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SMD-Bauelemente

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SMD-Bauelemente (englisch: Surface-Mounted Device) sind elektronische Bauteile, die keine Drahtanschlüsse besitzen, sondern mittels lötfähiger Anschlussflächen direkt auf die Platine gelötet werden. Diese Technik wird auch Oberflächenmontage genannt


Inhaltsverzeichnis

Entwicklung

Entwickelt wurde die Oberflächenmontagetechnik in den 1960er Jahren von IBM. Anfang 1980 stellte in Deutschland die Valvo seine SMD-Bauelemente vor. Siemens und Roederstein folgten und beteiligten sich maßgeblich an der Weiterentwicklung und der Verbesserung der neuen Bauelemente. Auch Japan trieb seine Entwicklung an und konzentrierte sich hauptsächlich auf passive SMD-Bauelemente.


Technik

Durch die Oberflächenmontagetechnik ist es möglich, die Platinen beidseitig zu bestücken. Das Durchstecken der Anschlussdrähte, wie bei herkömmlichen Bauelementen, entfällt. Ferner ist eine sehr dichte Bestückung möglich, die bei höheren Frequenzen die Schaltung sogar positiv beeinflussen kann. Die Geräte werden nicht nur kleiner, sondern können auch wesentlich kostengünstiger hergestellt werden.

SMD-Bauelemente werden hauptsächlich maschinell verlötet, da eine präzise Positionierung der kleinen Bauteile per Hand sehr schwierig ist. Außerdem ist eine einwandfreie Lötung von großer Wichtigkeit. Diese ist mit bloßem Auge kaum möglich, sondern wird mit Hilfe eines Mikroskops durchgeführt. Nach der maschinellen Verlötung werden zur Kontrolle der Lötstellen industrielle Bildverarbeitungsanlagen eingesetzt, die mit hoher Geschwindigkeit und Präzision diese überprüfen.

Vor allem wegen der maschinelle Verlötung werden SMD-Bauelemente in Gurten oder Stangenmagazinen angeboten, die eine Bestücken der Automaten vereinfachen.


Bauformen

Man unterscheidet in der Industrie folgende Bauformengruppen:


Passive Bauelemente

Passive Bauelemente sind Bauelemente, die keine Verstärkung zeigen und keine Steuerungsfunktion besitzen. Diese sind z. B. Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten oder Quarze.

Passive Bauelemente und auch Dioden, werden in sogenannten Chips hergestellt und geliefert. Der Chip hat eine quaderförmige Bauform. Sonderbauformen wie Quarze oder Oszillatoren können am Gehäuse noch eine zusätzliche Lötfläche besitzen. Diese dient entweder als Verpolungsschutz oder zur besseren und vibrationsfesteren mechanischen Befestigung. Die Chips unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Baugröße. Diese wird mit einem Code, wie z. B. 0805 angegeben. Dabei steht die 08 für die Länge und die 05 für die Breite des Chips. Die Einheit dieser Werte ist Zoll. Mittlerweile ist allerdings auch eine metrische Codierung weit verbreitet.


Die Codebezeichnungen der wichtigsten Bauformen passiver Bauelemente sind:

Codebezeichnungen von SMD-Bauelementen

Zoll-Code
metrischer Code
Länge/mm
Breite/mm
01005
0402
0,4
0,2
0201
0603
0,6
0,3
0402
1005
1,0
0,5
0603
1608
1,6
0,8
0805
2012
2,0
1,2
1020
2550
2,5
5,0
1206
3216
3,2
1,6
1210
3225
3,2
2,5
1218
3146
3,1
4,6
1225
3164
3,1
6,4
1411
3528
3,5
2,8
1808
4520
4,5
2,0
1812
4532
4,5
3,2
2010
5025
5,0
2,5
2220
5750
5,7
5,0
2312
6032
6,0
3,2
2512
6330
6,3
3,0
2917
7343
7,3
4,3
2924
7361
7,3
6,1


Weitere Chip-Bauformen:

SMD Chip-Bauformen

Bezeichnung
Englisch
Bauform
Verwendung
V-Chip
Vertical Chip
zylindrisch
  • Elektrolytkondensatoren
MELF
Metal Electrode Faces
zylindrisch
  • Metallschichtwiderstände
  • nichtlineare Widerstände
SOD
Small Outline Diode
zylindrisch
  • Dioden


Aktive Bauelemente

Aktive Bauelemente sind Bauelemente, die eine Verstärkung des Nutzsignals zeigen oder eine Steuerung erlauben. Diese sind z. B. Transistoren, Optokoppler oder Relais.

Bei den aktiven Bauelementen unterscheidet man zwischen Gehäuseformen, die entweder zweiseitige oder vierseitige Lötflächen besitzen.


Aktive Bauelemente mit zweiseitigen Lötflächen sind:

SMD Chip-Bauformen

Bezeichnung u. Abwandlungen
Englisch
Verwendung
SOT
Small Outline Transistor
  • Transistoren
SOIC
Small Outline Integrated Circuit
  • IC-Bausteine
SOP
  • PSOP
  • TSOP
  • SSOP
  • TSSOP
  • QSOP
Small Outline Package
  • Plastic Small Outline Package
  • Thin Small Outline Package
  • Shrink Small Outline Package
  • Thin Shrink Small Outline Package
  • Quarter-Size Small Outline Package
  • kleine IC-Bausteine


Aktive Bauelemente mit vierseitigen Lötflächen sind:

SMD Chip-Bauformen

Bezeichnung u. Abwandlungen
Englisch
Verwendung
PLCC
Plastic Leaded Chip Carrier
  • IC-Bausteine mit 20-84 Pins
QFP
  • LQFP
  • PQFP
  • CQFP
  • MQFP
  • TQFP
Quat Flat Package
  • Low-Profile Quat Flat Package
  • Plastic Quat Flat Package
  • Ceramic Quat Flat Package
  • Metric Quat Flat Package
  • Thin Quat Flat Package
  • IC-Bausteine mit 32-200 Pins


Codekennzeichnung

SMD-Widerstände

Zeichencode

Zweistellig

Bei der Kennung des zweistelligen Zeichencodes steht der Buchstabe für einen Widerstandswert aus der 1. Dekade der Normreihe E24 und die Ziffer für den Multiplikator.

... Wertcode (Großbuchstabe) für Normwerte nach EIA für SMD Widerstände
1. Ziffer A B C D E F G H I K L M O P Q R S T U V W X Y
Wert 1,0 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,1 5,6 6,2 6,8 7,5 9,1


... Wertcode (Kleinbuchstabe) für Sonderwerte nach EIA für SMD Widerstände
1. Ziffer a b d e f m n t y
Wert 2,5 3,5 4,0 4,5 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0


... Multiplikator mit 10n für n=(0..8) und 0,1 für n=9
2. Ziffer 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Exp. 100 101 102 103 104 105 106 107 108 10-1
Wert 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 0,1


Beispiele.:

Beispiel Kennzeichnungen
Codezeichen E3 a1 T9
Exponent 1,5 * 103 2,5 * 101 5,1 * 10-1
Wert 1,2 KΩ 25 Ω 0,51 Ω



Dreistellig

Bei der Kennung des dreistelligen Zeichencodes stehen die ersten beiden Ziffern für einen dreistelligen Wert und der folgende Buchstabe steht für den Multiplikator. Die Widerstandswerte entsprechen der Normreihe E96.

... Wertcode nach EIA für SMD surface mount Widerstände
Code Wert Code Wert Code Wert Code Wert Code Wert Code Wert Code Wert Code Wert Code Wert Code Wert
01 100 11 127 21 162 31 205 41 261 51 332 61 422 71 536 81 681 91 866
02 102 12 130 22 165 32 210 42 267 52 340 62 432 72 549 82 698 92 887
03 105 13 133 23 169 33 215 43 274 53 348 63 442 73 562 83 715 93 909
04 107 14 137 24 174 34 221 44 280 54 357 64 453 74 576 84 732 94 931
05 110 15 140 25 178 35 226 45 287 55 365 65 464 75 590 85 750 95 953
06 113 16 143 26 182 36 232 46 294 56 374 66 475 76 604 86 768 96 976
07 115 17 147 27 187 37 237 47 301 57 383 67 487 77 619 87 787
08 118 18 150 28 191 38 243 48 309 58 392 68 499 78 634 88 806
09 124 19 154 29 196 39 249 49 316 59 402 69 511 79 649 89 825
10 124 20 158 30 200 40 255 50 324 60 412 70 523 80 665 90 845


... für Multiplikator nach EIA für SMD Widerstände
Codezeichen A B C D E F X Y
10er Exp. 100 101 102 103 104 105 10-1 10-2
Multiplikator 1 10 100 1000 10000 100000 0,1 0,01


Beispiele.:

Beispiel Kennzeichnungen
Codezeichen 18C 41D 10X
Exponent 150 * 102 261 * 103 124 * 10-1
Wert 15,0 KΩ 261 KΩ 12,4 Ω


Zifferncode

Dreistellig

Bei der Kennung des dreistelligen Ziffercodes entsprechen die Widerstandswerte der Normreihe E24. Die Ziffer für den Zehnerexponenten kann fehlen, dann besteht die Codierung aus zwei Ziffern und dem Buchstaben R. Der Buchstabe wird dabei als Kommastelle benutzt.


... Zifferncode - Aufdruck
1. Ziffer - 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2. Ziffer 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
3. Ziffer 0 1 2 3 4 5 6 7



Beispiele.:

Beispiel Kennzeichnungen
Codezeichen 510 474 4R7
Exponent 51 * 100 47 * 104 4R7
Wert 51 470 KΩ 4,7 Ω


Vierstellig

... wie Dreistellig und hat eine Ziffer mehr.


... Zifferncode - Aufdruck
1. Ziffer - 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2. Ziffer 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
3. Ziffer 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
4. Ziffer 0 1 2 3 4 5 6 7


Beispiele.:

Beispiel Kennzeichnungen
Codezeichen 5100 4703 4R70
Exponent 510 * 100 470 * 103 4R70
Wert 510 470 KΩ 4,70 Ω



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