EN
Основни принципи на SMD термисторите: производство и съответствие на ролята им с технологията за повърхностно монтиране (SMT)
Форма и дизайн на SMD термисторите за лесно позициониране и рефлоу
Геометрията на SMD термисторите позволява производството им в стандартни правоъгълни или цилиндрични форми (0402 – около 1 x 0,5 мм) или (1206 – около 3,2 x 1,6 мм), което ги прави идеални за автоматизирани линии за монтаж чрез повърхностно монтиране (SMT). Комбинацията от ниска топлинна маса и симетрични изводи с малки и строго контролирани размери осигурява прецизно и точно нанасяне на оловно-калайна паста и минимизира дефектите от тип „гробовен камък“. Формата на изводите е проектирана така, че да бъдат компланарни с проводящата повърхност на печатната платка (PCB), за да се намалят до минимум празнините в лепкавата зона и да се максимизират качеството и надеждността на лепкавите връзки, като едновременно се гарантира отсъствието на лепкави мостове между съседните изводи. Термисторите са проектирани за монтиране чрез автоматизирани монтажни машини с точност при поставяне от около ±0,1 мм при скорост от 30 000 поставяния в час. Иновациите в конструкцията, комбинирани с автоматизираното поставяне, позволяват създаването на веригови сглобки с висока плътност на компонентите, като се запазва ефективното топлинно управление в цялата сглобка.
Избор между NTC и PTC термистори в печатни платки с висока плътност
Термисторите с отрицателен температурен коефициент (NTC) и с положителен температурен коефициент (PTC), монтирани повърхностно (SMD), изпълняват различни функции в съвременната електроника. Например при мониторинг на батерии, контрол на прегряване на процесори и дори в интелигентни носими устройства NTC термисторите осигуряват точни температурни показания с отклонение до 0,5 °C от целевата температура. Това се дължи на резистивното температурно явление, при което съпротивлението на NTC термисторите намалява при повишаване на температурата. PTC термисторите изпълняват обратна функция: те показват рязко увеличение на съпротивлението си, когато температурата достигне определена прагова стойност, обикновено в диапазона от 5 °C. Това прави PTC термисторите подходящи за откриване на токови претоварвания в захранващи и USB линии и ги превръща в самовъзстановяващи се вградени защитни ключове. Тези разлики в характеристиките на термисторите са от решаващо значение при избора на компоненти за конкретни приложения.
Време на отговор, мощностна способност и съвместимост на разположението
NTC термисторите постигат време на отговор < 1 секунда благодарение на намалена топлинна инерция. PTC термисторите могат да издръжат върхови токове до 100 A, което е полезно в приложения за защита на вериги. В миниатюризирани устройства NTC термисторите осигуряват термично наблюдение в непосредствена близост до източниците на топлина, докато PTC термисторите осигуряват защита на веригата, без да заемат допълнително място. Следователно изборът на компоненти според техните параметри е директно свързан с предвидената функция и приложение на печатната платка.
Основни предимства на SMD термисторите за миниатюризирани и високопроизводителни електронни устройства
Намалени размери и високоплътностно термично усещане без компромис в точността
Термисторите за повърхностно монтиране могат да се поберат в много малки пространства, особено в устройства като IoT периферни устройства, миниатюризирани слухови апарати и дори медицински импланти. Те са налични в стандартни размери до 0201, което е 0,6 на 0,3 мм. Чрез производствена технология, базирана на тънки филми и структурирани електроди, те постигат точност на съпротивлението ±1 % в температурен диапазон от -40 °C до +125 °C. В резултат производителите не са принудени да жертват по-малките размери в замяна на намаляване на точността при измерване. Термисторите имат еднороден дизайн и могат да се монтират в непосредствена близост до източник на топлина или интегрална схема — на разстояние по-малко от половин милиметър. Това позволява на проектиращите да увеличат броя на датчиците за температура петкратно в същото пространство, заемано по-рано от чрез-отворните (through-hole) решения, и да осигурят надеждна работа без нужда от честа рекалибрация.
Термистори с нисък профил и температурна чувствителност (SMD) реагират на колебания в температурата за по-малко от една секунда, надминавайки традиционните моделни термистори с форма на перли или дискове с коефициент 10! По-ниската топлинна маса, както и подобрени пътища за топлопреминаване, допринасят за това бързо време на реакция. Например керамичните подложки и никеловите повърхности за топлинна бариера/мониторинг определят основно топлинната производителност. Сензорите реагират на температурни колебания и се инкапсулират в защитна смолена обвивка, за да се намали влиянието на влагата и да се запази точността на измерването при натрупване на влажност и/или кондензация. Бързото време на реакция е критично за предотвратяване на прегряване на литиево-йонните батерии и/или намаляване на производителността на процесора. Изпитвания показват, че тези сензори обикновено издържат повече от 500 000 термични цикъла, което обяснява постоянните термични цикли (5G) в автомобилните напреднали системи за помощ при шофирането (ADAS), използвани в сензори за околна среда при движение.
Производствено съвършенство: SMD термистори в автоматизирано SMT производство
Пълна съвместимост с Pick-and-Place, рефлоу и AOI
Повърхностно монтираните термистори са напълно съвместими с всички автоматизирани SMT процеси. Обемното производство остава неизменено, тъй като инструментите за вакуумно вземане могат да поставят тези компоненти на най-тесните места — както около, така и вътре в BGA с разстояние между краката 0,4 мм. При безоловъкото лепене няма да възникнат неблагоприятни ефекти като отлепване, пукнатини или промени в електрическите характеристики на повърхностно монтираните термистори, при което компонентите се подлагат на предварително загряване и връхни температури в диапазона от 240 до 260 °C, последвани от контролирано охлаждане до стайна температура. Автоматизираната визуална инспекция (AVI) може да оценява термисторите благодарение на техния плосък, матов и правилен кутиевиден повърхностен вид. Термисторите също няма да попречат на инспекцията за копланарност на компонентите, обема на лепилото и потока на лепилото. Един инспекционен участък може да извърши над 25 000 инспекции на час. Пълната автономна интеграция на всеки етап от производствения процес намалява разходите за сглобяване с приблизително 30 %, а при запазване на нивото на дефекти под 50 ppm стандартите за производствени дефекти отговарят на спецификациите IPC-A-610 клас 3 и по-високи.
Надеждност и поддръжка: Защо термисторите SMD са най-добрите избори за реални SMT приложения
Доказана устойчивост към термично циклиране (IPC-9701A) и запазена цялост на лепените възли, подходяща за повторна обработка
Повърхностно монтираните термистори показват по-малко от 1% дрейф на съпротивлението при тестване с термоциклирането по IPC-9701A, дори и при 1000 цикъла в диапазона от -55 до +150 °C. Термисторите осигуряват точни измервания в сурови работни среди, като например двигатели, където температурните промени могат да предизвикат отделяне на различните материали, от които е изграден термисторът. Те са по-малко подложни на пукане в сравнение с традиционните термистори и керамични компоненти. Термисторите могат да се използват за монтиране на горещовъздушни пинцети и по време на работа техникът може да премахне термистора, без той да наруши 0,3 mm трасировка на веригата, малки компоненти или дори компоненти с много малък разстояние между контактите (pitch), разположени до него. Този метод за преустройство може да спести до 22% от печатните платки на място. Термисторът запазва своята термична чувствителност, електрическа непрекъснатост и добре изпълнена лепка с оловно-калай спойка към клемите, дори и след многократно запояване.
Често задавани въпроси
Какви са обичайните форми и размери на SMD термистори?
SMD термисторите се предлагат както в правоъгълна, така и в цилиндрична форма. Разпространените размери за тези термистори са 0402 (приблизително 1 на 0,5 мм) и 1206 (приблизително 3,2 на 1,6 мм).
Какви са функционалните разлики между NTC и PTC SMD термистори?
При повишаване на температурата NTC термисторите изпитват намаляване на съпротивлението. Това ги прави подходящи за контрол на температурата. PTC термисторите увеличават съпротивлението си в определени температурни диапазони и затова могат да се използват за защита на вериги като самовъзстановяващи се предпазители.
Каква е ползата от използването на SMD термистори в електроника с висока производителност?
SMD термисторите имат малка площ и следователно могат да се използват в компактни пространства. Те притежават ниска топлинна маса и затова осигуряват бързи времена на реакция, а също така осигуряват прецизен температурен отклик и не губят точността си.
Защо SMD термисторите са най-добрата избор за автоматизирано SMT производство?
SMD термисторите също са произведени по начин, който ги прави най-подходящи за тези процеси. Производството е оптимизирано, тъй като SMD термисторите се поставят точно, лесно се инспектират и лесно се запояват.
Каква е производителността на SMD термисторите при термично циклиране?
SMD термисторите осигуряват допълнителна надеждност при високи температури, тъй като изпълняват изискванията при изпитания за термично циклиране с отклонение на съпротивлението по-малко от 1 % според стандарта IPC-9701A.
