannung und die Benetzungskraft eine wesentliche Rolle spielen. Wenn Sie diese zusätzlichen Tricks ignorieren, wird es schwierig, die Heimwerkerarbeit zu erledigen.

Löten von SMD-Bauteilen

Um SMD-Bauteile richtig zu löten, müssen Sie bestimmte Schritte befolgen. Setzen Sie zunächst die Lötkolbenspitze auf die Beine des entnommenen Elements. Dadurch beginnt die Temperatur zu steigen und das Zinn beginnt zu schmelzen, das schließlich das Bein vollständig umfließt. dieser Komponente. Dieser Vorgang wird Benetzungskraft genannt. Gleichzeitig fließt Zinn unter das Bein, was durch den Kapillareffekt erklärt wird. Zusammen mit dem Befeuchten des Beins findet ein ähnlicher Vorgang auf dem Brett selbst statt. Das Ergebnis ist ein gleichmäßig gefülltes Bündel Bretter mit Beinen.

Der Kontakt des Lotes mit benachbarten Schenkeln kommt nicht zustande, da die Spannungskraft zu wirken beginnt und einzelne Zinntropfen entstehen. Es ist offensichtlich, dass die beschriebenen Prozesse von selbst ablaufen, mit nur geringer Beteiligung des Lötkolbens, der mit einem Lötkolben lediglich die Schenkel des Teils erhitzt. Bei der Arbeit mit sehr kleinen Elementen kann es vorkommen, dass diese an der Lötkolbenspitze haften bleiben. Um dies zu verhindern, werden beide Seiten separat verlötet.

Fabriklöten

Dieser Prozess erfolgt auf Basis einer Gruppenmethode. Das Löten von SMD-Bauteilen erfolgt mit einer speziellen Lotpaste, die gleichmäßig verteilt wird die dünnste Schicht auf eine vorbereitete Leiterplatte, auf der sich bereits Kontaktpads befinden. Diese Aufbringungsmethode nennt man Siebdruck. Das verwendete Material ähnelt in Aussehen und Konsistenz einer Zahnpasta. Dieses Pulver besteht aus Lot, dem Flussmittel zugesetzt und vermischt wurde. Der Ablagevorgang wird automatisch durchgeführt, während die Leiterplatte das Förderband passiert.

Fabriklöten SMD-Teile

Anschließend ordnen entlang des Bewegungsbandes installierte Roboter alle erforderlichen Elemente in der erforderlichen Reihenfolge an. Während sich die Platine bewegt, werden die Teile aufgrund der ausreichenden Klebrigkeit der Lotpaste fest an ihrem Platz gehalten. Der nächste Schritt besteht darin, die Struktur in einem speziellen Ofen auf eine Temperatur zu erhitzen, die etwas höher ist als die Temperatur, bei der das Lot schmilzt. Durch diese Erwärmung schmilzt das Lot und umfließt die Schenkel der Bauteile, und das Flussmittel verdampft. Durch diesen Prozess werden die Teile miteinander verlötet Sitze. Nach dem Ofen lässt man das Brett abkühlen und schon ist alles fertig.

Benötigte Materialien und Werkzeuge

Um die Arbeit des Lötens von SMD-Bauteilen mit Ihren eigenen Händen erledigen zu können, benötigen Sie Folgendes bestimmte Instrumente Und Verbrauchsmaterial, die Folgendes umfassen:

• Lötkolben zum Löten von SMD-Kontakten;
• Pinzetten und Seitenschneider;
• eine Ahle oder Nadel mit einem scharfen Ende;
• Lot;
• eine Lupe oder Lupe, die beim Arbeiten mit sehr kleinen Teilen notwendig ist;
• neutrales flüssiges No-Clean-Flussmittel;
• eine Spritze, mit der Sie Flussmittel auftragen können;
• in Abwesenheit neuestes Material Sie können mit einer alkoholischen Kolophoniumlösung auskommen;
• Um das Löten zu erleichtern, verwenden Handwerker einen speziellen Löt-Haartrockner.

Pinzette zum Ein- und Ausbau von SMD-Bauteilen

Der Einsatz von Flussmittel ist zwingend erforderlich und dieses muss flüssig sein. In diesem Zustand entfettet dieses Material Arbeitsfläche, und entfernt auch die gebildeten Oxide auf dem gelöteten Metall. Dadurch entsteht eine optimale Benetzungskraft auf das Lot und der Löttropfen behält seine Form besser, was den gesamten Arbeitsprozess erleichtert und die Bildung von „Rotz“ verhindert. Durch die Verwendung einer alkoholischen Kolophoniumlösung können Sie kein nennenswertes Ergebnis erzielen, und das ist das Ergebnis weiße Beschichtung Es ist unwahrscheinlich, dass es entfernt wird.

Die Wahl des Lötkolbens ist sehr wichtig. Das beste Werkzeug ist eines, mit dem Sie die Temperatur einstellen können. Dadurch müssen Sie sich keine Sorgen über die Möglichkeit einer Beschädigung von Teilen durch Überhitzung machen. Diese Nuance gilt jedoch nicht für Momente, in denen Sie SMD-Komponenten entlöten müssen. Jedes gelötete Teil hält Temperaturen von ca. 250–300 °C stand, was durch einen regelbaren Lötkolben gewährleistet wird. Wenn ein solches Gerät nicht verfügbar ist, können Sie ein ähnliches Werkzeug mit einer Leistung von 20 bis 30 W verwenden, das für eine Spannung von 12–36 V ausgelegt ist.

Die Verwendung eines 220-V-Lötkolbens führt nicht zu den besten Ergebnissen. Das liegt daran hohe Temperatur Erhitzen seiner Spitze, unter deren Einfluss das flüssige Flussmittel schnell verdunstet und eine wirksame Benetzung der Teile mit Lot nicht möglich ist.

Experten raten von der Verwendung eines Lötkolbens mit konischer Spitze ab, da das Auftragen von Lot auf Teile schwierig ist und viel Zeit verschwendet wird. Am wirksamsten ist der Stich namens „Microwave“. Sein offensichtlicher Vorteil ist kleines Loch am Schnitt zum bequemeren Greifen des Lötzinns die richtige Menge. Mit einer solchen Spitze am Lötkolben ist es praktisch, überschüssiges Lot aufzufangen.

Sie können jedes Lot verwenden, besser ist es jedoch, einen dünnen Draht zu verwenden, mit dem Sie die Menge des verwendeten Materials bequem dosieren können. Das mit einem solchen Draht zu lötende Teil lässt sich besser verarbeiten, da es bequemer zugänglich ist.

Wie lötet man SMD-Bauteile?

Arbeitsauftrag

Der Lötprozess ist mit einer sorgfältigen Auseinandersetzung mit der Theorie und dem Sammeln einiger Erfahrungen nicht schwierig. Das gesamte Verfahren lässt sich also in mehrere Punkte unterteilen:

1. Es ist notwendig, SMD-Komponenten auf speziellen Pads auf der Platine zu platzieren.
2. Auf die Schenkel des Teils wird flüssiges Flussmittel aufgetragen und das Bauteil mit einer Lötkolbenspitze erhitzt.
3. Unter Temperatureinfluss überfluten die Kontaktpads und die Schenkel des Teils selbst.
4. Entfernen Sie nach dem Gießen den Lötkolben und lassen Sie das Bauteil abkühlen. Wenn das Lot abgekühlt ist, ist die Arbeit erledigt.

Lötprozess für SMD-Bauteile

Bei der Durchführung ähnlicher Aktionen mit einer Mikroschaltung unterscheidet sich der Lötvorgang geringfügig von den oben genannten. Die Technik wird so aussehen:

1. Die Schenkel der SMD-Bauteile werden exakt an ihren Kontaktstellen verbaut.
2. Im Bereich der Kontaktpads erfolgt die Benetzung mit Flussmittel.
3. Um das Teil genau im Sitz zu platzieren, müssen Sie zunächst einen seiner Außenschenkel verlöten, danach lässt sich das Bauteil leicht ausrichten.
4. Das weitere Löten wird mit größter Sorgfalt durchgeführt und alle Beine werden mit Lot versehen. Überschüssiges Lot wird mit einer Lötkolbenspitze entfernt.

Wie lötet man mit einem Fön?

Bei dieser Lötmethode ist es notwendig, die Sitze mit einer speziellen Paste zu schmieren. Anschließend wird es auf das Kontaktpad gelegt erforderliches Teil- Neben Komponenten können dies auch Widerstände, Transistoren, Kondensatoren usw. sein. Der Einfachheit halber können Sie eine Pinzette verwenden. Anschließend wird das Teil mit Heißluft aus einem Haartrockner auf eine Temperatur von ca. 250 °C erhitzt. Wie bei den vorherigen Lötbeispielen verdampft das Flussmittel unter Temperatureinfluss und das Lot schmilzt, wodurch die Kontaktbahnen überflutet werden Beine der Teile. Dann wird der Fön entfernt und das Brett beginnt abzukühlen. Wenn es vollständig abgekühlt ist, kann der Lötvorgang als abgeschlossen betrachtet werden.

SMD-Bauteile – der Weg zur Miniaturisierung

Derzeit gibt es einen zunehmenden Trend zur Miniaturisierung und Komplexität fast aller Funkgeräte. Um die Gesamtabmessungen der Geräte zu reduzieren, werden verschiedene spezielle Mikroschaltungen verwendet. Allzweck-Mikroschaltungen werden seltener verwendet (sie haben schlechtere Parameter als Spezial-Mikroschaltungen). Auch Single-Chip-Mikroprozessoren sind weit verbreitet. All dies schließt die Verwendung zusätzlicher „Scharnier“-Elemente in Strukturen nicht aus. Wenn zum Beispiel im Schema Digitalkamera oder Teile in „klassischen“ Hüllen als zusätzliche Befestigungen für ein Mobiltelefon verwenden – dies führt zu einer deutlichen (mehrfachen!) Vergrößerung der Geräteabmessungen. Speziell für solche Fälle wurden Open-Frame-Bauteile für die Oberflächenmontage (SMD-Bauteile) entwickelt.

Derzeit produziert die Industrie Transistoren, Widerstände, Kondensatoren, Dioden und sogar Miniaturspulen. Durch die Verwendung solcher Elemente ist es möglich, die Abmessungen und das Gewicht der Struktur im Vergleich zu einer auf Körperelementen montierten Struktur deutlich (um ein Vielfaches) zu reduzieren. Gemäß SMD-Standards werden Komponenten in mehreren Standardgrößen hergestellt. Für unseren Zweck sind Elemente vom Typ 1206 besser geeignet. Ein Standardelement (Widerstand oder Kondensator) in dieser Bauform hat Außenmaße (im Grundriss) von 3,2 mal 1,6 Millimetern, die Dicke kann bis zu 3 Millimeter erreichen. Bei solchen Abmessungen ist eine manuelle Montage der Struktur noch möglich. Die Verwendung von Elementen kleinerer Standardgrößen in der Amateurpraxis kann aufgrund ihrer zu geringen Größe gewisse Schwierigkeiten bereiten (solche Komponenten werden auf automatischen Linien gelötet). Die Durchführung ist selbstverständlich SMD-Montage Komponenten erfordern entsprechende Ausrüstung – eine beleuchtete Linse, Miniaturwerkzeuge und einen Lötkolben und natürlich – ein Adlerauge und Schmuckhände. Wägen Sie Ihre Fähigkeiten sorgfältig ab! Wenn Sie an Ihren Fähigkeiten zweifeln, ist es besser, nicht mit Teilen mit offenem Rahmen zu arbeiten!

Mehrere Zeichnungen zur Gestaltung von Open-Frame-Bauteilen:

Widerstände

Keramikkondensatoren

Transistoren

Jeder Hersteller hat seine eigene Kennzeichnung von Open-Frame-Komponenten! Auf Kondensatoren sind oft überhaupt keine Markierungen zu finden, und wenn doch, handelt es sich um eine Art „Kauderwelsch“. All dies ist auf die sehr geringe Größe zurückzuführen. Wenn Sie also vorhaben, Strukturen aus Elementen mit offenem Rahmen herzustellen, bewahren Sie jeden Nennwert nach dem Kauf unbedingt separat und in einer signierten Tasche auf!!!

Nachfolgend ein praktisches Beispiel für den Einsatz von SMD-Bauteilen:

Die Abbildung zeigt die Platine eines dreistufigen Verstärkers (Maßstab beliebig). Grundlage ist die berechnete Kaskade mit Emitterstabilisierung, die wir auf einer der Seiten besprochen haben. Wie in der Abbildung zu sehen ist, konnten die Abmessungen der Platine durch den Einsatz von Miniaturteilen auf 13 * 39 Millimeter reduziert werden. Wenn man das Board ein wenig modifiziert, lässt sich die Größe noch weiter reduzieren...

Foto des fertigen Schals (zum Größenvergleich ist daneben ein normales Streichholz zu sehen). Wie Sie sehen, können die Abmessungen der Platine (insbesondere des Multivibrators) noch weiter reduziert werden, aber ich sehe darin keinen Sinn ...

Externe und innere Sicht Designs:

Wir verbinden den Kabeldraht mit den Schrauben und verwenden anstelle der Antenne ein etwa 2 Meter langes Stück MGTF-Draht. Die Außenmaße des Gehäuses betragen 60*38*15 Millimeter. Der Netzschalter ist oben links sichtbar...

Eine weitere Verbesserung dieses Geräts ist die Verwendung eines PIR-Sensors (anstelle eines Kabels) und Solarbatterie um den Akku aufzuladen. Die Solarbatterie kann mit einer Taschenlampe verwendet werden (alles finden Sie auf der gleichen Website!). Durch diese Änderungen werden die Kosten für die Wartung eines solchen Sicherheitssystems minimiert.

Sie können SMD-Komponenten über die Online-Shops Chip-Dip (Moskau) oder Megachip (St. Petersburg) erwerben.

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