Surface Mounted Devices

Gehäuse, Abmessungen und Kodierung von SMD-Komponenten

Standard-Gehäuse

Für die vor dem Hintergrund der vollautomatischen Bestückung von Leiterplatten entwickelte SMD-Technik ist die internationale Standardisierung von Abmessungen und Gehäusen der SMD-Komponenten von großer Bedeutung. Man ist zwar bis heute nicht in der Lage, für alle Komponenten standardisierte Gehäuseformen anzugeben; für häufig verwendete Bauteile wie Widerstände, Kondensatoren, Dioden, Transistoren und integrierte Schaltungen ist dies jedoch der Fall. In diesem Beitrag werden die standardisierten Gehäuse sowie deren Abmessungen vorgestellt.

Passive Komponenten wie Widerstände und Kondensatoren sind in Quader-Gehäusen untergebracht. Bild 1 zeigt das allgemeine Format dieser Gehäuse. Der Träger ist an beiden Seiten mit verzinnten Anschlußflächen versehen, die sich über die gesamte Breite A des Bauteils erstrecken.

• Rechteckförmige Gehäuse (Quader)

 

Bild 1. Grundform von Quadergehäusen.

 

Ein vierstelliger Ziffernkode gibt Auskunft Uber die absoluten Abmessungen des Quaders. Insgesamt existieren elf verschiedene Bauformen, von denen bis heute aber erst fünf durch das IEC (‘International Electrotechnical Commission’) in einer Norm erfaßt wurden. Die Abmessungen der elf Gehäuseformen sind in der Tabelle Bild 2 zusammengefaßt.

 

Bild 2. Übersicht über die Abmessungen von elf standardisierten und genormten Quadergehäusen.

 

 • Zylinderförmige Gehäuse

Bild 3 zeigt den Grundaufbau eines zylinderförmigen SMD-Gehäuses, das in erster Linie für Widerstände und Dioden verwendet wird. Das Gehäuse besteht aus einer kleinen, gläsernen Röhre, die mit zwei verzinnten Metallenden versehen ist. Die Abmessungen der vier genormten Gehäusebauformen sind tabellarisch in Bild 4 aufgelistet.

 

Bild 3. Grundform zylinderförmiger SMD-Gehäuse.

 

Bild 4. Übersicht über die Abmessungen von vier standardisierten, zylinderförmigen Gehäusen.

 

- MELF ist die Abkürzung von ‘Metal ELectrode Face Bounding’. Die Bezeichnung leitet sich aus dem Verfahren ab, mit dem die in diesem Gehäuse untergebrachten Bauteile hergestellt werden.

- SOD ist die Abkürzung für ‘Small Outline Diode’, was übersetzt soviel wie ‘Diode mit kleinen Abmessungen’ bedeutet. Anzumerken ist, daß neben den vier standardisierten zylindrischen Gehäuse-Bauformen einige nicht genormte Gehäuse existieren, die unter der Bezeichnung ‘Tubular’ zusammengefaßt werden. Mit Tubular-Gehäusen werden beispielsweise einige Reihen von Tantal-Kondensatoren angeboten.

• Sonstige SOD-Gehäuse

Außer im zylinderförmigen, standardisierten SOD-80-Gehäuse werden einige Diodentypen auch im SOD-6- und SOD-15-Gehäuse angeboten. Da diese Gehäuse (Bild 5) nicht standardisiert sind, sollte man beim Entwurf von SMD-Schaltungen derartige Bauelemente nach Möglichkeit meiden.

• SOT-Gehäuse

 

Bild 5. Zwei nicht standardisierte SOD-Gehäuse.

 

SOT ist das Kürzel für ‘Small Outline Transistor’. Wie aus der Bezeichnung hervorgeht, werden in diesem Gehäusetyp vorwiegend Transistor-Chips untergebracht. Gelegentlich trifft man jedoch auch einige Z-Dioden in SOT-Gehäusen an. Zum Glück gibt es nur drei standardisierte Bauformen für SOT-Gehäuse, deren äußeres Erscheinungsbild aus Bild 6 hervorgeht. Die dazugehörigen Abmessungen sind in Bild 7 enthalten.

 

Bild 6. Drei SOT-Gehäuse für Transistoren und Dioden.

 

Bild 7. Abmessungen der drei SOT-Gehäuse.

 

Bild 7. Abmessungen der drei SOT-Gehäuse.

 

- Das Gehäuse der Bauform SOT-23 wurde bereits in der zweiten Hälfte der 60er Jahre eingeführt. Man verwendet dieses Gehäuse für Transistoren mit geringer Leistung sowie für Einzeldioden und Dioden-Paare. Die maximale Leistung, die ein solches Gehäuse verkraftet, beträgt 200 mW bei 25 °C.

- Die SOT-89-Bauform stammt aus den 70er Jahren. Solch ein Gehäuse verfügt über drei elektrische Anschlüsse, die in einer Reihe liegen. Der mittlere Anschluß läuft unter der gesamten Gehäuse-Oberfläche entlang, so daß ein guter thermischer Übergang zwischen diesem Anschluß und der Platine gewährleistet ist. So ist dieses Gehäuse in der Lage, eine Leistung von maximal 500 mW bei 25 °C umzusetzen.

- Die Bauform SOT-143 ist noch ziemlich neu. Wesentliches Merkmal dieses Gehäusetyps sind seine insgesamt vier Anschlüsse. Somit besteht auch die Möglichkeit, beispielsweise Brückengleichrichter und MOS-FETs mit diesem Gehäuse zu versehen. Die Maximalleistung beträgt 400 mW bei 25 °C. Um die vier Anschlüsse identifizieren zu können, ist ein Anschluß etwas breiter ausgeführt.

Die Anschlußpins der drei Gehäuseformen sind in den Zeichnungen dieses Artikels absichtlich nicht numeriert. Der Grund dafür besteht darin, daß der breite Pin des SOT-143-Gehäuses bei Siemens mit ‘Pin 3’, bei Valvo mit ‘Pin 1’ und in einigen Übersichtskatalogen mit ‘Pin 4’ bezeichnet ist. Beim Entwurf einer Schaltung sollte man deshalb nicht von der Pin-Bezeichnung ausgehen, sondern stets das interne Schaltbild zugrunde legen.

• SOIC-Gehäuse

Die SOIC-Gehäuse, oft mit SO abgekürzt, bilden den Standard für integrierte Schaltkreise in SMD-Technik. Diese Gehäuse, die Bild 8 zeigt, haben im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die bekannten DIL-Gehäuse, nur beträgt das Rastermaß in diesem Fall 1,27 mm. Die SOIC-Gehäuseform ist gar nicht so neu, wie es vielleicht den Anschein hat. Sie wurde bereits zu Beginn der 60er Jahre von Philips (Valvo) vorgestellt, um ICs in Hybrid-Schaltungen unterzubringen. Das Volumen von SOlC-Gehäusen beträgt etwa 35% des Volumens äquivalenter DIL-Gehäuse.

 

Bild 8. Die standardisierten SOlC-Gehäuse für relativ kleine integrierte Schaltkreise.

 

SOIC-Gehäuse sind mit 8 bis 40 elektrischen Anschlüssen lieferbar. Die Gehäusebreite variiert dabei zwischen zwei verschiedenen Werten: 4,0 mm und 7,6 mm. Im Gegensatz zu den DIL-Gehäusen liegt der Übergang zwischen der schmalen und der breiten Ausführung bereits bei der 16-Pin-Ausführung; dieses Gehäuse ist sowohl in einer 4,0-mm-Version als auch in einer 7,6-mm-Ausführung lieferbar. Die mit Pin 1 beginnende Anschlußreihe ist durch eine abgeflachte Ecke am Gehäuse gekennzeichnet.

ln Bild 9 sind die Standard-Abmessungen eines (schmalen) SOIC-Gehäuses zusammengefaßt. Aus der Tabelle Bild 10 gehen Breite, Länge, Bezeichnung und JEDEC-Kode für die erhältlichen SOIC-Ausführungen hervor. Der JEDEC-Kode (SOT...) ist dabei diejenige Gehäusebezeichnung, die von der JEDEC {‘Joint Electronic Device Engineering Council’) weltweit genormt wurde.

 

Bild 9. Die wichtigsten Abmessungen eines schmalen SOlC-Gehäuses.

 

Bild 10. Übersicht über die Bezeichnungen und Abmessungen von SOIC-Gehäusen.

 

Da ein IC mit 40 Anschlüssen bei Verwendung des üblichen Rastermaßes immer noch zu groß ausfallen würde, hat man hier den Pinabstand auf 0,76 mm verringert. Aus diesem Grund werden diese Bausteine auch als ‘Very Small Outline IC’ oder kurz als ‘VSOIC’ bezeichnet.

• PLCC-Gehäuse

Der Einsatz von (V)SOIC-Gehäusen führt immer dort zu konstruktiven Problemen, wo in einem möglichst kleinen Gehäuse mehr als 40 elektrische Anschlüsse unterzubringen sind. Ein gravierender Nachteil ist, daß die Abstände zwischen dem Chip und den elektrischen Anschlüssen zu groß werden und dadurch erhebliche parasitäre Kapazitäten und Induktivitäten entstehen. Dieses Problem spielt insbesondere bei schnellen Digitalschaltungen eine erhebliche Rolle.

Deshalb wurden die sogenannten PLCC-Gehäuse (‘Plastic Leaded Chip Carrier’) entworfen: Bei diesen quadratischen Bausteinen sind die elektrischen Anschlüsse über alle vier Seiten des Gehäuses verteilt. ICs mit 20, 28, 44, 52, 68 und 84 Anschlüssen sind in PLCC-Gehäusen erhältlich.

Im Gegensatz zu den bisher behandelten SMD-Gehäusen sind die Anschlüsse eines PLCC-Gehäuses nicht flach ausgeführt, sondern sie werden unter das Gehäuse gebogen, wie in Bild 11 gezeigt ist. Derart verpackte Bauelemente liegen daher nicht flach auf der Platine auf, sondern ‘schweben’ mehrere zehntel Millimeter darüber. Der Abstand zwischen den Anschlüssen beträgt 1,27 mm. Die weiteren Abmessungen gehen aus der Zeichnung in Bild 12 und aus der Tabelle in Bild 13 hervor.

 

Bild 11. Detailzeichnung eines PLCC-Anschlusses.

 

Bild 12. Abmessungen eines PLCC-44-Gehäuses.

 

Bild 13. Abmessungen und Bezeichnungen von sechs PLCC-Gehäusen.

 

• Spezielle Gehäuse

 

Neben den bereits angesprochenen SMD-Gehäusen existieren noch einige Varianten, die nahezu ausschließlich im professionellen Bereich verwendet werden:

- Die Bezeichnung LCCC steht für ‘Leadless Ceramic Chip Carrier’. Diese Gehäuse ähneln der PLCC-Bauform, haben jedoch ein anderes, keramisches Basismaterial. Dieser Gehäusetyp wird dort verwendet, wo sehr hohe Ansprüche an die Zuverlässigkeit der Schaltung gestellt werden. Das Gehäuse ist hermetisch völlig geschlossen, die Kontakte bilden flache Winkel und sind an den vier Seiten des Gehäuses angebracht.

- Das Micropack-Gehäuse besteht aus einem sehr dünnen, hitzebeständigen Polyamid-Film (127 µm ). ln den Film werden Fenster gestanzt, die den Chip aufnehmen. Unter den Film wird eine Kupferfolie geklebt, aus der die Verbindungsleitungen zu den Anschlüssen herausgeätzt werden. Nachdem der Chip mit der Kupferfolie verbunden ist, wird der Film an der Oberseite mit einer sehr dünnen Glasschicht bedeckt, ln die Ränder der Glasschicht werden Löcher geätzt, so daß die Kupferstreifen der Kupferfolie zugänglich werden. Die Löcher werden durch Aufdampfen einer Lötzinn-Legierung gefüllt. Somit entsteht ein hermetisch vollkommen abgeschlossenes Gebilde. Die Verbindung mit dem Rest der Schaltung wird mit dünnen Golddrähten hergestellt, die auf die Zinnhügel aufgelötet werden.

 

Widerstände

• Im Quader-Gehäuse

Widerstände in Quader-Gehäusen lassen sich bei einer nicht automatisierten Bestückung problemlos verwenden, da sie dank ihrer flachen Oberfläche mit einer Saugpipette leicht zu plazieren sind. Sie rollen auch nicht weg, so daß diese Bauteile einfacher zu verarbeiten sind als MELF-Widerstände. Der Aufbau eines Quader-Widerstands ist in Bild 14 schematisch dargestellt.

 

Bild 14. Der Aufbau eines quaderförmigen SMD-Widerstands.

 

Das Substrat besteht aus einem hochwertigen Keramikmaterial auf Aluminiumoxid-Basis. Auf diesen Träger wird im Siebdruckverfahren der Widerstandsbelag aufgetragen. Dicke und Zusammenstellung der Schicht werden so gewählt, daß der resultierende Widerstand geringfügig unter dem gewünschten Wert liegt. Nachdem die Schicht getrocknet ist, vergrößert ein Laser die Weglänge des Leiters, bis der Widerstandswert innerhalb der Toleranz liegt. Abschließend wird der Belag mit einer Schutzglasur bedeckt. Die beiden inneren aus Nickel bestehenden Elektroden sorgen für einen ausgezeichneten elektrischen Kontakt zwischen der Widerstandsschicht und den Anschlüssen.

Die meisten Quader-Widerstände sind in Gehäusen der Bauform 1206 untergebracht. Sie sind mit 0,25 W belastbar, und die maximale Spannung am Bauteil darf 250 V betragen. ln dieser Form liefern die meisten Hersteller Widerstände mit Werten zwischen 1Ω und 10 MΩ aus den Reihen E12 und E24. Die Toleranzen betragen + 5% und ±10%, der Temperaturkoeffizient liegt im Bereich ±200-10-6/°C. Außerdem sind sogenannte Brücken erhältlich, die einen Widerstand von 0Ω aufweisen und mit einem Strom bis zu 2 A belastbar sind. Einige Hersteller liefern auch Präzisionswiderstände aus der Reihe E96 in Quader-Form mit einer Toleranz von 1%.

 

• Kodierung von Quader-Widerständen

 

Quader-Widerstände werden nicht durch Farbringe, sondern durch einen winzigen Ziffernaufdruck gekennzeichnet. Bild 15 zeigt einige Beispiele kodierter Widerstandsbezeichnungen.

 

Bild 15. Beispiele für die kodierte Bezeichnung quaderförmiger SMD-Widerstände.

 

Beim Widerstandskode muß zwischen normalen Widerständen mit einer Toleranz von 5% bzw. 10% und Präzisionswiderständen mit 1% Toleranz unterschieden werden:

Brücken haben den Aufdruck ‘000’. Bei normalen Widerständen mit Werten zwischen 1Ω und 9,1Ω hat der Kode die Form ‘xRy’. Dabei steht x für die Ziffer vor den Komma, y für die Ziffer hinter dem Komma. Die Kombination ‘4R7’ kennzeichnet beispielsweise einen 4,7-D-Widerstand. Die Bezeichnung der Widerstände im Bereich 10...91Ω hat die Form ‘xyR’. x steht für die höchstwertige und y für die darauf folgende gültige Ziffer. Mit ‘12R’ wird somit ein Widerstandswert von 12Ω bezeichnet. Bei Widerständen ab 100Ω wird die Kodierung ‘xym’ angewendet. Dabei steht x wiederum für die höchstwertige und Y für die nächste Ziffer. Die Ziffer m (der Multiplikator) gibt die Anzahl der Nullen an, die hinter die beiden angegebenen Ziffern gehängt werden müssen, um den Widerstandswert in der Einheit Ω zu erhalten. Zum Beispiel bezeichnet die Ziffernfolge ‘123’ einen Widerstand mit 12 000Ω bzw. 12 kΩ.

Für Präzisionswiderstände mit einem Wert bis 988Ω wird die ‘xyzR’-Kodierung verwendet. Die Größen x, y und z stehen für die drei Stellen des Widerstandswertes. Der Ausdruck ‘634R’ kennzeichnet also einen Widerstand mit 634Ω. Bei höherohmigen Widerständen hat der Aufdruck die Form ‘xyzm’, wobei x, y und z wieder die signifikanten Ziffern angeben und die m-Ziffer die Anzahl der folgenden Nullen. Die Kombination ‘5493’ kennzeichnet also einen 549-kΩ- Widerstand, die Ziffernfolge ‘1502’ steht für 15 000Ω bzw. 15,0 kΩ.

 

• Widerstände im MINIMELF-Gehäuse

 

Widerstände in zylindrischen Gehäusen werden in Composite- oder in Filmtechnik gefertigt. Die Produktionsschritte sind dabei mit denen identisch, die auch bei der Fabrikation ‘normaler’ Widerstände mit Drahtanschlüssen Anwendung finden, ln Bild 16 ist der schematische Aufbau eines Metallfilmwiderstands skizziert. Bei der Herstellung wird zunächst der Widerstandsbelag auf einen keramischen Träger aufgedampft. Danach trimmt ein Laser den Widerstand auf einen innerhalb des Toleranzbereichs liegenden Wert, indem eine Nut in die Widerstandsschicht eingefräst wird.

 

Bild 16. Der Aufbau eines MELF-Widerstands.

 

MINIMELF-Widerstände sind mit Werten zwischen 1Ω und 1 MΩ erhältlich. Die maximale Leistung beträgt 0,25 W, die maximale Betriebsspannung 200 V. Lieferbare Toleranzen sind ±5%, ±2% und ±1%, je nachdem, ob die Widerstände in der Reihe E12, E24, E48 oder E96 liegen.

• Kodierung von MINIMELF-Widerständen

Diese Bauteile sind in bekannter Weise durch vier oder fünf Farbringe kodiert. Da alle Farbringe die gleiche Breite aufweisen, wird die korrekte Reihenfolge dadurch festgelegt, daß zwischen dem letzten und vorletzten Ring ein etwas breiterer Zwischenraum vorgesehen wird.

• Trimmpotentiometer

Genauso wie in der Welt der ‘großen Trimmpoti-Brüder’ kann auch im SMD-Bereich von einer Standardisierung keine Rede sein - es existieren etliche verschiedene Ausführungsformen von Trimmpotentiometern. Da sich aber bei den ‘großen’ Komponenten die PV- und PH-Typen von Piher als Defacto-Standard durchgesetzt haben, wird wohl irgendwann auch bei den SMD-Trimmern ähnliches geschehen. Der Kandidat für diesen Standard wird in Bild 17 vorgestellt.

 

Bild 17. Abmessungen eines Trimmpotentiometers in SMD-Ausführung.

 

Cermet-Trimmer sind mit Werten zwischen 100Ω und 1 MΩ bei einer Toleranz von ±30% von verschiedenen Herstellern erhältlich. Bei einer maximalen Leistung von 0,2 W darf eine Spannung bis zu 100 V über dem Bauteil abfallen. Der Drehwinkel beträgt 270°, wobei man aber darauf achten muß, daß es keinen mechanischen Anschlag gibt. Man kann also den Schleifer auf dem kürzesten Weg von einem Widerstandsanschluß zum anderen durchdrehen, und zwar ohne mechanischen Widerstand. Die Kodierung entspricht dem bereits besprochenen ‘xym’-System.

 

Kondensatoren

• Keramische Vielschicht-Kondensatoren im Quader-Gehäuse

Die Kapazität eines Kondensators hängt in erster Linie von seinen geometrischen Abmessungen ab. Daraus folgt, daß es unmöglich ist, für alle Kondensatorwerte ein Standardgehäuse vorzusehen. Die meisten Hersteller sind dazu übergegangen, den vollständigen Bereich zwischen 0,47 pF und 1,5 µF in fünf lEC-genormten Quadergehäusen anzubieten. Um einen derart großen Bereich abzudecken, werden verschiedene Dielektrika verwendet. Dabei gilt allgemein, daß die Abhängigkeit der Kapazität und des Verlustfaktors von Temperatur und Spannung zunimmt, wenn Kondensatoren mit verhältnismäßig großer Kapazität in kleine Gehäuse ‘gepreßt’ werden.

ln Bild 18 ist der Schnitt durch einen keramischen SMD-Kondensator schematisch dargestellt. Der Kondensator besteht aus vielen, abwechselnden Lagen aus Dielektrikum und Elektroden. Das Dielektrikum bildet ein sehr dünner, keramischer Film, auf den die Elektroden durch Siebdruck aufgebracht werden. Die Filmlagen werden unter sehr hohem Druck zusammengepreßt; das entstandene Gebilde wird durch eine Folie geschützt. Die beim Zerschneiden der ‘Kondensator-Stange’ entstehenden Einzelelemente werden anschließend mit Endkontakten versehen.

 

Bild 18. Der Aufbau eines keramischen Vielschicht-Kondensators.

 

Die Tabelle in Bild 19 zeigt eine Übersicht über die Kapazitätswerte der Kondensator-Standardreihen NP0 und X7R von Valvo. Die Toleranzen weisen einen Wert zwischen ±20% und ±5% auf, die maximale Spannung wird für beide Reihen mit 50 V angegeben. Der Temperaturkoeffizient beträgt für die NPO-Reihe maximal ±120 • 10~6/°C. Die Kapazität der Kondensatoren aus der X7R-Reihe schwankt Uber dem Gesamttemperaturbereich um maximal ±15%.

 

Bild 19. Übersicht Uber die SMD-Kondensatoren in Abhängigkeit von Gehäuse und Dielektrikum.

 

• Kodierung keramischer Kondensatoren

Hier kann man sich kurz fassen: Aus unerfindlichen Gründen werden diese Komponenten mit keiner Bezeichnung versehen. Bei der Montage von SMD-Kondensatoren ist daher ein Kapazitätsmeßgerät mit einer passenden Meßzange unentbehrlich.

• Tantal-Kondensatoren

SMD-Tantal-Kondensatoren sind mit Werten zwischen 0,1 µF und 100 µF für Spannungen zwischen 4 V und 33 V erhältlich. Da diese Komponenten nicht in Standard- Quader-Gehäusen untergebracht werden können, entwickelten die Hersteller eigene Gehäuse-Kreationen. Immerhin gehen alle Hersteller von einer rechteckigen Grundform aus.

Bild 20 zeigt den Schnitt durch einen Tantal-Kondensator. Als Basis dient eine rechteckige Anode aus sehr reinem, gesinterten Tantal. Diese Anode wird von einer sehr dünnen Oxidschicht umhüllt, die als Dielektrikum dient. Die Anode ist von einem festen Elektrolyten umgeben, der meistens aus Mangandioxid besteht. Der Elektrolyt ist wiederum von einer Kohlenstoff-Katode umgeben. Ein Epoxidharz mit relativ hohem Silberanteil stellt den elektrischen Kontakt zwischen Kohlenstoff und Kathodenanschluß her.

 

Bild 20. Der Aufbau eines SMD-tantal-Kondensators.

 

ln Bild 21 sind Form und Abmessungen von Tantal-Kondensatoren der B45193-Reihe von Siemens zusammengefaßt. Den positiven Anschluß markieren - je nach Abmessungen - ein weißes ‘ + ‘- Zeichen in einem schwarzem Balken, ein zweiteilig ausgeführter Anschluß und/oder eine Schräge an der Oberseite des Gehäuses. Bild 22 zeigt eine tabellarische Übersicht der lieferbaren Werte und Spannungen mit den dazugehörigen Gehäusegrößen. Die Lebensdauer der Komponenten schätzt man auf 500 000 Stunden. Der Wert des Leckstroms liegt zwischen 0,5 µA und 6,3 µA, gemessen bei Belastung mit der Nennspannung UN nach 5 Minuten bei 20 °C.

 

Bild 21. Gehäusegrößen von Tantal-Kondensatoren.

 

Bild 22. Kapazität und Nennspannung bestimmen die Gehäusegröße von Tantal-Kondensatoren.

 

• Kodierung von Tantal-Kondensatoren

 

SMD-Tantal-Kondensatoren werden - abhängig von Hersteller und Gehäusegröße - mit einem Aufdruck entsprechend dem bekannten ‘xym’-Kode oder mit einer von herkömmlichen Tantal-Elkos bekannten Bezeichnung versehen.

 

• Trimmkondensatoren

 

Auch auf dem Gebiet der SMD-Trimmkondensatoren wurde noch keine Standardisierung erzielt. Daher beschränkt sich diese Übersicht auf die Beschreibung der Eigenschaften des Modells 3060 von Stettner. Die Abmessungen sind in Bild 23 angegeben, eine Übersicht der angebotenen Werte und deren Farbkodierung folgt in Bild 24.

 

Bild 23. Abmessungen des SMD-Trimmkondensators Modell 3060.

 

Bild 24. Kapazitätsbereich und Kodierung der 3060-Trimmkondensatoren.

 

Die SMD-Trimmer weisen folgende Grunddaten auf: Isolationswiderstand 1010Ω; maximale Spannung 25 V; Toleranz maximal ±50%; Drehwinkel 180°; Drift ±2%, fünf Minuten nach dem Einstellen gemessen. Allerdings sind die SMD- Trimmkondensatoren nicht für Tauchlöt-Verfahren geeignet.

 

Dioden und Dioden-Kombinationen

• Dioden im SOD-80-Gehäuse

 

lm Prinzip unterscheidet sich der Aufbau einer Diode im SOD-80-Gehäuse (Skizze: Bild 25) nicht wesentlich von dem einer Diode mit Drahtanschlüssen. Der Dioden-Kristall liegt zwischen zwei Metallstutzen, die von einer umpressten Glasröhre umgeben sind. Das Röhrchen ist an den Enden mit zwei verzinnten Anschlußkappen versehen. Die Katoden-Seite wird mit einem schwarzen Zeichen markiert.

 

Bild 25. Aufbau einer Diode im SOD-80-Gehäuse.

 

Im SOD-80-Gehäuse sind hauptsächlich universell verwendbare Silizium-Dioden untergebracht. Der maximale Durchlaßstrom beträgt meistens 150 mA, die Sperrspannung liegt zwischen 75 V und 100 V, und die Sperrkapazität ist kleiner als 4 pF. Darüber hinaus werden auch vollständige Reihen von Z-Dioden mit Durchbruchspannungen zwischen 1 V und 51 V angeboten. Der empfohlene Strom beträgt 5 mA, die dynamische Impedanz liegt zwischen 6,5Ω und 70Ω, und der Temperaturkoeffizient überstreicht Werte zwischen -2,6 mV/°C und +12 mV/°C.

• Typenbezeichnung von SOD-80-Dioden

Außer dem deutlich erkennbaren Katodenring wird man keine weitere Bezeichnung auf dem Gehäuse finden. Universalmeßgerät, Stromquelle und passende Meßzange sind daher unentbehrlich.

• Dioden und Dioden-Kombinationen im SOT-23-Gehäuse

Ursprünglich wurde die Gehäuseform SOT 23 für Transistoren entwickelt. Man setzt sie aber auch zum Unterbringen von einzelnen oder kombinierten Dioden ein. In Bild 26 sind einige häufig vorkommende Anschluß-Konfigurationen skizziert. Eine Standardisierung ist in weiter Ferne, so daß man ein Universalmeßgerät oder einen Durchgangsprüfer bereithalten sollte. Zu allem Überfluß bringen verschiedene Hersteller sogenannte R-Typen (‘Reverse’) auf den Markt, bei denen der Anoden- und Katoden-Anschluß vertauscht sind. Dies kann zwar unter Umständen den Entwurf von Platinen-Layouts sehr vereinfachen, dient aber sicher nicht der Übersichtlickeit.

 

Bild 26. Anschlußbelegung von Einzeldioden und Diodenpaaren im SOT-23-Gehäuse.

 

• Brückengleichrichter im SOT-143-Gehäuse

In Bild 27 sind zwei häufig anzutreffende Pinbelegungen von Brückengleichrichtern im SOT-143-Gehäuse wiedergegeben. Glücklicherweise sind die Anschlüsse deutlich gekennzeichnet, so daß keine Unklarheiten auftreten. Die SMD-Gleichrichter liefern ungekühlt einen Strom von 0,5 A und sind für Wechselspannungen von 40 V, 80 V, 160 V und 250 V lieferbar.

 

Bild 27. Anschlußbelegung von Brückengleichrichtern im SOT-I43-Gehäuse.

 

• Fotoelektrische Dioden

Fotodioden und LEDs werden von den meisten Herstellern im SOT-23-Gehäuse geliefert. Daneben bieten verschiedene Hersteller noch sogenannte ‘CERLEDs’ an, deren schematischer Aufbau in Bild 28 gezeigt wird. Die kleine Linse auf dem Chip kann sowohl transparent als auch diffus sein. Farblich stehen alle von den ‘normalen’ LEDs her bekannten Farben sowie der Infrarot-Bereich zur Verfügung. Der Nennstrom beträgt 20 mA, die Lichtstrom liegt zwischen 20 mcd (rot) und 4,8 mcd (grün).

 

Bild 28. Gehäuse und Abmessungen von ‘CERLED’-Leuchtdioden.

 

• Thyristoren im SOT-23-Gehäuse

Thyristoren geringer Leistung werden mit der in Bild 29 angegebenen Pinbelegung angeboten. Die Strombelastbarkeit beträgt etwa 100 mA bei Sperrspannungen bis 150 V. Die Anschlußreihenfolge scheint standardisiert zu sein. Triacs sind in den Angebotskatalogen zur Zeit noch nicht zu finden.

 

Bild 29. Anschlußbelegung von Thyristoren im SOT-23-Gehäuse.

 

Transistoren

• Einzeltransistoren im SOT-23-und SOT-89-Gehäuse

Was die Anschlußbelegung von Bipolartransistoren, FETs und MOS-FETs angeht, so existiert auf diesem Gebiet eine Absprache zwischen den Herstellern. Diese ist in Bild 30 grafisch zusammengefaßt. Man kann davon ausgehen, daß jeder Transistortyp, der in herkömmlicher Form (mit Drahtanschlüssen) auf dem Markt erhältlich ist, ohne technische Probleme auch in SMD-Form geliefert werden kann. Allein die Nachfrage der Industrie bestimmt, wie sich das Angebot entwickeln wird. Die Spezifikationen von SMD-Transistoren sind in groben Zügen mit denen ihrer ‘normalen’ Vorgänger identisch - mit Ausnahme der maximalen Leistung, die durch das relativ kleine SOT-Gehäuse begrenzt wird.

 

Bild 30. Übersicht über die Anschlußbelegungen von Transistoren.

 

Es ist zu beachten, daß von verschiedenen Herstellern R-Typen angeboten werden, bei denen die Funktion des linken und rechten Anschlusses vertauscht ist. Dies vereinfacht das Leben eines Platinen-Layouters ungemein. Erkennen kann man diese Transistortypen an dem ‘R’ im Anschluß an die normale Bezeichnung.

• Transistor-Kombinationen im SOT-143-Gehäuse

Verschiedene Hersteller bieten Transistorpaare im SOT-143-Gehäuse mit der in Bild 31 gezeigten Pinbelegung an.

 

Bild 31. Anschlußbelegung eines Transistorpaares im SOT 143-Gehäuse.

 

• Kodierung von SMD-Transistoren

SMD-Transistoren werden durch eine Buchstaben-Ziffern-Kombination gekennzeichnet. Einen logischen Zusammenhang in der Zusammensetzung der Bezeichnung kann man beim besten Willen nicht erkennen. Darüberhinaus stellt sich das Problem, daß verschiedene Hersteller die gleiche Bezeichnung für zwei völlig verschiedene Transistortypen verwenden. So wird der Kode ‘AC’ sowohl für den BCX 51 im SOT-89-Gehäuse als auch für den BCW60C im SOT-23-Gehäuse verwendet.

Es würde zu weit führen, in diesem Übersichtsartikel eine alle Hersteller und alle Typen umfassende Konvertierungstabelle anzugeben. Daher sei an dieser Stelle auf Spezialliteratur bzw. auf die Datenbücher der Hersteller verwiesen.

 

Integrierte Schaltungen

Beim Thema TCs in SMD-Technik’ kann man sich kurz fassen. Im Prinzip kann man ohne technische Probleme jeden Chip, der in einem gewöhnlichen DIL-Gehäuse untergebracht ist, genauso gut in einem SO-Gehäuse auf den Markt bringen. Auch hier gilt, daß ausschließlich die industrielle Nachfrage das Angebot bestimmt.

Die meisten Digital-ICs in TTL- und CMOS-Technik sind zur Zeit in SO-Gehäusen lieferbar. Für lineare Schaltungen gilt, daß neben den Standardschaltkreisen wie Operationsverstärkern und Komparatoren vorwiegend komplizierte Schaltkreise aus dem Consumer- und Telekommunikationsbereich zunächst in SO-Gehäuse ‘eingepackt’ werden. Der Grund liegt darin, daß die Hersteller diese Schaltungen für die automatische Bestückung ihrer eigenen Consumer- und Telekommunikationsgeräte benötigen.

 

Sonstige Komponenten

Zur Zeit existiert kaum ein elektronisches Bauteil, das nicht bereits in angepaßter, miniaturisierter Form für die SMD-Technik zur Verfügung steht. Da die Gehäuse dieser Komponenten allerdings (noch) nicht standardisiert sind, hat es keinen Sinn, in diesem Beitrag ausführlich darauf einzugehen.