KWDI. Wykład 6/2016. Literatura do zagadnień montażu: J. Felba, Montaż w elektronice, Wrocław, O/W PWr, 2010

Transkrypt

1 KWDI Wykład 6/2016 Literatura do zagadnień montażu: J. Felba, Montaż w elektronice, Wrocław, O/W PWr, 2010

2 Ścieżki Ścieżki można podzielić na -Sygnałowe mogą być wąskie, nawet kilka mils (np. 8 mils), bo one nie przewodzą dużych prądów -Zasilania muszą być odpowiednio szerokie, np. >30 mils -Masy muszą być szerokie i prowadzone w odpowiedni sposób, np. tworzyć system masy gwiazdowej -Ścieżki specjalne: ekranujące, linie długie paskowe, ścieżki opóźniające, indukcyjności lub pojemności, pady cieplne (rodzaj miniradiatorów). 2

3 Specjalne funkcje ścieżek Jeśli długości ścieżek są porównywalnych z długością fali to mogą tworzyć się linie przesyłowe o określonych parametrach. Niektóre struktury są dość często wykorzystywane w praktyce inżynierskiej, np.: linia długa, kontrolowana impedancja falowa indukcyjność spiralna małe wartości L) (raczej linia opóźniająca ( meander ) wprowadza kontrolowane opóźnienie w torze sygnałów 3

4 Montaż elementów na płytce 1.Lutowane połączenia elektryczne są podstawowym sposobem mocowania elementów elektronicznych na płytce obwodu drukowanego. 2.Obecnie stosowane metody lutowania - klasyczne lutowanie ręczne za pomocą lutownic (zwłaszcza płytki z elementami THD) - lutowanie gorącym powietrzem lub promiennikiem podczerwieni - ciepło przechodzi przez układ scalony (przygotowanie PCB, właściwy profil grzania i studzenia elementów, tj. zmiana temperatury w czasie).musi być stosowane w przypadku elementów SMD o gęstych wyprowadzeniach, też w montażu automatycznym. 3. Temperatury potrzebne do stopienia lutowia są rzędu C (stopy Sn + nieco (<3%): Ag, Cu, Sb) 4

5 Montaż elementów na płytce - ograniczenia mechaniczne Elementy należy tak montować, aby występujące siły fizyczne działające na element nie powodowały oderwania punktów lutowniczych od podłoża i w efekcie przerwania połączenia. Niektóre elementy wymagają dodatkowego wzmocnienia mocowania. Są to elementy, które: charakteryzują się dużą masą i rozmiarami (radiatory), są podawane działaniu zewnętrznych sił fizycznych, np.: złącza, przyciski, przełączniki, pokrętła itp. 5

6 Montaż elementów na płytce zalecane jest montowanie elementów bez luzu pomiędzy płytką a elementem. duże rezystory, kondensatory, tranzystory należy montować na krótkich przewodach lub na specjalnych odstępnikach, wszystkie elementy przed lutowaniem należy docisnąć do podłoża- rysunek poniżej ilustruje nieprawidłowy montaż (element jest słabo umocowany). 6

7 Montaż elementów na płytce - mocowanie Na płytce należy zarezerwować niezbędne powierzchnie służące do umieszczenia punktów mocowania. Liczba i rozmieszczeniu punktów mocowania płytki zależy od: rozmiarów płytki, rozmieszczenia elementów o dużej masie, rozmiarach, złącz, rozmieszczenia przycisków i przełączników przewidywanych warunków pracy tzn.: drgań mechanicznych, udarów mechanicznych 7

8 Montaż elementów na płytce - elementy scalone Na płytce rozmieszcza się pewną liczbę elektronicznych elementów scalonych przystosowanych do montażu THT albo SMT. Istnieje duża różnorodność obudów tych elementów, ale podlegają one ustalonym standardom. Producenci w materiałach firmowych dostarczają wyczerpujące informacje na temat obudowy elementu, rozkładu jego punktów lutowniczych oraz sposobu lutowania. 8

9 Przykłady różnych obudów układów scalonych płytka PCB z przygotowaną siecią połączeń jest niezbędna

10 Obudowy elementów SMD - przykład Przykład obudowy elementu SMD obudowa SOP 0,05 (Small Outline Package) 10

11 Obudowy elementów SMD Przykład obudowy elementu SMD obudowa SOIC 0,65mm 11

12 Obudowy elementów SMD Obudowa typu PQFP (Plastic Quad Flat Pack)

13 Kierunki rozwojowe w zakresie obudów SMD układów scalonych zwiększanie liczby wyprowadzeń: obudowy bezszpilkowe (np. obudowy typu BGA do procesorów, liczba wyprowadzeń ) mała wysokość (< 2mm), np. niskie obudowy TQFP (liczba wyprowadzeń na bokach prostokąta ), odstępy między wyprowadzeniami do 0,4 mm obudowy z wyprowadzeniami bezpośrednio ze struktury półprzewodnikowej (QFN Quad Flat No Leads), np. kwadrat 3 x 3mm, do 20 wyprowadzeń. 13

14 Obudowy elementów R i C, L typu SMD Elementy bierne SMD (też diody LED) są wykonywane w kształcie prostopadłościanu z wyprowadzeniami na mniejszych bokach. Ich wysokości (z) są zwykle < 1 mm. Standardowe wymiary (x*y) elementów SMD (R, L, C) w mierze calowej są kodowane za pomocą symboli od 0201 do Kody te, zalecane przez Electronic Industries Alliance (EIA), odnoszą się do setnych części cala, np.: 0201 = =20mils x 10mils (nawet jeśli producenci podają wymiary w mm). Często używa się elementów SMD wielkości , gdyż mogą być lutowane ręcznie i mają czytelne oznaczenia. Mniejsze elementy są przeznaczone do montażu automatycznego. Dla rezystorów, większy rozmiar oznacza większą dopuszczalną moc rozpraszaną (np ,125W). Spotykane są również obudowy SMD o kształcie walcowym (MELF) np. stosowane do diod. Pojedyncze tranzystory SMD mają budowy trójkońcówkowe typu SOT23 i podobne. 14

15 Obudowy SOT2xx tranzystory i diody (elementy dyskretne), proste układy scalone. Gabaryty SOT23: 3,0 *2,5 mm Obudowa SOT23 Obudowa SOT223

16 Obudowy elementów dyskretnych - elementy półprzewodnikowe Rozstaw wyprowadzeń najczęściej 100 mils lub 50 mils

17 Obudowy elementów scalonych THD A) B) A) Szkic standardowej obudowy Dual In Line z rozstawem wyprowadzeń 2,54 mm (100 mils, najstarszy standard obudowy, 8, 14,16, 20, 24, 28 itp. wyprowadzeń) B) Porównanie obudowy typu DIL i SMD tego samego typu układu 17

18 Elementy THD dyskretne Przykład: Kondensatory do montażu przewlekanego charakteryzują się długimi końcówkami, które są obcinane po przylutowaniu do pola lutowniczego. 18

19 Montaż elementów THD Fragment zasilacza wykorzystujący układ scalony trójkońcówkowy stabilizator napięcia. Cecha charakterystyczna końcówki elementów przechodzą przez otwory w PCB a długość wyprowadzeń może być dobierana do potrzeb. 19