Dimensionamento dei componenti SMD per i kit Hobbyist

Più componenti sono disponibili solo nei pacchetti SMD. Per l'assemblaggio di hobbisti le opzioni sono di acquistare schede breakout o saldare SMD.

Dato che i componenti sono generalmente confezionati in un paio di tipi di pacchetti SMD, sto cercando di mettere insieme una serie di linee guida per la scelta di pacchetti compatibili con le capacità e gli strumenti di hobbisti. Considererei gli strumenti di livello hobbistico per l'assemblaggio di SMD come - saldatore nella gamma da $ 50 a $ 100 (nuovo), per l'ingrandimento di una visiera da $ 40 (come la B&L) e una pinzetta.

Per i kit che faccio ora uso le seguenti linee guida -

• Passivi 0805 o più grandi
• Passo minimo del piombo per SOIC o QFP - 0,5 mm
• Nessun QFN, LGA o BGA
• Pacchetto preferito per cancelli, BJT, FET --- SOT23
• Diodi SOD123 (o più grandi)

Sono interessato a raccomandazioni sulla selezione dei componenti, i requisiti minimi degli utensili e i problemi di assemblaggio. Sarebbe utile anche la modifica di strumenti specifici (come la dimensione della punta di saldatura) che ti ha consentito di eseguire l'assemblaggio SMD con gli strumenti esistenti.

Grazie.

0603 non è poi così male da saldare a mano (non farò comunque 0402 o più piccolo).

SOT23 è probabilmente una buona linea guida (anche per diodi, non solo transistor); ci sono alcuni SOT323 più piccoli che fanno male.

Vorrei evitare alcune parti SOT23-6 perché può essere molto difficile determinare in che modo dovrebbe andare il pacchetto. (Per alcuni pacchetti MOSFET doppi non importa.) Ne avevamo uno in cui c'era un leggero smusso lungo un bordo. Grrr.

Eviterei anche SOD123 a causa della natura arretrata, se possibile. SMA / SMB / SMC non rappresentano un problema.

Ed evita quei diodi cilindrici (LL-34 / MELF) come la peste! rotoleranno fuori dal tabellone.

Consiglierei di usare uno strumento di rilavorazione SMD per piccoli progetti e un forno di rifusione (puoi farne uno da un forno tostapane) per schede più grandi.

Il reflow ha senso perché hai molti meno problemi con i ponti di saldatura ed è effettivamente più difficile distruggere i componenti. I componenti tendono a rimettersi in posizione, quindi il posizionamento di componenti più piccoli diventa meno critico (rispetto alla saldatura a mano). 0805 e 0603 sono un gioco da ragazzi.

Per il riflusso ha senso se si dispone di uno strumento per depositare quantità accurate di saldatura. Usare una siringa a mano e davvero una pessima idea. Più piccolo è il componente, più questo è critico.

Per quanto riguarda le mie capacità, aggiungere un punto di dati. Usando un saldatore da $ 40 e un sacco di flusso (ho una 'penna' con il tipo liquido all'interno), e la treccia dissaldante occasionale.

Facile: 0805 passivi, circuiti integrati passo 0,7mm

Possibile se attento, ma hanno rovinato un paio: 0603, circuiti integrati passo 0,5 mm

Non ho ancora provato più piccoli di quelli, penso che sia circa il mio limite.

sui pacchetti
Quello che vuoi e non vuoi è una preferenza personale, e non posso dire molto al riguardo. Solo un pensiero, però. Con il tempo diventerai più fiducioso e forse troverai alcuni buoni trucchi per lavorare con pacchetti che hai sempre considerato impossibili. Apparecchiature come un forno a riflusso offrono anche opportunità, come per i "pacchetti inferiori" (QFN, DFN e forse anche BGA). Questo è altrettanto, perché i produttori non se ne fregano di noi fai-da-te e il mercato vuole pacchetti sempre più piccoli, senza piombo per cominciare.

Ho pubblicato quanto segue nei commenti ad un'altra risposta, ma penso che potrebbe essere abbastanza interessante da essere una risposta.

pinzette
Le pinzette sbagliate possono essere molto frustranti. I suggerimenti arrotondati sono decisamente fuori. Le buone pinzette dovrebbero aprirsi e chiudersi (*) e non consentire alcun movimento nella direzione perpendicolare. Uso le pinzette Erem 102ACA e non mi deludono mai.

La forma della punta rende possibile lavorare con 0402s. I suggerimenti sono anche molto sottili, in modo da consentire di posizionare i componenti molto vicini tra loro.

conservazione dei componenti
Puoi conservare i tuoi condensatori MLCC SMD (non contrassegnati!) in scatole compartimentate, ma la Legge di conservazione della miseria dice che lascerai cadere accidentalmente quella parte che hai appena scelto in uno degli altri scomparti. MLCC non marcato, fantastico!
Queste scatole di Licefa sono una soluzione.

Contengono 60 fiale (c'è anche una scatola con 130) di dimensioni 1 cm x 1 cm x 2 cm. Se hai bisogno di una parte puoi estrarre la fiala, in modo che parti diverse non si confondano. Una fiala può contenere dozzine di passivi. Li trovo utili per pacchetti fino a SOT-23.
Un punto minore è che non sono antistatici.

(*) Sì, ovviamente. Non ricordo cosa stavo per scrivere sull'apertura o la chiusura quando ho pubblicato questo ;-)

Se l'area PCB non è un problema, preferirei 1206, ma lo è 0805. Non mi piacciono le dimensioni più piccole, sono difficili da afferrare e tenere con le mie pinzette. 1206 resistori hanno un valore stampato in alto, 0805 hanno un valore?

I diodi SOD323 sono talvolta fattibili. Sono buoni per quei diodi token che a volte servono come 1N4148.

DFN, QFN, power-pad SOP e LGA (e forse BGA) possono essere fatti usando un trucco che mi ha mostrato un mio amico, purché tutte le parti siano su un lato della scheda.

1. Tin tutti i cuscinetti che sono sotto i componenti.
2. Metti la tavola in una padella.
3. Inondare le impronte di flusso.
4. Posizionare i componenti sui cuscinetti, allineandoli con cura.
5. Riscalda la padella a circa 400 F (temperatura di riflusso). Potresti voler ottenere un termometro di superficie per tenere traccia.
6. Quando la saldatura si rifluisce, assicurarsi rapidamente che tutte le parti si allineino dove devono essere. Se qualcosa è spento, riallineare o rimuovere rapidamente la parte. (Il mio amico non mi ha detto dove mettere una parte rimossa.> _ <)
7. Rimuovere il gruppo dalla padella e spegnere il fuoco.
8. Montare il resto delle parti con un saldatore come di consueto.

Probabilmente ci sono alcune cose che possono essere fatte meglio, ma questo è il piano di base. Lo usò con una classe "capstone" ITT (in sostanza, un laboratorio senior) che insegnava, perché i controller del motore necessari e i chip di commutazione del convertitore erano disponibili solo in DFN.

Un'altra cosa da ricordare sulle parti DFN e QFN è che vengono singolarizzate (tagliate dal telaio e dallo stampo dei conduttori ) dopo aver placcato i conduttori. Ciò significa che le estremità dei cavi, se esposte ai lati della confezione, possono essere ossidate, rame esposto e potrebbero non rifluire saldatura (cioè formare un raccordo). Questo è perfettamente normale; solo la superficie inferiore dovrebbe bagnare la saldatura.

Consiglierei di avere uno strumento ad aria calda (ne ho uno economico) se è necessario, ad esempio, dissaldare componenti più grandi. Puoi riscaldare un componente o un'area di grandi dimensioni senza toccarlo abbastanza facilmente. D'altra parte, c'è sempre qualche sforzo / rischio in più nell'evitare di bruciare qualsiasi cosa adiacente.

Per me l'elemento chiave è lo strumento di saldatura. Un ferro da stiro con un buon controllo della temperatura è essenziale una buona selezione di punte. Se puoi, assicurati che il ferro abbia un'opzione di punta miniwave.

Con un buon ferro da stiro, un buon set di pinzette e lente d'ingrandimento, ho potuto lavorare facilmente componenti 0603, SOT23, passo fine (passo fino a 0,5 mm).

Dovrebbero essere inclusi anche stoppini di saldatura di diversa larghezza.

@Steve mi ha consigliato di un forno di riflusso economico. Fa risparmiare un sacco di tempo.

Passivi 0805 o più grandi

IMO Meno importante della dimensione del pacchetto è la quantità di spazio che lo circonda. Data la scelta, preferirei avere uno 0603 con molto spazio intorno rispetto a 0805 parti stipate una accanto all'altra.

Vorrei anche suggerire un generoso dimensionamento dei pad. È molto più facile saldare a mano se il pad va oltre la fine del componente.

Passo minimo del piombo per SOIC o QFP - 0,5 mm

Questo è l'IMO che arriva al punto in cui è troppo piccolo per saldare ragionevolmente pin per pin. Le tecniche di trascinamento di blob o flood e stoppino possono funzionare ma richiedono un bel po 'di pratica.

A volte potresti non avere scelta, ma se è disponibile un passo più grande suggerirei di sceglierlo.

Suggerirei anche di allungare i pad in modo che sporgano oltre il chip rispetto ai pad commerciali. Ciò renderà i cuscinetti più robusti e renderà più semplice riscaldare il cuscinetto e la gamba allo stesso tempo con un ferro da stiro.