Dimensionando componentes SMD para kits hobbyist

Mais componentes estão disponíveis apenas nos pacotes SMD. Para montagem amadora, as opções são comprar placas de fuga ou SMD de solda.

Como os componentes geralmente são empacotados em alguns tipos de pacotes SMD, estou tentando reunir um conjunto de diretrizes para escolher pacotes compatíveis com as habilidades e ferramentas amadores. Eu consideraria as ferramentas de nível hobby para montagem SMD como ferro de solda na faixa de US $ 50 a US $ 100 (novo), para ampliação uma viseira de US $ 40 (como a B&L) e pinça.

Para os kits que eu faço agora, uso as seguintes diretrizes -

• Passivas 0805 ou maiores
• Passo mínimo de chumbo para SOIC ou QFP - 0,5 mm
• Sem QFN, LGA ou BGA
• Pacote preferido para portões, BJT, FET --- SOT23
• Diodos SOD123 (ou maior)

Estou interessado em recomendações sobre a seleção de componentes, requisitos mínimos de ferramentas e problemas de montagem. Alterações específicas da ferramenta (como o tamanho da ponta da solda) que permitiam realizar a montagem SMD com as ferramentas existentes também seriam úteis.

Obrigado.

0603 não é tão ruim para soldar à mão (eu não vou fazer 0402 ou menor).

O SOT23 é provavelmente uma boa orientação (também para diodos, não apenas para transistores); existem alguns SOT323s menores que são uma dor.

Eu evitaria certas partes do SOT23-6 porque pode ser muito difícil determinar para que lado o pacote deve seguir. (Para alguns pacotes MOSFET duplos, isso não importa.) Tivemos um em que havia um leve chanfro ao longo de uma borda. Grrr.

Eu também evitaria o SOD123 por causa da natureza inversa, se possível. SMA / SMB / SMC não são um grande problema.

E evite aqueles diodos cilíndricos (LL-34 / MELF) como a praga! eles sairão do tabuleiro.

Eu recomendaria o uso de uma ferramenta de retrabalho SMD para pequenos projetos e um forno de refluxo (você pode fazer um a partir de uma torradeira) para placas maiores.

O reflow faz sentido porque você tem muito menos problemas com pontes de solda e é realmente mais difícil destruir componentes. Os componentes tendem a se posicionar, de modo que a colocação de componentes menores se torna menos crítica (do que com a solda manual). 0805 e 0603 são fáceis.

Para refluxo, faz sentido se você tiver uma ferramenta para depositar quantidades precisas de solda. Usando uma seringa à mão e realmente uma péssima idéia. Quanto menor o componente, mais crítico é.

Tanto quanto minhas habilidades, para adicionar um ponto de dados. Usando um ferro de solda de US $ 40, e muito fluxo (eu tenho uma 'caneta' com o tipo líquido dentro), e uma trança de desoldering ocasional.

Fácil: passivos 0805, ICs de passo de 0,7 mm

Realizável se cuidadoso, mas arruinou alguns: ICs de passo 0603, 0,5 mm

Ainda não tentei menor do que aqueles, acho que esse é o meu limite.

sobre pacotes
O que você quer e não quer é uma preferência muito pessoal, e não posso dizer muito sobre isso. Apenas um pensamento, no entanto. Com o tempo, você se tornará mais confiante e talvez encontre alguns bons truques para trabalhar com pacotes que sempre considerou impossíveis. Equipamentos como um forno de refluxo também abrem oportunidades, como para "pacotes de fundo" (QFN, DFN e talvez até BGA). Isso também é bom, porque os fabricantes não dão a mínima para nós, bricolage, e o mercado quer pacotes cada vez menores, sem pistas para começar.

Postei o seguinte nos comentários para outra resposta, mas acho que pode ser interessante o suficiente para ser uma resposta.

pinças
As pinças erradas podem ser muito frustrantes. Dicas arredondadas estão definitivamente fora. Uma boa pinça deve abrir e fechar (*) e não permitir nenhum movimento na direção perpendicular. Uso pinças Erem 102ACA e elas nunca me decepcionam.

A forma da ponta torna possível trabalhar com 0402s. As dicas também são muito finas, permitindo que você coloque os componentes muito próximos.

armazenamento de componentes
Você pode armazenar seus capacitores SMD MLCC (não marcados!) em caixas compartimentadas, mas a Lei de Conservação da Miséria diz que você soltará acidentalmente a parte que acabou de escolher em um dos outros compartimentos. MLCC não marcado, ótimo!
Essas caixas de Licefa são uma solução.

Eles contêm 60 frascos (também há uma caixa com 130) de 1cm x 1cm x 2cm de altura. Se você precisar de uma parte, pode retirar o frasco, para que partes diferentes não se misturem. Um frasco pode conter dezenas de passivos. Acho-os úteis para pacotes de até SOT-23.
Um ponto menor é que eles não são antiestáticos.

(*) Sim, obviamente. Não me lembro do que estava prestes a escrever sobre abrir ou fechar quando publiquei isso ;-)

Se a área de PCB não for um problema, eu preferiria 1206, mas 0805 é factível. Eu não gosto de tamanhos menores, eles são difíceis de segurar e segurar com minhas pinças. 1206 resistores têm um valor impresso na parte superior, 0805 tem um valor?

Às vezes, os diodos SOD323 são factíveis. Eles são bons para os diodos de token que você às vezes precisa como 1N4148.

DFN, QFN, SOP do power-pad e LGA (e talvez BGA) podem ser feitos usando um truque que um amigo meu me mostrou, desde que todas as peças estejam em um lado do quadro.

1. Estanhe todas as almofadas que estão sob os componentes.
2. Coloque o quadro em uma frigideira.
3. Inunde as pegadas com fluxo.
4. Coloque os componentes nas almofadas, alinhando-as cuidadosamente.
5. Aqueça a frigideira a cerca de 400 F (temperatura de refluxo). Você pode querer obter um termômetro de superfície para acompanhar.
6. Quando a solda refluir, verifique rapidamente se todas as peças estão alinhadas com o local em que precisam estar. Se algo estiver errado, realinhe ou remova rapidamente a peça. (Meu amigo não me disse onde colocar uma peça removida.> _ <)
7. Retire o conjunto da frigideira e desligue o fogo.
8. Monte o restante das peças com um ferro de soldar normalmente.

Provavelmente há algumas coisas que podem ser feitas melhor, mas esse é o plano básico. Ele usou isso com uma classe "capstone" da ITT (basicamente, um laboratório sênior) que estava ensinando, porque os controladores de motor e chips conversores de comutação necessários estavam disponíveis apenas no DFN.

Outro aspecto a ser lembrado sobre as peças DFN e QFN é que elas são separadas (cortadas da estrutura e molde do lead) depois que os leads são revestidos. Isso significa que as extremidades dos fios, se expostas nas laterais da embalagem, podem ser oxidadas, expostas ao cobre e podem não refletir a solda (por exemplo, formar um filete). Isso é perfeitamente normal; somente a superfície inferior deve molhar a solda.

Eu recomendaria ter uma ferramenta de ar quente (eu tenho uma de gás barata) se você precisar, por exemplo, dessoldar componentes maiores. Você pode aquecer um componente ou área grande sem tocá-lo facilmente. Por outro lado, sempre há mais esforço / risco para evitar a queima de qualquer material adjacente.

Para mim, o item principal é a ferramenta de solda. Um ferro com um bom controle de temperatura é essencial para uma boa seleção de dicas. Se puder, verifique se o ferro tem uma opção de ponta de mini-ondas.

Com um bom ferro, um bom conjunto de pinças e lupa, eu poderia trabalhar facilmente 0603 componentes, SOT23, passo fino (passo de até 0,5 mm).

Também devem ser incluídas mechas de solda de largura diferente.

Apoiei @Steve recomendado de um forno de reflow barato. Isso economiza muito tempo.

Passivas 0805 ou maiores

IMO Menos importante que o tamanho do pacote é a quantidade de espaço em torno dele. Dada a escolha, eu preferiria ter um 0603 com bastante espaço ao redor do que 0805 partes amontoadas uma ao lado da outra.

Eu também sugeriria um tamanho generoso de almofada. É muito mais fácil soldar manualmente se a base for além do final do componente.

Passo mínimo de chumbo para SOIC ou QFP - 0,5 mm

A IMO está chegando ao ponto em que é muito pequena para soldar, de maneira razoável, pino a pino. As técnicas de arrastamento por blob ou inundação e mecha podem funcionar, mas requerem um pouco de prática.

Às vezes você pode não ter escolha, mas se houver um tom maior, sugiro que escolha.

Eu também sugeriria o alongamento das pastilhas para que elas fiquem mais além do chip do que as pastilhas comerciais. Isso tornará as almofadas mais robustas e facilitará o aquecimento da almofada e das pernas ao mesmo tempo com um ferro de passar.