Технологичность

Поверхностный монтаж допускает высокоскоростную авто­матическую установку компонентов с частотой появления дефек­тов (100—1000) • 10“⁶ в зависимости от сложности конструкции корпуса. Недостаток коммутационных плат (КП) для ТПМК заключается в том, что они менее удобны, чем традиционные, для проверки, испытаний и ремонта. Многовыводные корпуса требуют проектирования узких коммутационных дорожек с ма­лым шагом между ними и, если не оптимизированы условия пай­ки, могут возникнуть проблемы, связанные с образованием пе­ремычек припоя между соседними проводящими дорожками и выводами. В любом случае существуют некоторые ограничения, налагаемые, например, в отдельных случаях на пайку компонен­тов волной припоя или погружением либо на методы пайки рас­плавлением дозированного припоя; для большинства коммута­ционных плат весьма трудно осуществить эффективную визуаль­ную проверку качества пайки, поскольку выводы компонентов:, могут быть частично или полностью скрыты телом самого компонента; в то же время использование топологии платы, обеспе­чивающей осмотр каждого соединительного узла за пределами периметра корпуса компонента, неизбежно привело бы к неэф­фективному использованию рабочего поля платы. Таким обра­зом, необходимо тщательно прорабатывать вопросы испытания изготовленных плат. Применение в этом случае испытательных зондов чаще всего не эффективно из-за слишком малого расстоя­ния (шага) между выводами и коммутационными дорожками.

Отвод тепла

Проблема теплоотвода, по-видимому, одна из наиболее рас­пространенных и трудных в количественной оценке для изделий с применением ТПМК. Вследствие малого расстояния между ком­понентами количество тепла, выделяемого компонентами на еди­ницу площади платы, существенно увеличивается. При разра­ботке конструкции платы отвод тепла должен обязательно учи­тываться. Для улучшения теплоотвода можно использовать, например, платы на основе инвара, плакированного медью, хотя они дороже и массивнее обычных стеклоэпоксидных плат, кото­рые также используются в ТПМК.

Несогласованность коэффициентов теплового расширения контактирующих материалов платы и корпуса компонента приводит реально к усталостным напряжениям и развитию дефектов в местах пайки вследствие постоянного термоциклирования, связанного с цикличностью работы устройств. В конечном итоге может развиться обширное коробление и плата разрушится. По этой причине на традиционных платах нецелесообразно монтировать компоненты в керамических корпусах с габаритами, превышающими 6 мм, а в процессе проектирования плат приходится принимать альтернативные решения.

Компоненты и корпуса

Корпуса для поверхностного монтажа примерно вдвое меньше своих аналогов, монтируемых в отверстия. В настоящее время имеется более 25 000 типономиналов компонентов в исполнении, пригодном для поверхностного монтажа, и все основные производители приспособили свои сборочные линии для установки таких корпусов. Изготовителей серьезно беспокоит недостаток стандартизации. Нужны еще стандарты на размеры корпусов, топологию контактных площадок, топологию коммутации и электрические характеристики. Фактически стандарты появляются на: чип- резисторы в корпусах типоразмера 1206; чип-конденсаторы в корпусах 0805, 1206, 1210 и 1812; на корпуса SOT-23 и SOT-89 (ТО-236 и ТО-243 соответственно); на корпус SOIC в узком (0,150 дюйма=3,81 мм) и широком (0,300 дюйма=7,62 мм) исполнении; на кристаллоноситель PLCC с числом выводов от 28 до 84 и шагом 0,050 дюйма (1,27 мм).

В области субмикронной технологии имеются сообщения о появлении компонентов на гибких лентах с 300 и более выводами, и это свидетельствует в пользу того, что поверхностный монтаж займет ведущие позиции в технике корпусирования.

В настоящее время на рынке имеется довольно большой выбор компонентов и корпусов. По оценкам экспертов, каждый месяц появляется дюжина новых. Важно было бы оценить состояние техники корпусирования компонентов, методов их изготовления и применения, проблем стандартизации (и вероятного пути ее развития), дополнив описанием типов корпусов и выбора форм их поставки.