Dimensionierung von SMD-Komponenten für Bastler-Kits

Weitere Komponenten sind nur in SMD-Gehäusen erhältlich. Für die Bastlermontage besteht die Möglichkeit, Breakout-Boards zu kaufen oder SMD zu löten.

Da Komponenten normalerweise in ein paar SMD-Pakettypen verpackt sind, versuche ich, eine Reihe von Richtlinien für die Auswahl von Paketen zusammenzustellen, die mit Bastlerfähigkeiten und -werkzeugen kompatibel sind. Ich würde Hobby-Werkzeuge für die SMD-Montage als - Lötkolben im Bereich von 50 bis 100 US-Dollar (neu), zur Vergrößerung ein Visier für 40 US-Dollar (wie das B & L) und eine Pinzette betrachten.

Für die Bausätze, die ich jetzt herstelle, verwende ich die folgenden Richtlinien:

  • Passive 0805 oder größer
  • Min. Anschlussabstand für SOIC oder QFP – 0,5 mm
  • Kein QFN, LGA oder BGA
  • Bevorzugtes Paket für Gates, BJT, FET --- SOT23
  • Dioden SOD123 (oder größer)

Ich interessiere mich für Empfehlungen zur Komponentenauswahl, Mindestwerkzeuganforderungen und Montagefragen. Spezifische Werkzeugänderungen (z. B. Lötspitzengröße), die es Ihnen ermöglichen, SMD-Bestückung mit Ihren vorhandenen Werkzeugen durchzuführen, wären ebenfalls nützlich.

Danke.

Typischerweise sind Unterschriften nicht erlaubt - Ihre Benutzerseite ist ein besser geeigneter Ort für solche Dinge.
Von der Notwendigkeit, den Auszubildenden beim Einstieg zu helfen, würde ich sagen, dass mit ein wenig Übung und guter Technik alles bis zu einem Stiftabstand von 0,5 mm gemeistert werden kann. Mein Hauptkommentar zu dem, womit die Leute zu kämpfen haben, sind große Teile, bei denen ein oder zwei Stifte an ein Flugzeug gebunden sind, das viel Wärme abgeben kann.

Antworten (9)

0603 ist nicht zu schlecht, um von Hand zu löten (ich werde jedoch nicht 0402 oder kleiner machen).

SOT23 ist wahrscheinlich eine gute Richtlinie (auch für Dioden, nicht nur für Transistoren); Es gibt einige SOT323s, die kleiner sind und ein Problem darstellen.

Ich würde bestimmte SOT23-6-Teile vermeiden, da es sehr schwierig sein kann, festzustellen, in welche Richtung das Paket gehen soll. (Bei einigen Dual-MOSFET-Gehäusen spielt es keine Rolle.) Wir hatten eines, bei dem an einer Kante eine leichte Abschrägung war. Grrr.

Ich würde SOD123 wegen der Rückwärtsnatur auch vermeiden, wenn möglich. SMA/SMB/SMC sind nicht so ein Problem.

Und meiden Sie diese zylindrischen Dioden (LL-34 / MELF) wie die Pest! Sie werden vom Brett rollen.

Gute Kommentare. Danke. SOT23-5 ist einer meiner Favoriten. Der Stiftabstand ist groß und Sie können ihn nicht umkehren. Viele Teile sind in SOT23 verfügbar. Für Leistungsdioden gehe ich mit SMB oder SMC. Für die Signaldioden habe ich SOD123 verwendet (anstelle des viel kleineren SOD323). Ich vermeide auch die zylindrischen Verpackungen, hatte aber keine Probleme mit einem Neigungssensor, den ich verwenden musste.
0603 ist für mich ein Problem, da ich selbst mit teurem Equipment (Weller Lötstation für SMD usw.) etwas zu instabil bin. Das Problem, das ich habe, ist, dass meine Hand einfach zu instabil ist. Obwohl ich für Ihren Beitrag gestimmt habe und ich glaube, dass Ihre Antworten ziemlich gut sind, würde ich versuchen, auf der sicheren Seite zu bleiben, wenn Sie einen Bausatz herstellen (für Leute wie mich).
MELF = Am Ende liegen die meisten auf dem Boden.
Komponenten der Größe 0603 brauchen wirklich einen Lötkolben mit einer Spitze von etwa 1/64 Zoll, nicht die 1/32 Zoll, die die meisten haben. Die leicht hakenförmigen Spitzen sind wirklich schön, da Sie die Spitze für kleine Teile und die Seite des Hakens für größere Sachen verwenden können (7343 Kappen).
Auch wenn ich zustimme, dass 0402 zu schmerzhaft ist, ist 0204 tatsächlich weniger schmerzhaft, weil sich die Elektrode an der langen Kante befindet. Trotzdem braucht man eine Pinzette und eine ruhige Hand.
@Mike DeSimone - Huh. Ich mache fast alle meine SMT-Lötungen jeder Größe mit einer großen 1/8-Zoll-Meißelspitze. Ich finde, eine spitze Spitze ist für SMT eigentlich schlechter.
Haben Sie beim Löten ein Mikroskop verwendet?

Ich würde die Verwendung eines SMD-Überarbeitungswerkzeugs für kleine Projekte und einen Reflow-Ofen (Sie können einen aus einem Toasterofen herstellen) für größere Platinen empfehlen.

Reflow ist sinnvoll, weil man viel weniger Probleme mit Lötbrücken hat und es tatsächlich schwieriger ist, Bauteile zu zerstören. Komponenten neigen dazu, sich selbst in Position zu ziehen, sodass die Platzierung kleinerer Komponenten weniger kritisch wird (als beim Löten von Hand). 0805 und 0603 sind ein Kinderspiel.

Für Reflow ist es sinnvoll, wenn Sie ein Werkzeug haben, mit dem Sie genaue Lotmengen auftragen können. Mit einer Spritze von Hand und wirklich eine schlechte Idee. Je kleiner das Bauteil, desto kritischer ist dies.

Soweit meine Fähigkeiten, um einen Punkt Daten hinzuzufügen. Mit einem 40-Dollar-Lötkolben und viel Flussmittel (ich habe einen "Stift" mit der flüssigen Sorte darin) und dem gelegentlichen Entlötgeflecht.

Einfach: 0805 passive ICs mit 0,7 mm Rastermaß

Machbar, wenn man vorsichtig ist, hat aber ein paar ruiniert: 0603, ICs mit 0,5 mm Rastermaß

Ich habe noch keine kleineren als diese ausprobiert, ich denke, das ist ungefähr meine Grenze.

über Pakete
Was Sie wollen und was nicht, ist sehr persönlich und ich kann nicht viel dazu sagen. Aber nur ein Gedanke. Mit der Zeit werden Sie selbstbewusster und finden vielleicht ein paar gute Tricks, um mit Paketen zu arbeiten, die Sie immer für unmöglich gehalten haben. Ausrüstung wie ein Reflow-Ofen eröffnet auch Möglichkeiten, wie für "untere Gehäuse" (QFN, DFN und vielleicht sogar BGA). Das ist auch gut so, denn die Hersteller scheren sich nicht um uns Heimwerker und der Markt will immer kleinere Verpackungen, ohne Leads.

Ich habe Folgendes in Kommentaren zu einer anderen Antwort gepostet, aber ich denke, es könnte interessant genug sein, um eine Antwort zu sein.

Pinzette
Die falsche Pinzette kann sehr frustrierend sein. Abgerundete Spitzen sind definitiv out. Eine gute Pinzette sollte sich öffnen und schließen (*) und keinerlei Bewegung in senkrechter Richtung zulassen. Ich benutze die Erem 102ACA Pinzette und sie lässt mich nie im Stich.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Spitzenform macht das Arbeiten mit 0402s machbar. Die Spitzen sind auch sehr dünn, sodass Sie Komponenten sehr dicht aneinander platzieren können.

Aufbewahrung von Komponenten
Sie können Ihre SMD-MLCC-Kondensatoren (nicht markiert!) in unterteilten Kisten aufbewahren, aber das Gesetz zur Erhaltung des Elends besagt, dass Sie das Teil, das Sie gerade ausgewählt haben, versehentlich in eines der anderen Fächer fallen lassen. Unmarkierter MLCC, toll!
Diese Licefa-Boxen sind eine Lösung.

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Sie enthalten 60 Fläschchen (es gibt auch eine Schachtel mit 130), die 1 cm x 1 cm x 2 cm hoch sind. Wenn Sie ein Teil benötigen, können Sie das Fläschchen herausnehmen, damit verschiedene Teile nicht verwechselt werden. Eine Phiole kann Dutzende Passive enthalten. Ich finde sie nützlich für Pakete bis SOT-23.
Ein kleiner Punkt ist, dass sie nicht antistatisch sind.


(*) Ja, offensichtlich. Ich weiß nicht mehr, was ich gerade über das Öffnen oder Schließen schreiben wollte, als ich das gepostet habe ;-)

Wenn der Leiterplattenbereich kein Problem ist, würde ich 1206 bevorzugen, aber 0805 ist machbar. Ich mag keine kleineren Größen, sie sind mit meiner Pinzette schwer zu greifen und zu halten. 1206-Widerstände haben einen Wert oben aufgedruckt, haben 0805-Widerstände einen Wert?

Ja, 0805-Widerstände haben Markierungen, ebenso 0603-Widerstände. Keramikkondensatoren (MLCC) nicht.
Schade, Kappen nicht. Das macht es zu einem PITA, ein SMD-Kit mit (mehr als einem Wert) Kondensatoren zusammenzubauen. Ich werde eine dieser Pinzetten kaufen, wenn ich sie bei Mouser finden kann. Aber mein Problem ist nicht das Löten, sondern das Aufnehmen des Bauteils, das sich dann von den Pinzettenstiften löst.
Ich kippe die Komponenten auf die Platine und schiebe sie herum, anstatt zu versuchen, sie mit der Pinzette anzuheben.

SOD323-Dioden sind manchmal machbar. Sie sind gut für die Token-Dioden, die Sie manchmal brauchen, wie 1N4148.

DFN, QFN, Power-Pad SOP und LGA (und vielleicht BGA) können mit einem Trick gemacht werden, den mir ein Freund von mir gezeigt hat, solange sich alle Teile auf einer Seite der Platine befinden.

  1. Verzinnen Sie alle Pads, die sich unter den Komponenten befinden.
  2. Legen Sie das Brett in eine Pfanne.
  3. Fluten Sie die Fußabdrücke mit Flussmittel.
  4. Legen Sie die Komponenten auf die Pads und richten Sie sie sorgfältig aus.
  5. Erhitzen Sie die Pfanne auf etwa 400 F (Rückflusstemperatur). Vielleicht möchten Sie sich ein Oberflächenthermometer besorgen, um den Überblick zu behalten.
  6. Wenn das Lötmittel zurückfließt, stellen Sie schnell sicher, dass alle Teile dort ausgerichtet sind, wo sie sein müssen. Wenn etwas nicht stimmt, richten Sie das Teil schnell neu aus oder entfernen Sie es. (Mein Freund hat mir nicht gesagt, wo ich ein entferntes Teil hinstellen soll. >_<)
  7. Entfernen Sie die Baugruppe aus der Pfanne und schalten Sie die Hitze ab.
  8. Montieren Sie die restlichen Teile wie gewohnt mit einem Lötkolben.

Es gibt wahrscheinlich ein paar Dinge, die besser gemacht werden können, aber das ist der grundlegende Plan. Er verwendete dies mit einer ITT-„Capstone“-Klasse (im Grunde ein Senior Lab), die er unterrichtete, da die erforderlichen Motorsteuerungen und Schaltwandlerchips nur in DFN verfügbar waren.

Eine weitere Sache, die man bei DFN- und QFN-Teilen beachten sollte, ist, dass sie vereinzelt (aus dem Leadframe und der Form geschnitten) werden, nachdem die Leads plattiert wurden. Das bedeutet, dass die Enden der Anschlussdrähte, wenn sie an den Seiten des Gehäuses freigelegt sind, oxidiert sein können, Kupfer freilegen und möglicherweise kein Lötmittel aufschmelzen (dh eine Ausrundung bilden). Das ist vollkommen normal; Es wird erwartet, dass nur die Unterseite mit dem Lot benetzt wird.

Passive 0805 oder größer

IMO Weniger wichtig als die Größe des Pakets ist der Platz um es herum. Wenn ich die Wahl hätte, hätte ich lieber ein 0603 mit viel Platz drumherum als 0805-Teile, die aneinandergepfercht sind.

Ich würde auch eine großzügige Pad-Größe vorschlagen. Es ist viel einfacher, von Hand zu löten, wenn das Pad über das Ende des Bauteils hinausgeht.

Min. Anschlussabstand für SOIC oder QFP – 0,5 mm

Dies ist meiner Meinung nach an dem Punkt angelangt, an dem es zu klein ist, um Pin für Pin vernünftig zu löten. Blob-Draging- oder Flood-and-Docht-Techniken können funktionieren, erfordern aber einiges an Übung.

Manchmal haben Sie vielleicht keine andere Wahl, aber wenn ein größerer Stellplatz verfügbar ist, würde ich vorschlagen, ihn zu wählen.

Ich würde auch vorschlagen, die Pads zu verlängern, damit sie weiter über den Chip hinausragen als kommerzielle Pads. Dadurch werden die Pads robuster und es ist einfacher, Pad und Bein gleichzeitig mit einem Bügeleisen zu erwärmen.

Ich würde empfehlen, ein Heißluftgerät zu haben (ich habe ein billiges Gasgerät), wenn Sie zB größere Komponenten entlöten müssen. Sie können eine große Komponente oder Fläche erwärmen, ohne sie ziemlich leicht zu berühren. Auf der anderen Seite gibt es immer etwas mehr Aufwand/Risiko, um zu vermeiden, dass benachbarte Sachen verbrannt werden.

Es ist eine großartige Möglichkeit, alle Teile auf der Platine (z. B. Anschlüsse) zu finden, die nicht aus Hochtemperaturkunststoff bestehen. Wir hatten dieses Problem vor Jahren mit einigen ummantelten Header-Steckverbindern von Harwin. Manchmal fielen eine ganze Seite oder zwei der Verkleidung einfach ab. Das war ärgerlich, weil die Ummantelung die Schlüsselfunktionen hatte ...

Das wichtigste Element ist für mich das Lötwerkzeug. Ein Bügeleisen mit guter Kontrolle über die Temperatur und eine gute Auswahl an Spitzen ist unerlässlich. Wenn möglich, stellen Sie sicher, dass das Bügeleisen eine Miniwellen-Spitzenoption hat.

Mit einem guten Bügeleisen, einer guten Pinzette und einer Lupe konnte ich problemlos 0603-Komponenten, SOT23, Fine Pitch (bis zu 0,5 mm Pitch) bearbeiten.

Lötdochte unterschiedlicher Breite sollten ebenfalls enthalten sein.

Ich habe @Steve einen billigen Reflow-Ofen empfohlen. Es spart verdammt viel Zeit.