Na het solderen THT-componenten Het solderen van SMD-componenten is in zekere zin de hoogste discipline onder de soldeeruitdagingen. De moeilijkheidsgraad neemt toe naarmate de grootte van de componenten afneemt.
SMD staat voor "Surface Mounted Devices" en wordt soms ook "SMT" genoemd, wat "Surface Mounted Technology" betekent. Beide termen verwijzen naar een assemblagetechnologie waarbij elektronische componenten op het oppervlak van een printplaat worden gesoldeerd om contact te maken. In tegenstelling tot THT-componenten worden SMD-componenten niet door de printplaat gestoken, maar gewoon erop geplaatst en in de juiste positie gesoldeerd.
Wat op het eerste gezicht ontmoedigend klinkt, is dat eigenlijk niet. Natuurlijk zijn de meeste SMD-componenten wat kleiner en hebben daarom een pincet en misschien zelfs een vergrootglas nodig, maar verder kunnen deze componenten sneller en gemakkelijker worden gesoldeerd dan THT-componenten.
Dit elimineert het vervelende "component plaatsen, component repareren, printplaat omdraaien, component solderen..." spel waar u misschien al bekend mee bent. THT-componenten weet. Het wordt al snel een "component plaatsen, solderen en klaar" spelletje. Als je eenmaal hebt geoefend in "SMD-solderen", bespaar je veel tijd. Bovendien zijn veel componenten nu alleen in SMD-vorm verkrijgbaar. Dit bespaart ook ruimte in het PCB-ontwerp.
Zoals u kunt zien, biedt SMD-technologie een aantal voordelen. Hier volgen enkele tips voor het solderen van SMD-componenten, zodat het niet zo'n uitdaging is om aan de slag te gaan.
Veiligheidsinstructies
Ik weet dat de volgende opmerkingen altijd een beetje vervelend zijn en onnodig lijken. Helaas hebben veel mensen die "beter" wisten door onvoorzichtigheid ogen, vingers of andere dingen verloren of zichzelf verwond. Gegevensverlies is in vergelijking bijna te verwaarlozen, maar zelfs dit kan erg vervelend zijn. Neem daarom vijf minuten de tijd om de veiligheidsinstructies te lezen. Omdat zelfs het coolste project geen blessure of andere problemen waard is.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/
Affiliate links / reclame links
De hier vermelde links naar online winkels zijn zogenaamde affiliate-links. Als u op zo'n affiliate-link klikt en via deze link een aankoop doet, ontvangt Nerdiy.de een commissie van de betreffende onlineshop of aanbieder. De prijs verandert voor jou niet. Als u via deze links uw aankopen doet, steunt u Nerdiy.de om in de toekomst andere nuttige projecten aan te kunnen bieden. 🙂
Eisen
Handige artikelen:
Meer nuttige informatie over de basisbeginselen van solderen vind je in het volgende artikel:
Elektronica - Mijn vriend de soldeerbout
Elektronica - Soldeerverbindingen losmaken, componenten reinigen en verwijderen
Benodigd materiaal:
In de volgende lijst vindt u alle onderdelen die u nodig heeft om dit artikel te implementeren.
Vereist gereedschap:
In de volgende lijst vind je alle tools die je nodig hebt om dit artikel te implementeren.
Grootte of behuizingsvormen van SMD-componenten
In het volgende artikel worden niet alle behuizingsvormen getoond. Alleen de meest voorkomende
ULN2003A in SO-16 behuizing
Info over de vorm van de behuizing: https://en.wikipedia.org/wiki/Small_Outline_Integrated_Circuit
WS2812B in 5050 behuizing
Informatie over de vorm van de behuizing is altijd te vinden in het gegevensblad van de betreffende component. In dit geval geeft de naam de afmetingen al aan: de eerste 50 in de naam betekent dat de eerste rand van de behuizing 5,0 mm lang is. De tweede 50 betekent analoog dat de tweede zijde van de behuizing 5,0 mm lang is.
| Maat Code (inch) volgens EIA norm |
Lengte in mm | Breedte mm | Lengte in inches | breedte in inches |
|---|---|---|---|---|
| 01005 | 0,4 | 0,2 | 0,016 ± 0,0008 | 0,008 ± 0,0008 |
| 0201 | 0,6 | 0,3 | 0,024 ± 0,002 | 0,012 ± 0,001 |
| 0402 | 1,02 ± 0,10 | 0,50 ± 0,10 | 0,040 ± 0,004 | 0,020 ± 0,004 |
| 0504 | 1,27 ± 0,15 | 1,02 ± 0,15 | 0,050 ± 0,006 | 0,040 ± 0,004 |
| 0603 | 1,60 ± 0,10 | 0,80 ± 0,10 | 0,063 ± 0,004 | 0,031 ± 0,004 |
| 0805 | 2,00 ± 0,15 | 1,25 ± 0,15 | 0,079 ± 0,006 | 0,050 ± 0,006 |
| 0907 | 2,29 ± 0,20 | 1,78 ± 0,20 | 0,090 ± 0,008 | 0,070 ± 0,008 |
| 1008 | 2,50 ± 0,15 | 2,00 ± 0,15 | 0,098 ± 0,006 | 0,078 ± 0,006 |
| 1206 | 3,20 ± 0,15 | 1,60 ± 0,15 | 0,126 ± 0,006 | 0,063 ± 0,006 |
| 1210 | 3,20 ± 0,15 | 2,50 ± 0,15 | 0,126 ± 0,006 | 0,098 ± 0,006 |
| 1411 | 3,50 ± 0,20 | 2,80 ± 0,20 | 0,138 ± 0,008 | 0,110 ± 0,008 |
| 1515 | 3,81 ± 0,38 | 3,81 ± 0,38 | 0,150 ± 0,015 | 0,150 ± 0,015 |
| 1608 | 4,00 ± 0,20 | 2,00 ± 0,20 | 0,157 ± 0,008 | 0,078 ± 0,008 |
| 1812 | 4,60 ± 0,20 | 3,20 ± 0,20 | 0,181 ± 0,008 | 0,126 ± 0,008 |
| 1825 | 4,60 ± 0,20 | 6,30 ± 0,20 | 0,181 ± 0,008 | 0,248 ± 0,008 |
| 2010 | 5,08 ± 0,13 | 2,54 ± 0,08 | 0,200 ± 0,005 | 0,100 ± 0,003 |
| 2220 | 5,70 ± 0,20 | 5,00 ± 0,20 | 0,224 ± 0,008 | 0,197 ± 0,008 |
| 2312 | 6,00 ± 0,20 | 3,20 ± 0,20 | 0,236 ± 0,008 | 0,126 ± 0,008 |
| 2512 | 6,35 ± 0,13 | 3,20 ± 0,08 | 0,250 ± 0,005 | 0,126 ± 0,003 |
| 2515 | 6,30 ± 0,20 | 3,81 ± 0,20 | 0,248 ± 0,008 | 0,150 ± 0,008 |
| 2716 | 7,00 ± 0,20 | 4,00 ± 0,20 | 0,275 ± 0,008 | 0,157 ± 0,008 |
| 2824 | 7,20 ± 0,20 | 6,10 ± 0,20 | 0,283 ± 0,008 | 0,240 ± 0,008 |
| 2917 | 7,30 ± 0,20 | 4,30 ± 0,20 | 0,287 ± 0,008 | 0,170 ± 0,008 |
| 2920 | 7,30 ± 0,20 | 5,00 ± 0,30 | 0,287 ± 0,008 | 0,197 ± 0,012 |
| 3111 | 8,00 ± 0,20 | 2,80 ± 0,20 | 0,315 ± 0,008 | 0,110 ± 0,008 |
| 3931 | 10,00 ± 0,20 | 8,00 ± 0,20 | 0,394 ± 0,008 | 0,315 ± 0,008 |
| 4018 | 10,16 ± 0,20 | 4,60 ± 0,20 | 0,400 ± 0,008 | 0,181 ± 0,008 |
| 4040 | 10,2 ± 0,50 | 10,2 ± 0,50 | 0,400 ± 0,020 | 0,400 ± 0,020 |
| 4320 | 11,00 ± 0,20 | 5,00 ± 0,20 | 0,433 ± 0,008 | 0,197 ± 0,008 |
| 4335 | 11,00 ± 0,20 | 9,00 ± 0,20 | 0,433 ± 0,008 | 0,352 ± 0,008 |
| 4349 | 11,00 ± 0,20 | 12,50 ± 0,20 | 0,433 ± 0,008 | 0,492 ± 0,008 |
| 4424 | 11,10 ± 0,81 | 6,10 ± 0,40 | 0,435 ± 0,032 | 0,240 ± 0,015 |
| 4527 | 11,50 ± 0,20 | 7,00 ± 0,20 | 0,455 ± 0,008 | 0,275 ± 0,008 |
| 4540 | 11,4 ± 0,58 | 10,2 ± 0,50 | 0,450 ± 0,023 | 0,400 ± 0,020 |
| 4723 | 12,00 ± 0,20 | 6,00 ± 0,20 | 0,472 ± 0,008 | 0,236 ± 0,008 |
| 4825 | 12,20 ± 0,20 | 6,35 ± 0,20 | 0,480 ± 0,008 | 0,250 ± 0,008 |
| 5550 | 14,00 ± 0,71 | 12,70 ± 0,63 | 0,550 ± 0,028 | 0,500 ± 0,025 |
| 5727 | 14,40 ± 0,20 | 7,00 ± 0,20 | 0,567 ± 0,008 | 0,275 ± 0,008 |
| 6145 | 15,50 ± 0,20 | 11,50 ± 0,20 | 0,610 ± 0,008 | 0,455 ± 0,008 |
| 6561 | 16,50 ± 0,20 | 15,50 ± 0,20 | 0,651 ± 0,008 | 0,610 ± 0,008 |
| 7565 | 19,10 ± 0,96 | 16,50 ± 0,83 | 0,750 ± 0,038 | 0,650 ± 0,033 |
Soldeerpasta
Correcte opslag van soldeerpasta:
De opslag van soldeerpasta is iets dat het werken met soldeerpasta iets moeilijker maakt dan het werken met soldeer uit de handel. Terwijl je soldeer gewoon kunt laten rondslingeren, is dit iets moeilijker met soldeerpasta. In tegenstelling tot soldeer vervliegt het vloeimiddel in soldeerpasta na verloop van tijd. Dit betekent dat de soldeerpasta na verloop van tijd niet meer "vloeibaar" lijkt en daarom moeilijker aan te brengen is. Bovendien hecht het soldeer dat erin zit ook minder goed aan de respectieve metalen oppervlakken.
Deze verdamping van het soldeerpasta-vloeimiddel kan echter worden gestopt. Hiervoor moet u de soldeerpasta bij lage temperaturen bewaren - bijvoorbeeld in de vriezer. Zorg er wel voor dat je de soldeerpasta apart van voedsel bewaart of heel goed verpakt in de vriezer. Denk eraan dat soldeerpasta vaak lood en andere stoffen bevat die je niet in je eten wilt hebben!
SMD-solderen met soldeer en soldeerbout
Het solderen van SMD-componenten met soldeer en een soldeerbout gaat eigenlijk altijd volgens hetzelfde principe.
1. vertin een vrij soldeerpad - bij voorkeur een pad dat niet verbonden is met een groot koperoppervlak - met wat soldeer.
2. Verwarm soldeer op het vertinde pad, plaats tegelijkertijd het onderdeel en maak zo een eerste soldeerverbinding tussen printplaat en onderdeel.
Controleer of het onderdeel correct georiënteerd/gepolariseerd is.
Soldeer de resterende contacten van de component.
Weerstanden/Capacitors
pin-headers
Nog toe te voegen.
stopcontacten plaatsen
Nog toe te voegen.
ESP8266 ESP-12
IC's
Het solderen van IC's in de SOP-behuizing werkt ook volgens een gelijkaardig principe.
THT-knop
Het solderen van THT-drukknoppen - d.w.z. drukknoppen die door de printplaat heen worden gestoken - wordt beschreven in het artikel Elektronica – Soldeer THT-componenten met de hand beschreven.
SMD-knop
SMD-knoppen zijn ook gemakkelijk te solderen met soldeer en een soldeerbout.
5050 LED's
LED's zoals de "beroemde" WS2812B hebben ook contacten die redelijk toegankelijk zijn vanaf de buitenkant. De meeste van deze contacten bevinden zich echter aan de onderkant van de LED-behuizing. Daarom kunnen deze LED's in dit type behuizing niet betrouwbaar aan de printplaat worden gesoldeerd. Zelfs een aanvankelijk stabiele verbinding kan later gemakkelijk breken door buiging van de printplaat of trillingen.
Daarom is het beter om componenten in dit type behuizing te solderen met soldeerpasta.
SMD-solderen met soldeerpasta en soldeerbout
De procedure voor het solderen van SMD-componenten met soldeerpasta en soldeerbout is ook bijna altijd vergelijkbaar en kan als volgt worden samengevat.
Smeer alle soldeerpads van de gewenste component in met soldeerpasta.
Plaats het onderdeel, lijn het correct uit en controleer of het correct georiënteerd is.
3. zonder de componentpoot aan te raken (de component zou kunnen wegglijden), verwarmt u het soldeerpad van de eerste componentpoot tot de soldeerpasta vloeibaar wordt en de componentpoot aan het soldeerpad wordt gesoldeerd.
Controleer opnieuw of het onderdeel nog steeds correct en recht is uitgelijnd en georiënteerd.
5. soldeer de overige contacten van de component volgens hetzelfde schema.
Weerstanden/Capacitors
Nog toe te voegen.
pin-headers
Nog toe te voegen.
stopcontacten plaatsen
Nog toe te voegen.
ESP8266
Nog toe te voegen.
IC's
Nog toe te voegen.
THT-knop
Het solderen van THT drukknoppen wordt beschreven in het hoofdstuk THT-knop in het artikel Elektronica – Soldeer THT-componenten met de hand beschreven.
SMD-knop
5050 LED's
SMD-solderen met soldeerpasta en heteluchtstation
Solderen met soldeerpasta en hete lucht is erg leuk als je eenmaal weet hoe het moet. Het grote voordeel is dat je alleen de soldeerpasta hoeft aan te brengen en de component er ongeveer in hoeft te steken. De component, de soldeerpasta en de printplaat/soldeerpads worden dan in "één keer" verhit door hete lucht. De resulterende oppervlaktespanning van het vloeibare soldeer trekt dan "automatisch" de respectievelijke component in de juiste positie. Componenten die op deze manier worden gesoldeerd zien er zeer professioneel uit en besparen veel tijd, vooral bij grote aantallen componenten.
De procedure voor solderen met soldeerpasta en hete lucht kan grofweg in de volgende stappen worden verdeeld.
Smeer alle soldeerpads van de gewenste component in met soldeerpasta.
Plaats het onderdeel, lijn het correct uit en controleer of het correct georiënteerd is.
3. Verwarm de component, soldeerpasta en printplaat met hete lucht tot de smelttemperatuur van de soldeerpasta totdat de component volledig "zweeft".
Laat het onderdeel en de printplaat afkoelen.
BELANGRIJK: Wanneer u soldeert met hete lucht, is het belangrijk dat u ervoor zorgt dat de componenten die u soldeert vooraf geen of niet te veel vocht hebben opgenomen. Anders kan dit vocht tijdens het verhitten sterk uitzetten en de behuizing "barsten", wat uiteindelijk het onderdeel zou vernietigen. Meer informatie over dit probleem vindt u in de volgende paragraaf "Opslag van SMD-componenten".
SMD-solderen met soldeerpasta en oven (reflow solderen)
SMD-solderen met soldeerpasta en oven is bijna identiek aan solderen met hete lucht. Het enige verschil is dat de warmte dit keer niet van de föhn van het heteluchtstation komt, maar van een oven. Om precies te zijn wordt de printplaat met soldeerpasta en componenten in de oven geplaatst. De oven volgt dan een programmeerbare temperatuurcurve waarin de componenten en de printplaat eerst worden voorverwarmd en uiteindelijk gesoldeerd.
Dit proces wordt ook wel reflow solderen genoemd en komt in principe overeen met hetzelfde soldeerproces dat wordt gebruikt in professionele productieprocessen. Maar dan natuurlijk op een iets grotere schaal en in hoge mate geautomatiseerd.
De procedure kan in de volgende stappen worden onderverdeeld.
Smeer alle soldeerpads van de gewenste component in met soldeerpasta.
Plaats het onderdeel, lijn het correct uit en controleer of het correct georiënteerd is.
Plaats de volledig (of gedeeltelijk) geassembleerde printplaat in de oven en start het soldeerproces.
Haal de printplaat uit de oven en laat afkoelen.
BELANGRIJK: Bij reflow-solderen is het ook belangrijk dat u ervoor zorgt dat de componenten die u soldeert vooraf geen of niet te veel vocht hebben opgenomen. Anders kan dit vocht tijdens het verhitten sterk uitzetten en de behuizing "barsten", wat uiteindelijk het onderdeel zou vernietigen. Meer informatie over dit probleem vindt u in de volgende paragraaf "Opslag van SMD-componenten".
Opslag van SMD-componenten of hoe je het popcorn-effect kunt voorkomen
Als u SMD-componenten nu of in de toekomst wilt solderen met het hetelucht- of reflowproces, moet u er altijd voor zorgen dat ze luchtdicht en met een lage luchtvochtigheid worden verpakt.
Waarom is dit een probleem?
Helaas absorberen SMD-componenten en het plastic dat daarvoor wordt gebruikt heel gemakkelijk vocht. Het vocht in de normale omgevingslucht is hiervoor al voldoende. Dit wordt geabsorbeerd door het plastic van de SMD-componenten en zodanig ingesloten dat het niet snel weer kan ontsnappen. Als de component nu snel wordt verhit tijdens het soldeerproces, zet het ingesloten vocht sneller uit dan het uit de component kan ontsnappen. Dit leidt tot het openbarsten van de aangetaste componenten. Daarom wordt dit fenomeen in de volksmond ook wel "barsten" genoemd. "Popcorneffect genaamd.
Om deze fout te voorkomen, is het belangrijk dat u uw SMD-componenten altijd in een droge en luchtdichte verpakking bewaart. Bij professioneel gebruik zijn hier speciale droogkasten voor, waarin de luchtvochtigheid constant op een laag niveau wordt gehouden.
Dit is natuurlijk wat overdreven voor hobbymatig gebruik. Er kunnen echter ook goede resultaten worden bereikt door de onderdelen samen met een paar zakjes luchtontvochtiger in een afgesloten plastic zak te bewaren.
Je kunt ook zien hoe gevoelig voor vocht de componenten zijn die je gebruikt aan de hand van de MSL-waarde - meestal afgedrukt op de verpakking. Deze MSL (vochtgevoeligheidsniveau) geeft aan hoe lang de betreffende onderdelen na het openen van de verpakking verwerkt kunnen worden zonder dat er schade te verwachten is.
De MSL is onderverdeeld in de volgende niveaus volgens de huidige versie van de J-STD-020D norm.
| MSL-niveau | "Levenslang" na verwijdering uit de verpakking | |
|---|---|---|
| duur | Voorwaarden | |
| 1 | onbeperkt | 30 °C / 85 % RV |
| 2 | 1 jaar | 30 °C / 60 % RH |
| 2a | 4 weken | 30 °C / 60 % RH |
| 3 | 168 uur | 30 °C / 60 % RH |
| 4 | 72 uur | 30 °C / 60 % RH |
| 5 | 48 uur | 30 °C / 60 % RH |
| 5a | 24 uur | 30 °C / 60 % RH |
| 6 | "tijd op etiket". (TOL) |
30 °C / 60 % RH |
Hoe krijg je onderdelen die "vochtig" zijn geworden weer droog?
In het geval dat het "kind al in de put is gevallen" en uw SMD-componenten met MSL-6 al weken openlijk rondvliegen op uw bureau, is er nog enige hoop. Bij professioneel gebruik zou u deze componenten nu een bepaalde tijd in de droogkast laten drogen. Als thuisgebruiker kunt u deze componenten echter ook drogen in een normale Droogstoof op 100°C gedurende ongeveer 24 uur. vergunning.
Dit kost je wat energie, maar kan goedkoper zijn dan de onderdelen opnieuw te moeten bestellen.
BELANGRIJK: Zorg ervoor dat je minstens één basis in je oven plaatst. De onderdelen kunnen vervuild zijn met schadelijke stoffen die niet per se op je favoriete bakplaat terecht moeten komen. Als je het zekere voor het onzekere wilt nemen, kun je ook een pizzaoven aanschaffen en deze uitsluitend als droogoven gebruiken.
Wat niet/zeer moeilijk met de hand te solderen is
Helaas kan niet elk onderdeel thuis op een gecontroleerde manier op het bureau gesoldeerd worden. Er zijn bijvoorbeeld bepaalde SMD-behuizingen zoals BGA-behuizingen die hun aansluitcontacten aan de onderkant van het component hebben. Dit heeft het voordeel dat je veel contacten in een relatief kleine ruimte kunt plaatsen.
Helaas heeft dit ook anderhalf groot nadeel voor thuisgebruikers: deze componenten kunnen niet met een soldeerbout worden gesoldeerd, maar alleen met hete lucht of de reflowmethode. Bovendien kunnen de soldeerverbindingen niet of moeilijk gecontroleerd worden. In productielijnen worden printplaten die geassembleerd zijn met BGA-behuizingen na assemblage geïnspecteerd met een röntgentoestel. Helaas hebben de meeste thuisgebruikers deze mogelijkheid niet.
Meer informatie
https://de.wikipedia.org/wiki/Moisture_Sensitivity_Level
http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/SMD/index.html
https://makerfab.blogspot.com/2018/09/w-hy-ws2812sk6812-failures-after-smt.html
https://de.wikipedia.org/wiki/Chip-Bauform
https://de.wikipedia.org/wiki/Surface-mounted_device
Veel plezier met het project
Ik hoop dat alles werkte zoals beschreven. Zo niet, of als je vragen of suggesties hebt, laat het me weten in de commentaren. Ik zal dit dan zo nodig aan het artikel toevoegen.
Ideeën voor nieuwe projecten zijn altijd welkom. 🙂
PS Veel van deze projecten - vooral de hardwareprojecten - kosten veel tijd en geld. Natuurlijk doe ik dit omdat ik het leuk vind, maar als je het cool vindt dat ik de informatie met je deel, dan zou ik blij zijn met een kleine donatie aan het koffiefonds. 🙂
Nederlands 
Deutsch 
English 
Français 
Español
Voor mij als beginner op het gebied van het solderen van smd componenten is dit een handleiding die het lezen waard is, heel erg bedankt.
Geweldig, ik ben blij. 🙂
Bedankt voor je feedback!
Hartelijke groeten
Fabian
Klas! Dit is precies het soort introductie waar ik naar op zoek was. Hartelijk dank!
Geweldig, ik ben blij. 🙂 Bedankt voor je feedback!
Hartelijke groeten
Fabian