ما هو SMT (تكنولوجيا تركيب السطح)

التاريخ

في الأصل كان يسمى تركيب السطح "تركيب مستو". [1]

تم تطوير تقنية سطح التثبيت في الستينيات وأصبحت مستخدمة على نطاق واسع في منتصف الثمانينيات. بحلول أواخر التسعينيات ، كانت الغالبية العظمى من مجموعات الدوائر الإلكترونية المطبوعة عالية التقنية تهيمن عليها أجهزة تثبيت السطح. قامت شركة IBM بالكثير من الأعمال الرائدة في هذه التكنولوجيا . تم تطبيق منهج التصميم الذي أظهرته IBM لأول مرة في عام 1960 على جهاز كمبيوتر صغير الحجم لاحقًا في جهاز الإطلاق الرقمي للكمبيوتر المستخدم في وحدة الأدوات التي توجه جميع سيارات Saturn IB و Saturn V. [2] أعيد تصميم المكونات ميكانيكيًا بحيث تحتوي على علامات معدنية صغيرة أو أغطية نهاية يمكن لحامها مباشرة على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور. أصبحت المكونات أصغر بكثير وأصبح وضع المكونات على جانبي اللوحة أكثر شيوعًا بكثير مع التركيب على السطح من التركيب عبر الفتحات ، مما يسمح بكثافة أعلى بكثير للدوائر ولوحات الدوائر الأصغر ، وبالتالي ، الآلات أو المجموعات الفرعية التي تحتوي على الألواح.

في كثير من الأحيان فقط مفاصل اللحام عقد الأجزاء على لوحة. في حالات نادرة ، قد يتم تأمين الأجزاء الموجودة في أسفل أو الجانب "الثاني" من اللوحة بنقطة لاصقة لمنع المكونات من الانهيار داخل أفران إنحسر إذا كان للجزء حجم أو وزن كبير. [ بحاجة لمصدر ] يُستخدم في بعض الأحيان للاحتفاظ بمكونات SMT على الجانب السفلي من اللوحة إذا تم استخدام عملية لحام موجية لتلحيم مكونات SMT وعبر الفتحات في وقت واحد. بدلاً من ذلك ، يمكن لحام SMT ومكونات ثقب الفتحة على نفس الجانب من اللوح بدون لاصق إذا كانت أجزاء SMT ملحومة على إنحسر لأول مرة ، ثم يتم استخدام قناع لحام انتقائي لمنع اللحام من تثبيت تلك الأجزاء في مكانها من التدفق وإعادة أجزاء تطفو بعيدا خلال موجة لحام. يضفي التركيب السطحي على درجة عالية من الأتمتة ، مما يقلل من تكلفة العمالة ويزيد بشكل كبير من معدلات الإنتاج.

على العكس من ذلك ، لا تضفي SMT نفسها بشكل جيد على التصنيع اليدوي أو التشغيل الآلي المنخفض ، وهو أكثر اقتصادا وأسرع للنماذج الأولية لمرة واحدة والإنتاج على نطاق صغير ، وهذا هو أحد الأسباب وراء استمرار تصنيع العديد من المكونات. يمكن لحام بعض SMDs بمكواة لحام يدوية يتم التحكم فيها بدرجة الحرارة ، لكن لسوء الحظ ، من المستحيل لحام تلك الصغيرة جدًا أو التي لديها درجة عالية من الرصاص يدويًا بدون معدات إنحسر لحام الهواء الساخن باهظة الثمن [ مشكوك فيها - ناقش ]. يمكن أن تكون SMDs من ربع إلى عشر الحجم والوزن ، ونصف إلى ربع تكلفة الأجزاء المكافئة من خلال ثقب ، ولكن من ناحية أخرى ، تكاليف جزء معين من SMT وما يعادله من خلال قد يكون جزء الحفرة مشابهًا تمامًا ، على الرغم من أنه نادراً ما يكون جزء SMT أغلى.

الاختصارات الشائعة

تصف المصطلحات المختلفة المكونات والتقنيات والآلات المستخدمة في التصنيع. يتم سرد هذه المصطلحات في الجدول التالي:

تقنيات التجميع

خط التجميع مع معدات وضع SMT

في الأماكن التي يتم فيها وضع المكونات ، تكون لوحة الدوائر المطبوعة عادةً مسطّحة ، عادةً من الصفيح الفضية أو الفضية أو الذهبية المطلية بالذهب بدون ثقوب ، تسمى منصات اللحام. يتم تطبيق عجينة اللحام ، وهي عبارة عن مزيج لزج من جزيئات اللحام الصغيرة والصغيرة ، لأول مرة على جميع منصات اللحام ذات الاستنلس ستيل أو النيكل باستخدام عملية طباعة الشاشة . يمكن تطبيقها أيضًا من خلال آلية الطباعة النفاثة ، على غرار طابعة نفث الحبر . بعد اللصق ، تنتقل الألواح إلى آلات الالتقاط والمكان ، حيث يتم وضعها على حزام ناقل. عادة ما يتم تسليم المكونات التي يتم وضعها على الألواح إلى خط الإنتاج إما في أشرطة الورق / البلاستيك الجرح على بكرات أو أنابيب بلاستيكية. يتم تسليم بعض الدوائر المتكاملة الكبيرة في صواني خالية من ساكنة. تقوم آلات التقاط المكان والتحكم العددي بإزالة الأجزاء من الأشرطة أو الأنابيب أو الصواني ووضعها على PCB. [3]

ثم يتم نقل الألواح في فرن لحام إنحسر . يدخلون أولاً إلى منطقة ما قبل الحرارة ، حيث ترتفع درجة حرارة اللوحة وجميع المكونات تدريجياً وبشكل موحد. ثم تدخل الألواح في منطقة تكون درجة الحرارة فيها عالية بما يكفي لإذابة جسيمات اللحام في عجينة اللحام ، حيث يؤدي ربط المكون إلى منصات على لوحة الدائرة. يساعد التوتر السطحي للحام المنصهر على الحفاظ على المكونات في مكانها ، وإذا كانت الأشكال الهندسية للحام مصممة بشكل صحيح ، فإن التوتر السطحي يحاذي المكونات على منصاتها تلقائيًا.

هناك عدد من التقنيات لتدفق جندى. واحد هو استخدام مصابيح الأشعة تحت الحمراء . وهذا ما يسمى تدفق الأشعة تحت الحمراء. آخر هو استخدام الحراري الغاز الساخن . هناك تقنية أخرى أصبحت شائعة مرة أخرى وهي سوائل الفلوروكربون الخاصة ذات نقاط الغليان العالية والتي تستخدم طريقة تسمى انحسار طور البخار. بسبب المخاوف البيئية ، كانت هذه الطريقة في غير صالحها حتى تم إصدار تشريع خالي من الرصاص والذي يتطلب ضوابط أكثر صرامة على اللحام. في نهاية عام 2008 ، كان لحام الحمل الحراري أكثر تقنيات إعادة التدوير شعبية باستخدام إما الهواء العادي أو غاز النيتروجين. كل طريقة لها محاسنها ومساوئها. مع تدفق الأشعة تحت الحمراء ، يجب على مصمم اللوحة وضع اللوحة حتى لا تقع المكونات القصيرة في ظلال المكونات الطويلة. يكون موقع المكون أقل تقييدًا إذا كان المصمم يعرف أن إنحسار طور البخار أو لحام الحمل الحراري سيتم استخدامه في الإنتاج. بعد لحام إنحسر ، يمكن تثبيت بعض المكونات غير النظامية أو الحساسة للحرارة ولحامها باليد ، أو في التشغيل الآلي على نطاق واسع ، من خلال شعاع الأشعة تحت الحمراء المركزة (FIB) أو معدات الحمل الحراري الموضعية.

إذا كانت لوحة الدائرة على الوجهين ، فيمكن تكرار عملية الطباعة والتنسيب وإعادة التدفق هذه إما باستخدام معجون اللحام أو الغراء لتثبيت المكونات في مكانها. إذا تم استخدام عملية لحام الموجة ، فيجب أن يتم لصق الأجزاء على اللوحة قبل المعالجة لمنعها من الطفو عند ذوبان معجون اللحام الذي يثبت في مكانه.

بعد اللحام ، يمكن غسل الألواح لإزالة بقايا التدفق وأي كرات اللحام الضالة التي يمكن أن تؤدي إلى اختفاء توصيلات المكونات البعيدة عن كثب. تتم إزالة تدفق الصنوبري مع المذيبات الفلورية ، نقطة وميض عالية   المذيبات الهيدروكربونية ، أو المذيبات المنخفضة الفلاش مثل الليمونين (المشتقة من قشور البرتقال) التي تتطلب دورات شطف أو تجفيف إضافية. تتم إزالة التدفقات القابلة للذوبان في الماء بماء منزوع الأيونات والمنظفات ، تليها انفجار جوي لإزالة الماء المتبقي بسرعة. ومع ذلك ، يتم إجراء معظم التجميعات الإلكترونية باستخدام عملية "غير نظيفة" حيث تم تصميم بقايا التدفق لتكون على لوحة الدوائر ، لأنها تعتبر غير ضارة. هذا يوفر تكلفة التنظيف ، ويسرع عملية التصنيع ، ويقلل من النفايات. ومع ذلك ، يُقترح عمومًا غسل التجميع ، حتى عند استخدام عملية "عدم التنظيف" ، عندما يستخدم التطبيق إشارات ساعة عالية التردد (تتجاوز 1 جيجاهرتز). سبب آخر لإزالة البقايا غير النظيفة هو تحسين التصاق الطلاء المطابق والمواد السفلية. [4] بغض النظر عن التنظيف أو عدم استخدام مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يشير الاتجاه الحالي في الصناعة إلى مراجعة عملية تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور بعناية حيث يتم تطبيق "بلا تنظيف" ، نظرًا لأن بقايا التدفق المحتجزة تحت المكونات والدروع RF قد تؤثر على مقاومة العزل السطحي (SIR) ، خاصة على لوحات عالية الكثافة المكونة. [5]

تتطلب بعض معايير التصنيع ، مثل تلك التي كتبتها IPC - Association Connecting Electronics Industries ، التنظيف بغض النظر عن نوع تدفق اللحام المستخدم لضمان وجود لوحة نظيفة تمامًا. التنظيف السليم يزيل جميع آثار تدفق اللحام ، وكذلك الأوساخ والملوثات الأخرى التي قد تكون غير مرئية للعين المجردة. قد لا تترك عمليات التنظيف غير النظيفة أو عمليات اللحام الأخرى "مخلفات بيضاء" تعتبر ، وفقًا لـ IPC ، مقبولة "شريطة أن تكون هذه المخلفات مؤهلة وموثقة على أنها حميدة". [6] على الرغم من أنه من المتوقع أن تلتزم المتاجر التي تتوافق مع معيار IPC بقواعد الجمعية الخاصة بشرط متن الطائرة ، لا تطبق جميع منشآت التصنيع معيار IPC ، كما أنها ليست مطالبة بذلك. بالإضافة إلى ذلك ، في بعض التطبيقات ، مثل الإلكترونيات المنخفضة ، تكون طرق التصنيع الصارمة هذه مفرطة في المصاريف والوقت المطلوب.

أخيرًا ، يتم فحص الألواح بصريًا بحثًا عن المكونات المفقودة أو غير المتوازنة وسد اللحام. إذا لزم الأمر ، يتم إرسالها إلى محطة إعادة صياغة حيث إصلاح المشغل البشري أي أخطاء. ثم يتم إرسالها عادةً إلى محطات الاختبار (الاختبار داخل الدائرة و / أو الاختبار الوظيفي) للتحقق من أنها تعمل بشكل صحيح. تستخدم أنظمة الفحص البصري الآلي (AOI) بشكل شائع في تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور. لقد أثبتت هذه التقنية فعاليتها العالية في تحسينات العملية وإنجازات الجودة. [7]

مزايا

تتمثل المزايا الرئيسية لـ SMT على تقنية الفتحات الأقدم:

• مكونات أصغر.

• كثافة مكون أعلى بكثير (مكونات لكل وحدة مساحة) والعديد من الوصلات لكل مكون.

• يمكن وضع المكونات على جانبي لوحة الدائرة.

• كثافة أعلى من التوصيلات لأن الثقوب لا تمنع مساحة التوجيه على الطبقات الداخلية ، ولا على الطبقات الخلفية إذا تم تركيب المكونات على جانب واحد فقط من PCB.

• يتم تصحيح الأخطاء الصغيرة في وضع المكون تلقائيًا حيث أن التوتر السطحي للحام المنصهر يسحب المكونات إلى المحاذاة مع منصات اللحام. (من ناحية أخرى ، لا يمكن محاذاة المكونات الخاطئة قليلاً ، لأنه بمجرد أن تكون الخيوط من خلال الفتحات ، يتم محاذاة المكونات تمامًا ولا يمكن تحريكها أفقيًا خارج المحاذاة.)

• أداء ميكانيكي أفضل في ظل ظروف الصدمة والاهتزاز (جزئيًا بسبب انخفاض الكتلة ، وجزئيًا بسبب انخفاض الكابولي)

• انخفاض المقاومة والحث على الاتصال ؛ وبالتالي ، فإن تأثيرات إشارة RF غير المرغوب فيها أقل وأداء تردد عالي أفضل وأكثر قابلية للتنبؤ به.

• أداء أفضل لـ EMC (انخفاض الانبعاثات المشعة) بسبب مساحة حلقة الإشعاع الأصغر (بسبب الحزمة الأصغر) ومحاثة الرصاص الأقل. [8]

• تحتاج إلى حفر ثقوب أقل. (حفر ثنائي الفينيل متعدد الكلور تستغرق وقتا طويلا ومكلفة.)

• انخفاض التكلفة الأولية ووقت الإعداد للانتاج بالجملة ، باستخدام المعدات الآلية.

• أبسط وأسرع التجمع الآلي. بعض آلات التوظيف قادرة على وضع أكثر من 136000 عنصر في الساعة.

• تكلف العديد من أجزاء SMT أقل من الأجزاء المكافئة خلال الفتحة.

• تُفضل حزمة تثبيت السطح عندما تكون حزمة التشكيل الجانبي منخفضة أو تكون المساحة المتاحة لتركيب الحزمة محدودة. كلما أصبحت الأجهزة الإلكترونية أكثر تعقيدًا وتقلصت المساحة المتاحة ، تزداد استصواب حزمة تثبيت السطح. بشكل متزامن ، مع زيادة تعقيد الجهاز ، تزداد الحرارة الناتجة عن التشغيل. إذا لم تتم إزالة الحرارة ، فارتفاع درجة حرارة الجهاز تقصر من عمر التشغيل. لذلك من المرغوب فيه للغاية تطوير حزم تثبيت السطح ذات الموصلية الحرارية العالية . [9]

سلبيات

• SMT غير مناسب للأجزاء الكبيرة ذات الطاقة العالية أو عالية الجهد ، على سبيل المثال في دوائر الطاقة. [ بحاجة لمصدر ] من الشائع الجمع بين SMT والبناء من خلال الفتحة ، مع المحولات وأشباه الموصلات ذات القدرة المغمورة بالحرارة والمكثفات الكبيرة فعليًا ، والصمامات ، والموصلات ، وهلم جرا التي شنت على جانب واحد من الكلور من خلال الثقوب.

• SMT غير مناسب باعتباره طريقة التعلق الوحيدة للمكونات التي تتعرض لضغط ميكانيكي متكرر ، مثل الموصلات المستخدمة للتفاعل مع الأجهزة الخارجية التي يتم توصيلها وفصلها بشكل متكرر. [ بحاجة لمصدر ]

• قد تتضرر وصلات SMDs اللحام من خلال وضع بوتينغ المركبات التي تمر عبر الدراجات الحرارية.

• يعد التجميع اليدوي للنموذج الأولي أو الإصلاح على مستوى المكون أكثر صعوبة ويتطلب مشغلين ماهرين وأدوات أكثر تكلفة ، بسبب الأحجام الصغيرة والتباعد الرصاص في العديد من SMDs. [١٠] قد يكون التعامل مع مكونات SMT الصغيرة أمرًا صعبًا ، حيث يتطلب الأمر ملاقطًا ، على عكس جميع مكونات الفتحة تقريبًا. بينما ستبقى المكونات من خلال الفتحة في مكانها (تحت قوة الجاذبية) بمجرد إدخالها ويمكن تأمينها ميكانيكياً قبل اللحام عن طريق ثني خيوطين على جانب اللحام من اللوحة ، يتم نقل SMDs بسهولة خارج مكانها بلمسة من اللحام حديد. من دون مهارة من الخبراء ، عند اللحام اليدوي أو فك عنصر ، فمن السهل إعادة لحام جندى مكون SMT مجاور وإزاحته عن غير قصد ، وهو أمر يكاد يكون من المستحيل القيام به مع المكونات من خلال ثقب.

• لا يمكن تثبيت العديد من أنواع حزم مكونات SMT في المقابس ، والتي توفر سهولة التركيب أو تبادل المكونات لتعديل الدائرة واستبدال المكونات الفاشلة بسهولة. (تقريبًا كل المكونات من خلال الفتحة يمكن تغطيتها.)

• لا يمكن استخدام SMDs مباشرةً مع الألواح الإضافية (أداة النماذج الأولية السريعة والتشغيلية) ، والتي تتطلب إما PCB مخصص لكل نموذج أولي أو تركيب SMD على حامل برصاص الدبوس. للنماذج الأولية حول مكون SMD معين ، يمكن استخدام لوحة اندلاع أقل تكلفة . بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام protoboards على غرار الشريط ، وبعضها يشمل منصات لمكونات SMD قياسية الحجم. للنماذج الأولية ، يمكن استخدام الألواح الميتة " bug bug ". [11]

• أبعاد مفصل اللحام في SMT سرعان ما تصبح أصغر مع التقدم المحرز نحو تكنولوجيا الملعب فائقة الدقة. تصبح مصداقية مفاصل اللحام مصدر قلق أكثر ، حيث يُسمح بوجود لحام أقل وأقل لكل مفصل. Voiding هو خطأ يرتبط عادةً بمفاصل اللحام ، خاصةً عند إعادة لصق عجينة اللحام في تطبيق SMT. يمكن أن يؤدي وجود فراغات إلى تدهور قوة المفصل ويؤدي في النهاية إلى فشل المفصل. [12] [13]

• تتمتع SMDs ، التي عادة ما تكون أصغر من المكونات المكافئة خلال الفتحة ، بمساحة سطح أقل للتمييز ، وتتطلب رموز معرف الجزء أو قيم المكونات لتكون أكثر تشفيرًا وأصغر ، وتتطلب غالبًا قراءة التكبير ، في حين يمكن أن يكون المكون الأكبر من خلال ثقب قراءة وتحديد بواسطة العين دون مساعدة. هذا عيب في النماذج الأولية أو الإصلاح أو إعادة العمل ، وربما لإعداد الإنتاج.

إعادة العمل

إزالة جهاز تثبيت السطح باستخدام ملاقط اللحام

يمكن إصلاح المكونات المعيبة لتركيب السطح باستخدام مكواة لحام (لبعض الاتصالات) ، أو باستخدام نظام إعادة صياغة غير ملامس. في معظم الحالات ، يكون نظام إعادة العمل هو الخيار الأفضل لأن عمل SMD بمكواة لحام يتطلب مهارة كبيرة وليس دائمًا ممكنًا.

عادةً ما تقوم إعادة التشغيل بتصحيح نوع من الأخطاء ، إما من صنع الإنسان أو الجهاز ، وتتضمن الخطوات التالية:

• تذوب جندى وإزالة المكون (المكونات)

• إزالة جندى المتبقية

• اطبع معجون لحام على PCB ، مباشرة أو عن طريق الاستغناء

• وضع عنصر جديد وانحسر.

في بعض الأحيان تحتاج المئات أو الآلاف من الجزء نفسه إلى الإصلاح. غالبًا ما يتم اكتشاف مثل هذه الأخطاء ، إذا كانت بسبب التجميع ، أثناء العملية. ومع ذلك ، ينشأ مستوى جديد تمامًا من إعادة العمل عندما يتم اكتشاف فشل المكون بعد فوات الأوان ، وربما لا يلاحظه أحد حتى يختبره المستخدم النهائي للجهاز الذي يتم تصنيعه. يمكن أيضًا استخدام إعادة العمل إذا كانت المنتجات ذات القيمة الكافية لتبريرها تتطلب مراجعة أو إعادة هندسة ، وربما لتغيير مكون واحد قائم على البرامج الثابتة. تتطلب إعادة التشغيل بكميات كبيرة عملية مصممة لهذا الغرض.

هناك أساسًا طريقتان للحام / إزالة اللحام غير متصلتين: اللحام بالأشعة تحت الحمراء واللحام بالغاز الساخن [14] .

الأشعة تحت الحمراء

مع اللحام بالأشعة تحت الحمراء ، تنتقل طاقة تسخين مفصل اللحام بالإشعاع الكهرومغناطيسي بالأشعة تحت الحمراء طويل أو قصير الموجة.

مزايا:

• خطوه سهله

• لا الهواء المضغوط المطلوبة

• لا توجد حاجة لفوهات مختلفة للعديد من أشكال وأحجام المكونات ، مما يقلل التكلفة والحاجة إلى تغيير الفتحات

• رد فعل سريع لمصدر الأشعة تحت الحمراء (يعتمد على النظام المستخدم)

سلبيات:

• سيتم تسخين المناطق المركزية أكثر من المناطق الطرفية

• التحكم في درجة الحرارة أقل دقة ، وقد تكون هناك قمم

• يجب حماية المكونات القريبة من الحرارة لمنع التلف ، مما يتطلب وقتًا إضافيًا لكل لوح

• تعتمد درجة حرارة السطح على البياض الخاص بالمكون : سيتم تسخين الأسطح الداكنة أكثر من الأسطح الأخف وزناً

• درجة الحرارة تعتمد بالإضافة إلى ذلك على شكل السطح. سوف يقلل الحمل الحراري للطاقة من درجة حرارة المكون

• لا الجو إنحسر ممكن

الغاز الساخن

أثناء لحام الغاز الساخن ، تنتقل طاقة تسخين مفصل اللحام بواسطة غاز ساخن. هذا يمكن أن يكون الهواء أو غاز خامل ( النيتروجين ).

مزايا:

• محاكاة إنحسر جو الفرن

• تسمح بعض الأنظمة بالتبديل بين الهواء الساخن والنيتروجين

• تسمح الفتحات القياسية والمكونة للمكونات بموثوقية عالية ومعالجة أسرع

• السماح لمحات لحام استنساخه

• كفاءة التدفئة ، يمكن نقل كميات كبيرة من الحرارة

• حتى التدفئة من منطقة المتضررة المجلس

• لن تتجاوز درجة حرارة المكون درجة حرارة الغاز المعدلة

• التبريد السريع بعد التدفق ، مما يؤدي إلى مفاصل لحام صغيرة الحبيبات (يعتمد على النظام المستخدم)

سلبيات:

• ينتج عن السعة الحرارية لمولد الحرارة تفاعل بطيء حيث يمكن تشويه الملامح الحرارية (حسب النظام المستخدم)

حزم

عادةً ما تكون مكونات تركيب الأسطح أصغر من نظيراتها من الخيوط ، وهي مصممة بحيث يتم معالجتها بواسطة الآلات وليس بواسطة البشر. صناعة الإلكترونيات لها أشكال وأحجام موحدة للحزمة (هيئة التقييس الرائدة هي JEDEC ). وتشمل هذه:

عادة ما تحدد الرموز الواردة في الرسم البياني أدناه طول وعرض المكونات بعشر ملليمترات أو مئات من البوصات. على سبيل المثال ، يبلغ المكون المتري 2520 2.5 ملم في 2.0 ملم وهو ما يقارب 0.10 بوصة في 0.08 بوصة (وبالتالي ، فإن الحجم الإمبراطوري هو 1008). تحدث استثناءات للإمبريالية في أصغر أحجام سلبية مستطيلة الشكل. لا تزال الرموز المترية تمثل الأبعاد بالملليمتر ، على الرغم من أن رموز الحجم الإمبراطوري لم تعد محاذاة. مشكلة ، تقوم بعض الشركات المصنعة بتطوير مكونات متري 0201 بأبعاد 0.25 مم × 0.125 مم (0.0098 في × 0.0049 بوصة) ، [15] ولكن يتم استخدام الاسم الإمبراطوري 01005 بالفعل من أجل 0.4 مم × 0.2 مم (0.0157 في × 0.0079 في ) صفقة. هذه الأحجام الصغيرة المتزايدة ، خاصة 0201 و 01005 ، يمكن أن تكون في بعض الأحيان تحديًا من منظور قابلية التصنيع أو الموثوقية. [16]

مثال على أحجام المكونات والرموز المترية والامبريالية والمقارنة

صورة مركبة لشاشة عرض لبطاقة اسم مصفوفة 11x44 LED مصفوفة باستخدام مصابيح SMD من نوع 1608/0603 . أعلى: ما يزيد قليلاً عن نصف الشاشة مقاس 21x86 مم. مركز: عن قرب من المصابيح في الإضاءة المحيطة. أسفل: المصابيح في ضوء أحمر الخاصة بهم.

المكثفات SMD (على اليسار) مع اثنين من المكثفات خلال ثقب (على اليمين)

حزم محطة اثنين

مكونات سلبية مستطيلة

في الغالب المقاومات والمكثفات .

مكثفات التنتالوم [22] [23]

المكثفات الألومنيوم [24] [25] [26]

ديود مخطط صغير (SOD)

وجه كهربائي بدون وجه كهربائي [36] ( MELF )

في الغالب المقاومات والثنائيات . المكونات على شكل برميل ، لا تتطابق الأبعاد مع تلك الخاصة بالمراجع المستطيلة للرموز المتطابقة.

DO-214 [ عدل ]

يشيع استخدامها لمقوم ، شوتكي ، وغيرها من الثنائيات

حزم ثلاثة وأربعة محطات

ترانزستور مخطط صغير (SOT)

• SOT-23 (TO-236-3) (SC-59): 2.9 ملم × 1.3 / 1.75 ملم × 1.3 ملم: ثلاث محطات للترانزستور [38]

• SOT-89 (TO-243) [39] (SC-62): [40] 4.5 ملم × 2.5 ملم × 1.5 ملم الجسم: أربعة أطراف ، يتم توصيل الدبوس الأوسط بلوحة كبيرة لنقل الحرارة [41]

• SOT-143: جسم مدبب 3 مم × 1.4 مم × 1.1 مم: أربعة أطراف: لوح كبير يدل على الطرف 1. [42]

• SOT-223: 6.7 ملم × 3.7 ملم × 1.8 ملم هيكل: أربعة أطراف ، واحدة منها عبارة عن وسادة كبيرة لنقل الحرارة [43]

• SOT-323 (SC-70): 2 مم × 1.25 مم × 0.95 مم: ثلاث محطات [44]

• SOT-416 (SC-75): 1.6 ملم × 0.8 ملم × 0.8 ملم: ثلاث محطات [45]

• SOT-663: 1.6 ملم × 1.6 ملم × 0.55 ملم: ثلاث محطات [46]

• SOT-723: 1.2 ملم × 0.8 ملم × 0.5 ملم: ثلاث محطات: الرصاص المسطح [47]

• SOT-883 (SC-101): 1 مم × 0.6 مم × 0.5 مم: ثلاث محطات: بدون رصاص [48]

أخرى [ عدل ]

• DPAK (TO-252 ، SOT-428): تغليف منفصل. تم تطويره بواسطة موتورولا لإيواء أجهزة تعمل بالطاقة العالية. يأتي بثلاثة إصدارات [49] أو خمسة منافذ [50]

• D2PAK (TO-263 ، SOT-404): أكبر من DPAK ؛ أساسا ما يعادل جبل سطح حزمة TO220 من خلال ثقب. يأتي في إصدارات 3 أو 5 أو 6 أو 7 أو 8 أو 9 طرفية [51]

• D3PAK (TO-268): أكبر من D2PAK [52]

حزم خمسة وستة محطات

ترانزستور مخطط صغير (SOT)

• SOT-23-5 (SOT-25، SC-74A): 2.9 ملم × 1.3 / 1.75 ملم × 1.3 ملم الجسم: خمسة أطراف [53]

• SOT-23-6 (SOT-26، SC-74): 2.9 ملم × 1.3 / 1.75 ملم × 1.3 ملم الجسم: ستة أطراف [54]

• SOT-23-8 (SOT-28): 2.9 ملم × 1.3 / 1.75 ملم × 1.3 ملم: ثمانية محطات [55]

• SOT-353 (SC-88A): هيكل 2 ملم × 1.25 ملم × 0.95 ملم: خمسة أطراف [56]

• SOT-363 (SC-88 ، SC-70-6): 2 مم × 1.25 مم × 0.95 مم: ستة أطراف [57]

• SOT-563: 1.6 ملم × 1.2 ملم × 0.6 ملم: ستة أطراف [58]

• SOT-665: 1.6 ملم × 1.6 ملم × 0.55 ملم: خمس محطات [59]

• SOT-666: 1.6 ملم × 1.6 ملم × 0.55 ملم: ستة أطراف [60]

• SOT-886: 1.5 ملم × 1.05 مم × 0.5 ملم الجسم: ستة أطراف: بدون رصاص

• SOT-886: 1 ملم × 1.45 ملم × 0.5 ملم الجسم: ستة أطراف: بلا رصاص [61]

• SOT-891: 1.05 مم × 1.05 مم × 0.5 مم: خمس محطات: بدون رصاص

• SOT-953: 1 مم × 1 مم × 0.5 مم: خمس محطات

• SOT-963: جسم 1 مم × 1 مم × 0.5 مم: ست محطات

• SOT-1115: 0.9 مم × 1 مم × 0.35 مم: ستة أطراف: بدون رصاص [62]

• SOT-1202: 1 مم × 1 مم × 0.35 مم: ستة أطراف: بدون رصاص [63]

مختلف رقائق مصلحة الارصاد الجوية ، desoldered

حزمة MLP حزمة 28 دبوس ، رأسا على عقب لإظهار جهات الاتصال

حزم مع أكثر من ستة محطات

المزدوج في-خط

• كانت Flatpack واحدة من أوائل الحزم المثبتة على السطح.

• دارة مدمجة صغيرة النطاق (SOIC): ثنائية في الخط ، 8 دبابيس أو أكثر ، شكل رصاص ذو جناح نورس ، تباعد الدبوس 1.27 مم

• حزمة الخطوط العريضة الصغيرة ، J-leaded (SOJ) ، هي نفس الحزمة SOIC باستثناء J-leaded   [64]

• حزمة رفيعة صغيرة (TSOP) ، أرق من SOIC مع تباعد دبوس أصغر من 0.5 مم

• تقليص حزمة الخطوط العريضة الصغيرة (SSOP) ، وتباعد المسامير بمقدار 0.65 مم ، وأحيانًا 0.635 مم أو في بعض الحالات 0.8 مم

• رقيقة يتقلص حزمة الخطوط العريضة الصغيرة (TSSOP).

• حزمة مخطط صغير الحجم رباعي (QSOP) ، مع تباعد دبوس من 0.635 مم

• حزمة مخطط صغير جدًا (VSOP) ، أصغر من QSOP ؛ 0.4 ، 0.5 مم أو 0.65 مم تباعد دبوس

• المزدوج المسطح لا الرصاص (DFN) ، بصمة أصغر من الرصاص المعادل

رباعية في خط

• حامل الرقاقة المصنوعة من البلاستيك (PLCC): مربع ، J- رصاص ، تباعد المسامير 1.27 مم

• الحزمة الرباعية المسطحة ( QFP ): أحجام مختلفة ، مع دبابيس من جميع الجوانب الأربعة

• الحزمة المسطحة الرباعية الأنظار ( LQFP ): ارتفاع 1.4 مم ، متفاوتة الحجم ودبابيس من جميع الجوانب الأربعة

• عبوة بلاستيكية مسطحة رباعي ( PQFP ) ، مربعة مع دبابيس على جميع الجوانب الأربعة ، 44 دبابيس أو أكثر

• حزمة مسطحة من السيراميك الرباعي ( CQFP ): تشبه PQFP

• حزمة مسطحة متري رباعي ( MQFP ): حزمة QFP مع توزيع دبوس متري

• حزمة مسطحة رقيقة رباعي ( TQFP ) ، إصدار أرق من PQFP

• رباعي مسطح بدون رصاص ( QFN ): بصمة أصغر من المكافئ المحتوي على الرصاص

• حامل رقاقة بدون رصاص (LCC): يتم تعليق الاتصالات رأسياً على لحام "الفتيل". شائع في إلكترونيات الطيران بسبب متانته للاهتزاز الميكانيكي.

• حزمة leadframe الصغيرة ( MLP ، MLF ): مع ملامسة 0.5 مم ، لا يؤدي (مثل QFN)

• محرك رباعي رباعي مسطح ( PQFN ): مع منصات مكشوفة للتدفئة

صفائف الشبكة

• صفيف شبكة كرة (BGA): مجموعة مربعة أو مستطيلة من كرات اللحام على سطح واحد ، تباعد الكرات عادةً 1.27 مم (0.050 بوصة)

• مجموعة الشبكة الأرضية (LGA): مجموعة من الأراضي المجردة فقط. على غرار مظهر QFN ، لكن التزاوج يتم بواسطة دبابيس زنبركية داخل مقبس بدلاً من اللحام.

• صفيف شبكة كرة دقيقة ( FBGA )]: مجموعة مربعة أو مستطيلة من كرات اللحام على سطح واحد

• صفيف شبكة كروية رفيعة المستوى ( LFBGA ): مجموعة مربعة أو مستطيلة من كرات اللحام على سطح واحد ، تباعد الكرات عادةً 0.8 مم

• صفيف رفيع من شبكة الكرة اللولبية الدقيقة ( TFBGA ): مجموعة مربعة أو مستطيلة من كرات اللحام على سطح واحد ، وتباعد المسافات بين الكرات عادة 0.5 مم

• صفيف شبكة الأعمدة (CGA): حزمة دائرية تكون فيها نقاط الإدخال والإخراج عبارة عن أسطوانات أو أعمدة لحام ذات درجة حرارة عالية مرتبة في نمط شبكة.

• صفيف شبكة الأعمدة الخزفية (CCGA): حزمة دائرية تكون فيها نقاط الإدخال والإخراج عبارة عن أسطوانات أو أعمدة لحام ذات درجة حرارة عالية مرتبة في نمط شبكة. جسم المكون من السيراميك.

• صفيف شبكة كرات صغيرة (μBGA): تباعد الكرة أقل من 1 مم

• حزمة أقل الرصاص (LLP): حزمة مع توزيع دبوس متري (0.5 مم الملعب).

الأجهزة غير المعبأة

على الرغم من تركيب السطح ، تتطلب هذه الأجهزة عملية محددة للتجميع.

• يتم تزويد Chip-on-board (COB) ، وهي رقاقة السيليكون العارية ، والتي عادة ما تكون دارة متكاملة ، بدون حزمة (عادة ما يكون إطار من الرصاص ممتلئًا بالإيبوكسي ) ويتم توصيله ، غالبًا باستخدام الإبوكسي ، مباشرةً بلوحة دارة. يتم بعد ذلك ربط الرقاقة بالأسلاك وحمايتها من التلف الميكانيكي والتلوث بواسطة "غلوب-توب" إبوكسي .

• Chip-on-flex (COF) ، أحد أشكال COB ، حيث يتم تركيب الرقاقة مباشرة على دارة مرنة .

• رقاقة على الزجاج (COG) ؛ تباين لـ COB ، حيث يتم تثبيت شريحة ، عادةً تحكم شاشة LCD سائل ، مباشرة على الزجاج:.

غالبًا ما تكون هناك اختلافات طفيفة في تفاصيل الحزمة من الشركة المصنعة إلى الشركة المصنعة ، وعلى الرغم من استخدام التعيينات القياسية ، يحتاج المصممون إلى تأكيد الأبعاد عند وضع لوحات الدوائر المطبوعة.

هوية

المقاومات

ل 5 ٪ SMD الدقة يتم تمييز المقاومات عادة بقيم مقاومتها باستخدام ثلاثة أرقام: رقمان مهمان ورقم مضاعف. غالبًا ما تكون هذه حروف بيضاء على خلفية سوداء ، لكن يمكن استخدام خلفيات ملونة أخرى وكتابة حروف.

عادةً ما يكون الطلاء الأسود أو الملون على وجه واحد من الجهاز ، حيث تكون الجوانب والوجه الآخر ببساطة عبارة عن الطبقة السفلية المصنوعة من الخزف الأبيض. عادةً ما يتم وضع السطح المطلي ، مع وجود عنصر مقاوم تحته ، لأعلى عندما يكون الجهاز ملحومًا باللوحة ، على الرغم من أنه يمكن رؤيته في حالات نادرة مركبة على الجانب السفلي غير المصقول ، بحيث يكون رمز قيمة المقاومة غير مرئي.

بالنسبة لمقاومات SMD ذات الدقة البالغة 1٪ ، يتم استخدام الرمز ، حيث إن ثلاثة أرقام لن تنقل معلومات كافية. يتكون هذا الرمز من رقمين وحرف: تشير الأرقام إلى موضع القيمة في تسلسل E96 ، بينما يشير الحرف إلى المضاعف. [65]

أمثلة نموذجية من رموز المقاومة

• 102 = 10 00 = 1،000 Ω = 1 kΩ

• 0R2 = 0.2 Ω

• 684 = 68 0000 = 680،000 Ω = 680 kΩ

• 499X = 499 × 0.1 = 49.9 Ω

هناك أداة على الإنترنت لترجمة الرموز إلى قيم المقاومة. تصنع المقاومات في عدة أنواع ؛ أنواع شائعة يستخدم الركيزة السيراميك. تتوفر قيم المقاومة في العديد من التفاوتات المحددة في جدول قيم EIA لعقد :

• E3 ، 50 ٪ التسامح (لم تعد تستخدم)

• E6 ، 20 ٪ التسامح (نادرا ما تستخدم الآن)

• E12 ، 10 ٪ التسامح

• E24 ، 5 ٪ التسامح

• E48 ، 2 ٪ التسامح

• E96 ، 1 ٪ التسامح

• E192 ، 0.5 ، 0.25 ، 0.1 ٪ وتحمل أكثر إحكاما

المكثفات

غالبًا ما تكون المكثفات غير الكهربية غير محددة ، والطريقة الموثوقة الوحيدة لتحديد قيمتها هي الإزالة من الدائرة والقياس اللاحق باستخدام عداد السعة أو جسر المقاومة. The materials used to fabricate the capacitors, such as nickel tantalate, possess different colours and these can give an approximate idea of the capacitance of the component.[ citation needed ]

• Light grey body colour indicates a capacitance which is generally less than 100 pF.

• Medium grey colour indicates a capacitance anywhere from 10 pF to 10 nF.

• Light brown colour indicates a capacitance in a range from 1 nF to 100 nF.

• Medium brown colour indicates a capacitance in a range from 10 nF to 1 μF.

• Dark brown colour indicates a capacitance from 100 nF to 10 μF.

• Dark grey colour indicates a capacitance in the μF range, generally 0.5 to 50 μF, or the device may be an inductor and the dark grey is the color of the ferrite bead. (An inductor will measure a low resistance to a multimeter on the resistance range whereas a capacitor, out of the circuit, will measure a near infinite resistance.)

Generally physical size is proportional to capacitance and (squared) voltage for the same dielectric. For example, a 100 nF 50 V capacitor may come in the same package as a 10 nF 150 V device.

SMD (non-electrolytic) capacitors, which are usually monolithic ceramic capacitors, exhibit the same body color on all four faces not covered by the end caps.

SMD electrolytic capacitors, usually tantalum capacitors, and film capacitors are marked like resistors, with two significant figures and a multiplier in units of picofarads or pF, (10−12 farad.)

Examples

• 104 = 100 nF = 100,000 pF

• 226 = 22 μF = 22,000,000 pF

The electrolytic capacitors are usually encapsulated in black or beige epoxy resin with flat metal connecting strips bent underneath. Some film or tantalum electrolytic types are unmarked and possess red, orange or blue body colors with complete end caps, not metal strips.

لفائف

Smaller inductance with moderately high current ratings are usually of the ferrite bead type. They are simply a metal conductor looped through a ferrite bead and almost the same as their through-hole versions but possess SMD end caps rather than leads. They appear dark grey and are magnetic, unlike capacitors with a similar dark grey appearance. These ferrite bead type are limited to small values in the nH (nano Henry) range and are often used as power supply rail decouplers or in high frequency parts of a circuit. Larger inductors and transformers may of course be through-hole mounted on the same board.

SMT inductors with larger inductance values often have turns of wire or flat strap around the body or embedded in clear epoxy, allowing the wire or strap to be seen. Sometimes a ferrite core is present also. These higher inductance types are often limited to small current ratings, although some of the flat strap types can handle a few amps.

As with capacitors, component values and identifiers for smaller inductors are not usually marked on the component itself; if not documented or printed on the PCB, measurement, usually removed from the circuit, is the only way of determining them. Larger inductors, especially wire-wound types in larger footprints, usually have the value printed on the top. For example, "330", which equates to a value of 33uH (micro Henry).

Discrete semiconductors

Discrete semiconductors, such as diodes and transistors are often marked with a two- or three-symbol code. The same code marked on different packages or on devices from different manufacturers can translate to different devices.

Many of these codes, used because the devices are too small to be marked with more traditional numbers used on larger packages, correlate to more familiar traditional part numbers when a correlation list is consulted.

GM4PMK in the United Kingdom has prepared a correlation list , and a similar .pdf list is also available, although these lists are not complete.

Integrated circuits

Generally, integrated circuit packages are large enough to be imprinted with the complete part number which includes the manufacturer's specific prefix, or a significant segment of the part number and the manufacturer's name or logo .

Examples of manufacturers' specific prefixes:

• Philips HEF4066 or Motorola MC14066. (a 4066 Quad Analog Switch.)

• Fujitsu Electric FA5502. (a 5502M Boost Architecture Power factor correction controller.)