EN
Grundlæggende om SMD-thermistorer: Fremstilling og rolle, der passer til SMT
Form og design af SMD-thermistorer til nem placering og reflow
SMD-thermistorers geometri gør det muligt at fremstille dem som standardrektangler eller -cylindre (0402 – ca. 1 × 0,5 mm) eller (1206 – ca. 3,2 × 1,6 mm), hvilket er ideelt for automatiserede overflademonteringsprocesser (SMT) i montageanlæg. Kombinationen af lav termisk masse og symmetriske terminaler med små og præcist kontrollerede dimensioner sikrer præcis og nøjagtig påføring af soldepasta og minimerer såkaldte tombstone-fejl. Terminalernes form er designet til at være koplanar med den ledende overflade på printkredsløbet (PCB), således at soldehulrum mindskes, og soldelægningerne maksimeres, samtidig med at der undgås soldemellemrum mellem naboterminaler. Thermistorer er designet til at blive placeret af automatiserede monteringsmaskiner med en placementsnøjagtighed på ca. ± 0,1 mm ved 30.000 placeringer i timen. Designinnovationer kombineret med automatiseret placering gør det muligt at fremstille kredsløbsmontager med høj komponenttæthed, samtidig med at effektiv termisk styring opretholdes i hele montagen.
Valg mellem NTC- og PTC-thermistorer på højtætte PCB'er
NTC-thermistorer (Negative Temperature Coefficient) og PTC-thermistorer (Positive Temperature Coefficient) i SMD-udførelse (Surface Mount Device) udfører forskellige funktioner i moderne elektronik. For eksempel giver NTC-thermistorer præcise temperaturmålinger inden for 0,5 °C af måltemperaturen i applikationer som batterimonitorering, procesoroveropvarmningskontrol og endda smarte bærbare enheder. Dette skyldes det resistive temperaturfænomen, hvor NTC-thermistorers modstand falder, når temperaturen stiger. PTC-thermistorer udfører den modsatte funktion: De viser en pludselig stigning i modstand, når temperaturen når en indstillet tærskel, typisk inden for et interval på 5 °C. Dette gør PTC-thermistorer ideelle til overstrømsdetektering i strøm- og USB-linjer samt som selvgenoprettende indbyggede sikkerhedsskifter. Disse forskelle i thermistorernes ydeevneegenskaber er afgørende ved valg af komponenter til de pågældende anvendelsesområder.
Respons tid, effekthåndtering og layout-synergiegenskaber
NTC-thermistorer opnår en respons tid på < 1 sekund på grund af reduceret termisk inertitet. PTC-thermistorer kan håndtere spidsstrømme på 100 A, hvilket er nyttigt i kredsløbsbeskyttelsesapplikationer. I miniaturiserede enheder muliggør NTC’er termisk overvågning tæt på varmekilder, mens PTC’er leverer kredsløbsbeskyttelse uden at optage ekstra plads. Derfor er valget af ydeevne i komponentegenskaber direkte tilpasset den tilsigtede funktion og anvendelse af printpladen (PCB).
Nøglefordele ved SMD-thermistorer til miniaturiserede og højtydende elektronik
Reduceret størrelse og højdensitets termisk måling uden kompromis med præcision
Overflade-monterede termistorer kan placeres i meget små rum, især i enheder såsom IoT-edge-enheder, miniaturiserede høreapparater og endda medicinske implantater. De er tilgængelige i standardstørrelser ned til 0201, hvilket svarer til 0,6 mm × 0,3 mm. Ved hjælp af en fremstillingsmetode baseret på tyndfilm og mønstrede elektroder opnår de en modstandstolerance på ±1 % inden for et temperaturområde fra -40 °C til +125 °C. Som resultat behøver producenterne ikke at ofre præcision ved måling for at opnå en mindre størrelse. Termistorerne har en ensartet konstruktion og kan placeres tæt på en varmekilde eller integreret kreds, blot under et halvt millimeter væk. Dette giver konstruktører mulighed for at øge antallet af temperatursensorer med en faktor fem på samme plads som tidligere gennem-hullskonstruktioner og samtidig opretholde pålidelig ydelse uden behov for hyppig genkalibrering.
Temperaturfølsomme, flade termistorer (SMD) reagerer på temperatursvingninger på under ét sekund og overgår traditionelle perle- eller skive-modeller med en faktor på 10! En lavere termisk masse samt forbedrede varmeoverførselsveje bidrager til denne hurtige respons. For eksempel dominerer keramiske substrater og nikkelvarmebarrierer/overvågningsflader den termiske ydeevne. Sensorerne reagerer på temperatursvingninger og er indkapslet i et beskyttende harpikshylster for at mindske fugtens effekt og opretholde målenøjagtigheden i tilfælde af stigende luftfugtighed og/eller kondens. Den hurtige respons er afgørende for at forhindre overopvarmning af litium-ion-batterier og/eller procesorthæmning. Tests viser, at disse sensorer typisk kan klare mere end 500.000 termiske cyklusser, hvilket forklarer permanente termiske cyklusindgange (5G) i avancerede førerassistersystemer (ADAS) til trafikomgivelser i bilindustrien.
Produktionsmæssig fremragende kvalitet: SMD-termistorer i automatiseret SMT-produktion
Fuld kompatibilitet med pick-and-place, reflow og AOI
Overflademonterede termistorer er fuldt kompatible med alle SMT-automatiseringssystemer. Seriefremstillingen påvirkes ikke, da vakuum-sugedevices kan placere disse komponenter i de mest trange positioner rundt omkring og endda i BGA'er med 0,4 mm pitch. Der opstår ingen uønskede effekter, såsom afbladning, revner eller ændringer i elektriske egenskaber, for overflademonterede termistorer under blyfri lodning, hvor komponenterne udsættes for forvarmning og toptemperaturer mellem 240 og 260 grader Celsius med kontrolleret afkøling til stuetemperatur. Automatisk visuel inspektion (AVI) kan vurdere termistorerne på grund af deres flade, matte og regelmæssigt kasseformede overflade. Termistorerne vil heller ikke forhindre inspektionen af komponenternes koplanaritet, lodmængde og lodstrømning. Én inspektionsstation kan udføre mere end 25.000 inspektioner i timen. Den fuldstændigt autonome integration i hver enkelt fase af fremstillingsprocessen sparer ca. 30 % i monteringsomkostninger, og med defektrater, der forbliver under 50 ppm, opfylder fremstillingen defektstandarderne i henhold til IPC-A-610 Klasse 3-specifikationerne.
Pålidelighed og vedligeholdelighed: Hvorfor SMD-thermistorer er de bedste valg til reelle SMT-anvendelser
Bevist modstandsdygtighed over for termisk cyklus (IPC-9701A) og solderskørsler, der er velegnede til genarbejdning
Overflade-monterede termistorer viser mindre end 1 % modstandsdrift, når de testes med IPC-9701A-termocyklus-testen, selv ved test med 1.000 cyklusser fra -55 til +150 grader. Termistorer giver præcise målinger i krævende arbejdsmiljøer, såsom motorer, hvor temperaturen kan ændre sig og forårsage adskillelse af de forskellige materialer i termistoren. De er mindre udsatte for revner end traditionelle termistorer og keramik. Termistorer kan bruges til montering af varmluftspidser, og mens der arbejdes, kan teknikeren fjerne en termistor uden at forstyrre kredsløbsbanen på 0,3 mm, små komponenter eller endda de meget tæt placerede komponenter ved siden af. Denne rework-teknik kan spare op til 22 % af kredsløbskortene i feltet. Termistoren mister ikke sin termiske følsomhed, elektriske kontinuitet eller god lodning til terminalerne, selv efter mange lodningscyklusser.
Ofte stillede spørgsmål
Hvad er de almindelige former og størrelser for SMD-termistorer?
SMD-thermistorer forekommer både i rektangulære og cylindriske former. Almindelige størrelser for disse thermistorer er 0402 (ca. 1 × 0,5 mm) og 1206 (ca. 3,2 × 1,6 mm).
Hvad er de funktionelle forskelle mellem NTC- og PTC-SMD-thermistorer?
Når temperaturen stiger, falder modstanden i NTC-thermistorer. Det er netop dette, der gør dem nyttige til temperaturovervågning. PTC-thermistorer øger deres modstand inden for bestemte temperaturområder og kan derfor anvendes til kredsløbsbeskyttelse som genbrugelige sikringer.
Hvad er fordelene ved at bruge SMD-thermistorer i højtydende elektronik?
SMD-thermistorer har en lille arealoptagelse og kan derfor anvendes på kompakte pladsforhold. De har lav termisk masse og giver dermed hurtige responstider samt præcis temperaturrespons uden tab af nøjagtighed.
Hvorfor er SMD-thermistorer det bedste valg til automatiseret SMT-produktion?
SMD-thermistorer er også fremstillet på en måde, der gør dem optimale til disse processer. Fremstillingen er forenklet, fordi SMD-thermistorer placeres præcist, kan inspiceres nemt og loddemudigt.
Hvad er den termiske cyklusydelse for SMD-thermistorer?
SMD-thermistorer giver ekstra pålidelighed ved høje temperaturer, fordi de består termiske cyklustests med mindre end 1 % modstandsdrejning i henhold til IPC-9701A.
