Конструирование функциональных узлов

С поверхностным монтажом

 

Поверхностный монтаж (ПМ) как конструктивно-технологическое направление миниатюризации электронной аппаратуры позволяет уменьшить габариты конструкции, снизить расход материалов, а малая масса компонентов уменьшает их восприимчивость к воздействиям вибрации, что особенно важно для надежной работы аппаратуры. Уменьшение длины выводов и соответствующее снижение паразитных индуктивностей, емкостей и сопротивлений приводят к улучшению электрических параметров и увеличению надежности приборов [ 27,30,49].

Для ПМ в настоящее время серийно выпускаются следующие компоненты:

- резисторы, конденсаторы в чип-корпусе;

- резисторы в цилиндрическом корпусе (МЭЛФ-корпусе);

- транзисторы в SOT-корпусе;

- микросхемы в корпусах подтипов 43, 44, 45, типов 5 и 6 по

ГОСТ 17467-88.

Уменьшение размеров корпусов компонентов, безвыводные конструкции, уменьшенный шаг выводов (1,25; 1,0; 0,625 мм) естественно вызвало изменение размеров и формы элементов проводящего рисунка. Для ПМ все размеры элементов монтажного рисунка устанавливаются не ниже 4-го класса по ГОСТ 23751 (см. табл. 4.22).

 

Таблица 4.22

Номинальные значения для элементов проводящего рисунка при поверхностном монтаже

 

Параметр	Номинальные значения для класса точности
Наименьшее номинальное значение ширины проводников (t), мм	0,15	0,10
Наименьшее номинальное значение расстояния между элементами проводящего рисунка (S), мм	0,15	0,10
Допуски на размеры и расположение элементов рисунка (d t), мм	+ 0,03	+ 0,01

Форма и расположение контактных площадок под ПМИЭТ в безвыводных корпусах прямоугольной формы (ЧИП-корпусах) с двумя точками присоединения приведены на рис. 4.28,а. На рис. 4.28,б показаны параметры установки ЧИП-корпусов на контактные площадки. В таких корпусах выпускаются керамические многослойные конденсаторы (см. табл. 4.23 и рис. 4.28, в) и оксидно-полупроводниковые конденсаторы с более высокими значениями номиналов (табл. 4.24, 4.25, рис. 4.28, г).

 

Таблица 4.23

Параметры конденсаторов серии К10

 

Серия	Назначение	Группы	Uн, В	Сн,	Габариты	, мм
		ТКЕ		пФ-мкФ	LxB	H
К10-17	Многослойные керамические конденсаторы общего применения	М47, Н50,Н90	40;50	22-1,5	(1,5х1)-(8х6)	1-1,8
К10-50	МПО, Н50,Н90	16;25	22-3,3	(1,5х1)-(5,5х4)	1,2-2
К10-60	МПО,Н59,Н90	10;16	680-4,7	(1,5х1)-(5,5х4)	1,4-1,6
К10-69	МПО,Н30,Н90	25;50	1,0-3,3	(2х1,25)-(5,7х5)	1,2-2
К10-43	Прецизионные	МПО		21,5-0,0442	(4х2,5)-(1,2х10)	2,4
К10-68	МПО	25;50	21,5-0,0442	(4х2,5)-(5,5х4)	2,4
К10-47	Для вторичных источников питания	МПО,Н30,Н90	16-500	10-15	(4х2,5)-(12х10)	2,5-4
К10-67	МПО,Н30,Н90	16-500	10-47	(4х2,5)-((24х16)	2,5-6

 

Таблица 4.24

Параметры конденсаторов серии К53 (рис. 4.28, г)

 

Марка конденсатора	Номинальная емкость, мкФ	Габаритные размеры, мм
Длина	Ширина	Высота
К53-15	0,1-4,7	2,5-10	4-8
К53-22	0,1-3,3	2,4-5,6	2-4	1,0-1,5
К53-36	0,2-6,8	2,5-5,0	4,2-4,5	2-2,5

 

 

Таблица 4.25

Параметры конденсаторов К73-31 (рис. 4.28, г)

 

Номинальная	Размеры, мм	Масса, г
емкость	L x B x H	B1
1000; 1500; 2200; 3300		6,8; 4;
4700; 6800 пФ	7,1 х 6,3 х 3,2	2,5	1,0
0,01; 0,15; 0,022;
0,33 мкФ
0,047 мкФ	7,1 х 6,3 х 4	6,8; 4; 3,3	1,1
0,068 мкФ	7,1 х 6,3 х 5	6,8; 4; 3,3	1,4
0,1 мкФ	10 х 8 х 32	9,7; 5; 2,5	1,5
0,15 мкФ	10 х 8 х 4	9,7; 5; 3,3	1,6
0,22 мкФ	10 х 8 х 5	9,7; 5; 4,3	1,9
Uном =100 В

 

Расчет размеров и производится по формулам, приведенным в

подразделе 4.6.4.

Безвыводные тонкопленочные конденсаторы К26-5 представлены на рис. 4.29.

На рис. 4.29,а показан корпус конденсатора К26-5, устанавливаемый приклеиванием за нижнюю поверхность. Другой вариант корпуса этого конденсатора приведенный на рис. 4.29,б, устанавливается на припойную пасту шариковыми выводами. Параметры тонкопленочного К26-5 приведены в табл. 4.26.

Таблица 4.26

 

Параметры конденсаторов К26-5 (рис. 4.29)

 

Размеры L; B;;	Номинальная емкость, пФ	Номинальное напряжение, В
0,9; 0,5; 0,2; 0,3	390; 470	6,3
150; 270; 330
100; 120; 180; 220
1,2; 0,8; 0,2; 0,3	1200; 1500	6,3
820; 1000
560; 680
2; 1,4; 0,3; 0,4	3900; 4700	6,3
2700; 3300
1800; 2200

 

Керамические высоковольтные конденсаторы серии К15 рассчитаны на 1,6 - 4 кВ. Например, корпус конденсатора К15-32 (470 пФ, 3 кВ) имеет габариты L = 4,5 мм, В = 3,2 мм, Нмакс = 1,4 мм. Корпуса К15-20 (150пФ - 0,068 мкФ, 1,6 - 4,0 кВ) имеют размеры (5,5 х 4,0 х 2,0) - (12,0 х 10,0 х 4,0) мм.

Резисторы для ПМ изготавливаются двух типов толстопленочные (чип-корпуса) и тонкопленочные (цилиндрические корпуса).

К резисторам в прямоугольных или чип-корпусах относятся типы С6-6-1; С6-9, П1-12, Р1-8, Р1-12, Р1-16, подстроечный резистор СП3-28. Резистор типа С6-6-1 имеет два номинала 50 и 75 Ом, его габаритные размеры в зависимости от мощности меняются в интервале: L - от 4 до 20 мм, В - от 1 до 60 мм, Н = 1 мм. Резистор С6-9 имеет только одну мощность рассеяния - 0,125 Вт, а номинальные значения сопротивления - в пределах 10 - 1000 Ом. У резисторов типа Р1-8 мощность рассеяния - 0,125 и 0,25 Вт, а номинальные значения сопротивлений - в пределах 5,11 - 681 ^. 10 ³ Ом. Резисторы С2-34 и С2-36 выпускаются в блистерной ленте.

Типовой МЭЛФ-корпус резистора приведен на рис. 4.30, а параметры резисторов С2-10 и С6-11 даны в табл. 4.27.

 

Таблица 4.27

Параметры резисторов С2-10 и С6-11

Марка резистора	Номинальное значение	Габаритные размеры, мм
	сопротивления, Ом	Длина L	Диаметр D
C2-10a-0,5	50, 75, 100, 270	10,8	3,9
C2-10б-0,5	50, 75, 100, 270	9,2	3,12
С2-10а-1,0	50, 75	13,0	6,3
С2-10б-1,0	50, 75	11,8	5,5
С6-11-0,5	50, 75	12,0	1,5
С6-11-1	50, 75	15,0	2,0
С6-11-2	50, 75	19,0	3,0
С6-11-5	50, 75	24,0	4,0

 

В функциональных узлах, выполненных на основе ПМ и в микросборках широко используются транзисторы в миниатюрных пластмассовых корпусах. На рис. 4.31,а представлен корпус транзистора типа КТ-28, его знакоместо дано на рис. 4.31,б.

В корпусах серии КТ выпускаются транзисторы:

- КТ-46: КТ3130; КТ3140;

- КТ-47: 2Т664А91; 2ДС52В1;

- КТ-48: КТ874А,Б;

- КТ-43: КТ8101А,Б; КТ8102А,Б.

На рис. 4.32,а и 4.33,а представлены корпуса транзисторов серии СОТ (ТО).

Такие корпуса широко распространены за рубежом (корпуса SOT) и их геометрические параметры совпадают с отечественными аналогами. На рис. 4.32,а представлены параметры корпуса СОТ-23 (ТО-236), на рис. 4.33,а - корпуса СОТ-89 (ТО-243). На рис. 4.32,б и 4.33,б даны параметры знакомест для установки этих корпусов. В табл. 4.28 даны размеры корпусов СОТ, в табл. 4.29 и 4.30 - размеры элементов знакомест для установки корпусов СОТ-23 и СОТ-89.

Корпуса МС, предназначенные для ПМ представлены на рисунках: корпус подтипа 43 и знакоместо для их установки - на рис. 4.34,а,б; корпус подтипа 45 и его знакоместо - на рис. 4.35,а,б. В табл. 4.31 - 4.32 приведены параметры некоторых типоразмеров корпусов типов 43 и 45 и параметры их знакомест.

В случае, если требуемый типоразмер отсутствует в таблицах, можно воспользоваться следующими рекомендациями:

- размер контактных площадок МС, предназначенных для ПМ (c x d) выбирается из интервала (1,6...2,3) х 0,6 + 0,1 мм;

- расстояние между контактными площадками, ширина печатных проводников в узких местах и расстояния между ними - по табл. 4.22.

Корпусные МС и навесные ЭРЭ располагаются на МО с учетом определенных требований. Первое требование связано с учетом направления технологической обработки (пайки), второе - с обеспечением наилучшего теплового режима. В большинстве случаев эти два требования, при желании получить максимальную плотность монтажа, входят в противоречие. некоторый приоритет имеет требование обеспечения теплового режима.

 

Таблица 4.28

Параметры корпусов SOT

 

Параметры	Размер, мм SOT-23	Размер, мм SOT-89
корпуса	мин.	макс.	мин.	макс.
А	2,8	3,05	4,40	4,60
В	1,2	1,40	2,29	2,60
С	0,85	1,20	1,40	1,60
d	0,37	0,45	0,38	0,46
F	0,085	0,15	0,46	0,50
G	1,76	1,04	1,50	1,50
H	0,51	0,60	-	-
K	0,05	0,15	-	-
L	2,10	2,50	3,0	3,0
l	0,45	0,60	-	-
N	0,89	1,02	-	-
E	-	-	1,62	1,80
J	-	-	0,35	0,43
P	-	-	3,94	4,25

 

Таблица 4.29

Параметры знакоместа для корпуса SOT-23

 

Способ пайки	Размеры элементов знакоместа SOT-23, мм (рис. 4.32,б)
	А	В	M	N	SB	SH
Пайка оплавлением дозированного припоя	1,2	2,6	0,7	1,1	2,6	4,8

 

Таблица 4.30

Параметры знакоместа для корпуса SOT-89

 

Размеры элементов знакоместа SOT-89, мм (рис. 4.33,б)
M2	SH	C	N	M1	F	G
2,0	4,6	2,6	1,2	0,8	0,7	3,8

 

Таблица 4.31

Параметры корпусов 43-го подтипа

 

Шифр типоразмера	Число	Размеры корпуса, мм (рис. 4.34,а)
корпуса	выводов, n	e	A2	D	E	HE	LA
			1,8	5,0	4,0	6,0	1,0
			1,8	8,6	4,0	6,0	1,0
		1,25	1,8	10,0	4,0	6,0	1,0
			2,0	12,7	5,7	8,0	1,0
			2,45	15,5	7,5	10,5	1,4
			2,45	18,0	7,5	10,5	1,4

 

Таблица 4.32

Параметры знакомест для корпусов 43-го подтипа

 

Шифр типоразмера	Размеры знакоместа, мм (рис. 4.34,а)
корпуса	A	B	C	d	E
	4,0	7,0	1,5	0,6	1,25
	7,8	11,4	1,8	0,6	1,25

 

Таблица 4.33

Параметры корпусов 45-го подтипа

 

Шифр типоразмера корпуса	Число выводов, n	Размеры корпуса, мм (рис.4.35,а)
e	D	E	HD	HE	A
			9,0	9,0	10,0	10,0
		1,25	11,0	11,5	12,3	12,3	3,2
			14,0	11,4	15,0	10,0
			16,6	16,6	17,5	17,5
		1,25	19,0	19,0	20,0	20,0	4,5
			24,2	24,2	25,2	25,2
			29,3	29,3	30,3	30,3