電子エンジニアは、日常業務で表面実装デバイスと呼ばれるさまざまなタイプの電子部品を統合します。 電子部品は電子機器の重要な部分です。 SMD パッケージにはさまざまな種類があります。 SMD パッケージは、単一のパッケージ内に含まれる特定の種類の機器またはコンポーネントです。 これらのパッケージは、物理的な品質を識別するのを容易にするコンポーネント グループとして機能します。 SMD パッケージの物理的なサイズと特性によって定義されます。

この記事は、さまざまな分野で電子部品の調達に関心のあるエンジニアに、表面実装パッケージのサイズ、タイプ、および適用される規格に関する詳細な情報を提供することを目的としています。

表面実装パッケージとは何を意味しますか?

表面実装技術を使用する SMT コンポーネントは、さまざまなタイプのパッケージで入手できます。 表面実装技術の向上により、さまざまなパッケージのサイズが縮小されています。 集積回路には他のさまざまな SMT パッケージも利用できますが、これは必要な相互接続のレベル、使用されている技術、およびその他の多くの考慮事項によって異なります。

さまざまな SMD パッケージを幅広く取り揃えています。 表面実装ボックスを使用するには、通常、はんだ付けされる、一致する銅設計を備えた特別な回路基板が必要です。 SMDパッケージにはさまざまな種類があるため、お客様の電子部品の使いやすさに応じてパッケージをお選びいただけます。

表面実装パッケージの要件

ほとんどの SMT コンポーネント サイズは業界標準に準拠しており、その大部分は JEDEC 要件であり、ある程度の標準化が保証されています。

確かに、さまざまな SMT パッケージがさまざまなコンポーネント タイプに利用されてきましたが、標準の存在により、PCB 設計などのタスクがはるかに簡素化されています。 さらに、標準化されたサイズのパッケージを使用することにより、生産がより簡単かつ迅速になります。 ピック アンド プレース機には SMT コンポーネントの標準フィードが統合されているため、これによりプロセスが合理化され、コストも削減される可能性があります。

 

表面実装パッケージのカテゴリ

コンポーネントの種類ごとに標準化されたパッケージがあり、さまざまな SMT パッケージがそれらのカテゴリに分類されます。

パッシブ長方形コンポーネント

この SMT コンポーネントはコンデンサと抵抗で構成されており、使用される部品の総数の大部分を占めます。 テクノロジーの進歩により、より小さなコンポーネントの製造と利用が可能になったため、さまざまなサイズが最小化されています。

半導体SMDパッケージ

ダイオード、トランジスタ、集積回路などの半導体の場合、さまざまな表面実装パッケージを統合できます。 必要な相互接続の量が大きく異なることが、集積回路に使用される SMT パッケージの多様性の原因となっています。 いくつかの重要なパッケージを以下に示します。

トランジスタおよびダイオードのパッケージ

これらのパッケージは、SMD ダイオードおよびトランジスタ用に統合されることがよくあります。 ダイオードは通常 2 つの電極を備えています。 3 つの電極を備えたパッケージにより、方向を正確に選択することが可能かつ簡単になります。

プリント回路上のSMDダイオード

他にも SMT トランジスタやダイオード パッケージが利用可能ですが、ここではよく知られているものについて説明します。

SOT-23 – 小型アウトライン トランジスタ: この SMT パッケージには、トランジスタ ダイオード専用の 3 つの端子が含まれています。 その寸法は 3 mm x 1.75 mm x 1.3 mm です。

SOT-223 – スモール アウトライン トランジスタ: このパッケージは、高電力が懸念されるアプリケーションに利用できます。 その寸法は 6.7 mm x 3.7 mm x 1.8 mm です。

集積回路用SMDパッケージ

SMD IC はさまざまな方法でパッケージ化できます。 多種多様ですが、それぞれに独自の用途があります。 小型アウトライン集積回路: この SMD パッケージには、1.27 mm のピン間隔とデュアル インライン レイアウトを備えたガルウィング リードが含まれています。

小さなアウトラインのパッケージング

この特定の SMD パッケージには多くの反復があります。 これらには次のものが含まれます。

TSOP (Thin Small Outline Packaging) は、ピン間隔が 0.5 mm のスモール アウトライン集積回路 SOIC よりも薄い SMD パッケージです。
シュリンク スモール アウトライン パッケージング (SSOP) – これは 0.635 mm のピン間隔を備えています。
TSSOP – これは Thin Shrink Small アウトライン パッケージです。
クォーターサイズの小さなアウトラインパッケージ: ピン間隔は 0.635 mm です。
ベリー スモール アウトライン パッケージング (VSOP): これは QSOP の小型バージョンで、ピン間隔が 0.65、0.5、または 0.4 mm であることが特徴です。

ICの平たい容器を表す総称があります。 QFP（クアッド・フラット・パック）と呼ばれるこの用語は、ICに使用される平らな容器の総称です。 各種バリエーションの一覧です。 LQFP としても知られる薄型クアッド フラット パックには、4 つの側面すべてにピンがあります。 このピンの高さは 1.4 mm ですが、このピンの間隔は集積回路によって異なります。

PQFP – プラスチック クワッド フラット パック: 正方形のプラスチック パッケージには、ガルウィングの形をした同数のピンが各面にあります。 通常、少なくとも 44 個のピンと狭い間隔が必要です。

CQFP – セラミック クアッド フラット パック: これは、PQFP のセラミック版です。

TQFP: これは、PQFP の小型版であり、TQFP (Thin Quad Flat Pack) です。

BGA: ボール グリッド アレイは、パッケージの下にあるパッドを介してプリント基板との電気的接触を可能にする集積回路パッケージです。 この用語は、はんだ付けプロセス前のパッドがはんだボールのように見えるという事実から造られました。

これらのパッケージ パッドを統合する PCB メーカーは、それらをパッケージの下に配置する場合があります。 これにより、クアッド フラット パッケージに必要な極薄リードに関連する問題のいくつかに対する解決策が提供されます。 BGA に関しては、ボールの間隔は正確に 1.27 mm です。

表面実装パッケージのアプリケーション

さまざまな数量で製造されるプリント基板設計のほとんどは、表面実装パッケージを統合しています。 多種多様なパッケージがあるにもかかわらず、一定レベルの均一性が存在する可能性があります。 このレベルの均一性は依然として達成可能です。 いずれの場合も、これは通常、これらのコンポーネントのパフォーマンスと機能の変動が原因で発生します。

SMDかSMTか?

人々は常に SMT と SMD を混同します。 これら 2 つの用語を交換します。 ただし、両者には違いがあります。 では、SMDとSMTの違いは何でしょうか? 表面実装技術と表面実装デバイスの主な違いは、SMD が通常プリント基板に取り付けられる電子部品であることです。 一方、SMTはこれらの電子部品を裸の基板上に実装する技術です。 裸の回路基板には表面実装デバイスがありません。

SMDデバイス

知っておく必要があることの 1 つは、鉛ベースのコンポーネントはビルドアップ コンポーネントとは異なるということです。 表面実装デバイス (SMD) 部品は、2 か所を接続するのではなく、基板にはんだ付けされるように設計されています。

従来のリード付きコンポーネントでは、リードが必ずしも回路基板の穴を通過するとは限りません。 さまざまな種類のコンポーネントがあります。 したがって、これらのコンポーネントをパッケージ化するにはさまざまな方法があります。 包装スタイルの中で、大きく 3 つの異なるタイプに分けることができます。 これらのタイプの SMD コンポーネント パッケージは、受動部品、ダイオード、トランジスタ、さらには集積回路です。 以下では、これらのタイプの SMD について説明します。

パッシブSMD

パッシブ SMD では、さまざまなパッケージング オプションを使用する必要があります。 ただし、ほとんどのパッシブ SMD は SMD コンデンサまたは SMD 抵抗であることに注意してください。 この場合、パッケージのサイズは非常に明確になります。 クリスタル、コイル、その他のコンポーネントには通常、より固有のニーズがあります。 したがって、これらのコンポーネントには常に独自のコンテナが付属します。

さらに、コンデンサと抵抗器は幅広いパッケージ サイズで入手できます。 これらの抵抗器またはコンデンサには、0201、0402、0603、0805、1206、および 1812 という識別子が付いています。これらの測定値はセンチメートル単位であり、数字で示されます。 これは、1206 の寸法が 12 x 100 分の 6 インチであることを意味します。 1206 や 1812 などのより大きなサイズが最初に使用されました。

ダイオードとトランジスタ

メーカーは、SMD トランジスタと SMD ダイオードをパッケージ化するために小型のプラスチック パッケージを使用します。 ケーブルは、接続に使用されるボックスから取り出されたときに回路基板との接触を維持するために曲げられています。

集積回路

IC のパッケージングには、さまざまなタイプのパッケージングが使用されます。 通常、特定のパッケージが統合されます。 ただし、これは必要な相互接続のレベルによって異なります。 基本的なロジック チップなどの特定の回路基板では、約 16 ピンまたは 14 ピンしか必要としない場合があります。 VLSI プロセッサおよび関連チップには、少なくとも 200 個のピンが必要な場合があります。 幅広いニーズに対応できるよう、さまざまなパッケージが用意されています。

小さなアウトラインの集積回路を使用して、より小さなチップをパッケージ化できます。 これらは基本的に、一般的な 74 シリーズ論理チップで使用される一般的なデュアル インライン (DIL) パッケージの SMT バージョンです。 また、使用できる他の小さなバリエーションもあります。 これには、シン スモール アウトライン パッケージとシュリンク スモール アウトライン パッケージが含まれます。

表面実装パッケージのサイズ
0201 SMDとは何ですか?

表面実装を備えたデバイスには、抵抗器、トランジスタ、コンデンサなどが含まれます。 SMD コンポーネント パッケージは通常、さまざまなサイズで入手可能であることに注意することが重要です。 これらのサイズは、これらの SMD コンポーネントにマークされています。 これは、サイズを互いに区別するのに役立ちます。 この 0201 SMD パッケージの寸法も 0.024 インチ x 0.012 インチ、つまり 0.6 x 0.3 mm です。

この 0201 SMD は、間隔が最優先されるアプリケーションでの信頼性を高めるように特別に設計されています。 タブレットや携帯電話などのポータブル電子機器もこれらのユースケースの 1 つです。 これらの 0201 SMD 部品を組み立てる際には、慎重な取り扱いが必要であることに注意してください。

0201 SMD のヤード・ポンド法とメートル法コードについて

SMD コンポーネントのサイズを表現するには 2 つの異なる方法があります。 コンポーネントの購入者にとって、これらの方法を見つけるのは非常に難しい場合があります。

インペリアルコードとメートルコードの使用方法を区別するのは混乱を招く可能性があります。 ただし、注意していれば、これらのコードは非常に簡単に理解できます。 数値コードはコンポーネントのサイズを表します。

また、帝国コードをインチ単位で表現することもできます。 たとえば、0201 帝国コードは、コンポーネントのサイズが 0.02 x 0.01 インチであることを示します。 メートル法コードはミリメートル単位で測定されます。 たとえば、0201 SMD メートル コードを使用すると、コンポーネントのサイズが 0.2 x 0.1 mm であることを示します。

 

表面実装ディスクリート抵抗器

表面実装抵抗器には薄膜と厚膜の2種類があります。

厚膜表面実装抵抗器: アキシャル抵抗器のような円形コア上に抵抗膜を堆積させるのではなく、SMD は高純度の平坦なアルミナ基板表面上に二酸化ルテニウムベースのペーストとおそらく同等の物質をスクリーニングすることによって作成されます。

薄膜抵抗器: ガラス コーティングとも呼ばれる保護カバーを備えたセラミック基板上に構築され、ターミネータ上のセラミック基板上に厚膜ペーストとして銀がコーティングされています。

この抵抗器は、片面に保護コーティングを施した抵抗層と、もう片面に白色のベース層を備えているようです。 したがって、コンデンサと抵抗は外観に基づいて簡単に区別できます。

表面実装用セラミックコンデンサ

高周波回路に最適な SMD パッケージが必要な場合は、表面実装コンデンサを検討する必要があります。 これをコンテナの下、回路基板の反対側のやや下に配置できます。 このアプリケーション SMT コンデンサは、周波数制御を含むデカップリング アプリケーションとして機能します。

LCCC – リードレスセラミックチップキャリア

LCCC のキャスタレーション終端は、溝状の金メッキ終端であり、より短い信号経路とより多くの動作周波数を提供します。

ただし、特定のパッケージ ピッチに基づいて、リードレス セラミック チップ キャリアを多くのファミリに分類することができます。 50 mil のリード付きセラミック チップ キャリア グループは非常に人気があります。 ただし、2000 万、2500 万、4000 万のファミリもあります。

結論

過去数年にわたり、プリント基板の製造は大きく発展してきました。 集積回路の導入により、これらのボードのサイズは縮小されました。 これらの小さなボードには、いくつかのコンポーネントを保持できます。 ただし、PCB 上のコンポーネントとワイヤが適切に取り付けられていることを確認することが最も重要です。 不適切に設置すると、ショートやその他の問題が発生する可能性があるためです。 したがって、表面実装デバイスおよびコンポーネントを選択するときは、細心の注意を払う必要があります。