Перейти к содержанию

Поверхностный монтаж (SMT)

Большинство деталей на современной плате не имеют выводов, проходящих насквозь: корпуса SOT-23, QFN или 0603 стоят на площадках с одной стороны и припаяны к ним. Это поверхностный монтаж — SMT, а сами компоненты называют SMD. Он задаёт свои требования к посадочным местам, пасте и термопрофилю.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Поверхностный монтаж (SMT, surface-mount technology) — способ сборки печатных плат, при котором выводы или контактные площадки компонентов припаивают к площадкам на поверхности платы, без сквозных отверстий. Сами такие компоненты называют SMD (surface-mount device). Противоположность — монтаж в отверстия.

Как паяют

Основной процесс — пайка оплавлением (NXP PCA9685, разд. 17.2; TJA1050):

  1. На площадки наносят паяльную пасту — через трафарет, трафаретной печатью или дозатором.
  2. Автомат ставит компоненты на пасту; QFN и SON со смещением меньше 50 % от центра площадок потом выравниваются сами силами поверхностного натяжения (TI SLUA271, разд. 5.2).
  3. Плату проводят через печь по термопрофилю: подогрев, оплавление при пиковой температуре и охлаждение.

Пиковую температуру ограничивает корпус: по таблицам J-STD-020D, которые приводит NXP, это 235 или 220 °C для оловянно-свинцового припоя и 245–260 °C для бессвинцового, в зависимости от толщины и объёма корпуса (PCA9685, табл. 17–18). Маленькие корпуса в печи нагреваются сильнее больших.

Особенности SMD

  • Влагочувствительность. NXP напоминает, что все SMD-корпуса чувствительны к влаге: при пайке она испаряется и может разорвать корпус. Отсюда уровень MSL и сушка перед пайкой.
  • Посадочное место. Размеры площадок берут из рекомендаций производителя — см. посадочное место; каталог корпусов с размерами — в разделе «Корпуса».
  • Упаковка. SMD поставляют в ленте на катушке для автоматов установки.
  • Пайка волной возможна для SMD, приклеенных к плате, кроме корпусов с шариками, безвыводных с площадками под корпусом и выводов с шагом меньше примерно 0,6 мм (PCA9685, разд. 17.2) — см. пайку волной.

Не путать

Код на корпусе SMD-компонента — с типономером: это сокращённый код маркировки, который расшифровывают по таблицам производителя.

Частые вопросы

Чем SMD отличается от SMT?

SMD (surface-mount device) — сам компонент для поверхностного монтажа, SMT (surface-mount technology) — технология его установки и пайки. В разговоре их часто используют как синонимы: «SMD-резистор», «линия SMT».

Можно ли паять SMD волной?

Часть — можно: NXP допускает волну для SMD, приклеенных к плате, — и с выводами, и безвыводных; исключение — корпуса с шариками, безвыводные корпуса с площадками под корпусом (как QFN) и выводы с шагом меньше примерно 0,6 мм из-за перемычек (PCA9685, разд. 17.2). Для мелкого шага рекомендуется пайка оплавлением.

Почему QFN «сам встаёт» на место при пайке?

Жидкий припой стягивает корпус к центру площадок силами поверхностного натяжения. TI пишет, что QFN и SON, смещённые меньше чем на 50 % от центра площадок, выравниваются при оплавлении сами, а смещённые сильнее надо снять до пайки (SLUA271, разд. 5.2).

Источники

  1. NXP. PCA9685 16-channel, 12-bit PWM Fm+ I2C-bus LED controller, product data sheet Rev. 4 (16 April 2015), section 17 «Soldering of SMD packages» — 17.1–17.4: пайка волной подходит для выводных компонентов и приклеенных к плате SMD — с выводами и безвыводных; нельзя — корпуса с шариками, безвыводные с площадками под корпусом и выводы с шагом меньше ~0,6 мм; оплавление — паста, установка, термопрофиль; пиковая температура корпуса по J-STD-020D, табл. 17–18: 235/220 °C для SnPb и 245–260 °C для бессвинцовой пайки в зависимости от толщины и объёма; мелкие корпуса нагреваются сильнее
  2. Philips Semiconductors. TJA1050 High speed CAN transceiver, product specification (2003 Oct 22), section «Soldering» — нет метода пайки, идеального для всех SMD; для мелкого шага рекомендуется оплавление; паста — взвесь частиц припоя, флюса и связующего, наносится трафаретной печатью, через трафарет или дозатором; все SMD-корпуса чувствительны к влаге (эффект попкорна)
  3. Texas Instruments. QFN and SON PCB Attachment (SLUA271C, revised December 2023) — разд. 5.2: QFN и SON, смещённые меньше чем на 50 % от центра площадок, сами выравниваются при оплавлении силами поверхностного натяжения; смещённые больше — снять до пайки

Нашли ошибку?

Смотрите также