Układy SMD - obudowy cz. 1.

Ten post będzie zawierał prezentację niektórych obudów układów wraz z przykładowymi modelami tych układów. Elementy zwane SMD Surface Mount Devices, przeznaczone są do montażu powierzchniowego zwanego Surface Mount Technology. 

W tej części przedstawię obudowy diod, kondensatorów, rezystorów oraz tranzystorów jakie występują w opisywanej technologii. 

Obudowy chip

Takie elementy jak rezystory, cewki, kondensatory, bezpieczniki, diody led, termistory. Mają one zawsze kształt prostopadłościanu. Różnica polega na innym rozmiarze poszczególnych jego wielkości.

Definiuje się trzy wymiary L czyli długość, W oznacza szerokość, T natomiast jest to wysokość komponentu. Często jest też podawany wymiar E oraz e, który odpowiada za wielkość elektrod na końcach elementów.

Poniżej przedstawiam wykaz rodzajów obudów wraz z wymiarami:

Rys. 1. Przykładowe wymiary elementu SMD

Oznaczenie calowe	Oznaczenie  metryczne	Wymiar L x W [in]	Wymiar M [mm]	Wymiar L [mm]	Pmax [W]
2512	6332	0,25 x 0,12	6,3	3,15	1,0
2010	5025	0,20 x 0,10	5,0	2,5	0,75
1812	4232	0,18 x 0,12	4,5	3,2	0,5
1210	3225	0,12 x 0,10	3,2	2,5	0,4
1206	3216	0,12 x 0,06	3,2	1,6	0,25
0805	2012	0,08 x 0,05	2,0	1,25	0,125
0603	1608	0,06 x 0,03	1,55	0,85	0,1
0402	1005	0,04 x 0,02	1	0,5	0,0625

Są jeszcze mniejsze obudowy, ale ich montaż ręczny jest dosyć utrudniony.

Obudowy MELF

Kolejny typ dotyczy obudowy walcowe MELF oraz miniMELF (Metal Electrode Leadless Face Componet). Umieszcza się w nich precyzyjne rezystory oraz diody przełączające, Zenera oraz prostownicze. Są to elementy o małej mocy maksymalnie do 1 A. Większe, takie do 3A są umieszczane w innych obudowach, zwykle w DO-24.

Rys. 2. Rezystory w obudowach MELF [www.mayloon.com]

Rys. 3. Diody w obudowach MELF [www.digikey.com]

Kondensatory tantalowe

Osobny rodzaj obudowy przychodzi do kondensatorów tantalowych. Pasek na jej obudowie oznacza elektrodę dodatnią. Odwrotnie niż w przypadku kondensatorów aluminiowych.

Rys. 4. Kondensatory tantalowe

Oznaczenie tych układów składa się z dwóch cyfr określających wymiary komponentu. W ich przypadku wykorzystuje się oznaczenie w mm. Zamiennie układy opisuje się oznaczeniem literowym. Dokładne wymiary oraz oznaczenie przedstawiłem w tabelce poniżej.

Oznaczenie literowe	Oznaczenie metryczne	Wymiar W [mm]	Wymiar L [mm]	Wymiar H [mm]	Wymiar W [in]	Wymiar L [in]
A	3216-18	1,6	3,2	1,6	0,063	0,126
B	3528-21	2,8	3,5	1,9	0,110	0,138
C	6032-28	3,2	6,0	2,6	0,126	0,236
D	7343-31	4,3	7,3	2,9	0,169	0,287
E	7343-43	4,3	7,3	4,1	0,169	0,287
V	7361-38	6,1	7,3	3,4	0,240	0,287

Kondensatory elektrolityczne

Układy tego typu zostały wyposażone w obudowę cylindryczną. Jego wymiary określa się poprzez podanie jej średnicy. Jej wartość jest opisana w mm i wynosi odpowiednio 3, 4, 5, 6,3, 8, 10, 12,5, 16 lub 18. 

Rys. 5. Kondensatory elektrolityczne

Dla przypomnienia w ich przypadku kreska oznacza elektrodę ujemną. Jeśli nie ma paska to należy patrzeć na narożniki podstawy obudowy. Jej ścięte rogi oznaczają elektrodę dodatnią. 

Diody

Oprócz diod w obudowach MELF, diody o większej mocy umieszcza się w obudowie DO-214 lub SOD-123, SOD-323.

Rys. 6. Diody DO-214

W obudowach DO-214 zmianie ulegają litery umieszczone po cyfrze, która pozwalają na określenie wielkości elementu. I tak dostępne są obudowy z końcówką AA, AB, AC, BA. Układy umieszczone w DO-213 mają końcówki AA, AB oraz AC. 

Kolejna wersja układu to wspomniany wcześniej SOD. W ich przypadku elektrody nie są nawinięte pod układ tylko wysunięte. 

Rys. 7. Zestawienie układów w obudowach DO oraz SOD [www.sunrom.com]

Obudowy SOT

Tranzystory zostały umieszczone w obudowach typu SOT. Wyróżnić można warianty z trzema wyprowadzeniami SOT-23, pięcioma SOT-25 czy nawet sześcioma SOT-26. 

Rys. 8. Zestawienie układów w obudowach typu SOT z trzema oraz czterema wyprowadzeniami [www.electrodragon.com]

Obudowa D2PAK (T0-263)

Niektóre stabilizatory, tranzystory bądź inne układy dużej mocy umieszczono w obudowie D2PAK.

Rys. 9. MOSFET w obudowie D2PAK [wikipedia]

Ich zaletą jest duża powierzchnia przylegająca do płytki, która ułatwia transport ciepła.

Co do lutowania opisywanych układów, najpierw należy nałożyć cynę na jedno pole. Po nałożeniu bierzemy komponent najlepiej za pomocą pęsety i należy nasunąć go na pad z nałożoną cyną po wcześniejszym jej nagrzaniu. Na tym etapie należy odpowiednio wypoziomować element na padzie, po czym przylutować drugi koniec. Można je także przylutować za pomocą stacji lutowniczej na ciepłe powietrze oraz pasty lutowniczej. Po nałożeniu jej na pady i przyłożeniu elementu, lutownicą rozgrzewa się pastę, element powinien się sam odpowiednio ułożyć. Ta technika jest bardzo wygodna gdy trzeba przylutować dużą ilość takich komponentów.

Odlutowanie tych elementów można dokonać na dwa sposoby. Pierwszy z nich wykorzystuje stacje na gorące powietrze, rozgrzewa się pady, po czym gdy cyna zrobi się płynna, komponent ściąga się pęsetą z powierzchni. Drugi sposób polega na podlaniu komponentu cyną i naprzemienne nagrzewanie padów. Przy takiej operacji cyna na jednym końcu nie zdąży zastygnąć, gdy na drugim końcu elementu będzie również płynna. Wtedy lutownicą odpychamy komponent z padów po czym je odpowiednio czyścimy i lutujemy nowy.