Forum: Platinen SMD Bauteile werden immer kleiner


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von Max (Gast)


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Hallo zusammen,

nachdem meine Fritzbox letztens das Zeitliche gesegnet hat, dachte ich 
mir ich schau mal rein.

Dabei ist mir aufgefallen, dass heutzutage die SMD Bauteile selbst in 
solchen "einfachen" Geräten immer kleiner werden. Da das nicht aus 
Platzgründen sein kann, 90% der PCB sind leer frage ich mich nun, warum 
das so ist.

Macht man das um Kosten zu sparen oder geht es darum, dass die 
Leiterbahnen wegen der Signale / Frequenzen und deren Kapazität immer 
kleiner werden müssen? Würde mich brennend interessieren. Danke.

von Blumpf (Gast)


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Max schrieb:
> Macht man das um Kosten zu sparen oder geht es darum, dass die
> Leiterbahnen wegen der Signale / Frequenzen und deren Kapazität immer
> kleiner werden müssen? Würde mich brennend interessieren. Danke.

Ich kann nur das berichten, was mir von FAEs zum Thema Kerkos und 
Widerstände gesagt wurde:

Grund1: Kleinere Bauteile brauchen weniger Material.
Grund2: Die Nachfrage nach kleineren Bauteilen ist höher als die nach 
größeren.

Grund 2 soll auf die großen Mengen, die bei Mobiltelefonen und 
dergleichen verwendet werden zurückzufürhen sein. Und wie jeder weiß: 
Was in großen Stückzahlen vom Band rollt, ist billiger.

Bei den Kerkos und Widerständen gab es von 2 Jahren tatsächlich 
angeblich einen Materialmangel. Das haben die Hersteller genutzt, um 
ihre Portfolios auszumisten, und "übergroße" Bauteile (wie 100nF, 0603, 
16V) auszumisten.

Ich finde den Wandel bis zu einem gewissen Grad nicht schlimm, weil es 
ja auch Vorteile bring - geringerer Materialeinsatz, geringere Baugröße.
Bis 0402 sehe ich eigentlich kein Hindernis für Reparaturen. Eine 
Lupenlampe und Pinzette tut da noch.

von Cyblord -. (cyblord)


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Max schrieb:

> Dabei ist mir aufgefallen, dass heutzutage die SMD Bauteile selbst in
> solchen "einfachen" Geräten

Eine Fritzbox als "einfaches Gerät" zu bezeichnen ist schon frech. Nur 
weil es ein Consumer Gerät ist? In so einer Geräteklasse steckt viel 
Technik. Vergisst man eben schnell wenn man nur "Consumer" ist.

> immer kleiner werden. Da das nicht aus
> Platzgründen sein kann, 90% der PCB sind leer frage ich mich nun, warum
> das so ist.

Kleiner ist billiger, weil kleinere Bauteile in großen Mengen vom 
Mobiltelephon und Tablet Sektor gebraucht werden.

von MikroMirko (Gast)


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Kleine Bauteile haben auch elektrische Vorteile. Gerade im HF Bereich.
Und auch das Layout lässt sich oft vereinfachen, wenn die Bauteile klein 
genug sind.

Der einzige Grund, aus dem ich oft dennoch 0603 und 0805 verwende, ist 
die Wartbarkeit bzw. die Möglichkeit, Reparaturen durchführen zu können.
0603 kann ich so gerade eben noch mit der Hand löten, mit einer Pinzette 
greifen, etc.

0402 brauche ich garnicht erst versuchen. :D

von MaWin (Gast)


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Max schrieb:
> Macht man das um Kosten zu sparen

Ja.

So lange die Bauteile nicht mehr (Strom, Spannung, Verlustleistung) 
aushalten müssen, tut es auch ein kleines.

Repariert wird herstellerseitig sowieso nicht mehr auf Platinenbasis. 
Und die meisten Transistoren und Widerstände sind eh schon kleinst, 
namlich auf einem Chip.

von Blumpf (Gast)


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MikroMirko schrieb:
> Kleine Bauteile haben auch elektrische Vorteile. Gerade im HF
> Bereich.
> Und auch das Layout lässt sich oft vereinfachen, wenn die Bauteile klein
> genug sind.

Das ist schon ein Tradeoff und hat nicht nur Vorteile.
Nimm als Beispiel Klasse-II-Kerkos (typische Bypasskondensator).

Speziell bei Bypass-Kondensatoren ist der Kapaztitätsverlust durch ein 
DC-Bias von 0402er Kerkos im µF-Bereich mörderisch.
Andersherum ist dann das Z bei höheren Frequenzen beim 1µ 0402 oft 
besser als beim 100n 0805.

Widerstände haben geringere Verlustleistungen, die Spannungsfestigkeit 
sinkt (Kriechstrecken) und so weiter. Dafür ist das Frequenzverhalten 
besser.

Dass der Effekt mit der Frequenz relevant wird, müssen aber schon 
Frequenzen >1GHz im Spiel sein.

von Soul E. (souleye)


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Die Tendenz ist trozdem falsch. Als Kinder haben wir mit den Röhren aus 
alten Fernsehern gebastelt, die sind riesengroß, und jetzt wo die Augen 
schlechter werden muss ich mich mit 0402er Bauteilen rumärgern. 
Eigentlich müsste das umgekehrt sein!

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Soul E. schrieb:
> und jetzt wo die Augen schlechter werden muss ich mich mit 0402er
> Bauteilen rumärgern

Dafür hast du jetzt das Geld für ein Mikroskop, das hättest du als Kind 
nicht gehabt. ;-)

von Heiner (Gast)


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Soul E. schrieb:
> Die Tendenz ist trozdem falsch. Als Kinder haben wir mit den
> Röhren aus
> alten Fernsehern gebastelt, die sind riesengroß, und jetzt wo die Augen
> schlechter werden muss ich mich mit 0402er Bauteilen rumärgern.
> Eigentlich müsste das umgekehrt sein!

Und denk mal an die Kinder von heute. Wo ich mir noch die Widerstände 
aus alten Geräten auf Reißzwecken gelötet habe darf das Kind von heute 
erst mal zusehen wie es an Platinen kommt.

von Blumpf (Gast)


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Soul E. schrieb:
> Die Tendenz ist trozdem falsch. Als Kinder haben wir mit den
> Röhren aus
> alten Fernsehern gebastelt, die sind riesengroß, und jetzt wo die Augen
> schlechter werden muss ich mich mit 0402er Bauteilen rumärgern.
> Eigentlich müsste das umgekehrt sein!

Ich habe Kollegen hier, die sind über 60.
Die meckern zwar etwas, schaffen das aber 0402 mit der Lupenlampe. Mit 
dem Mikroskop sowieso.

Niemand zwingt uns, mit 0402 zu basteln. Ich nehm zum Beispiel 1206 oder 
0805 für Privatgebastel ;-)

von Mark S. (voltwide)


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Soul E. schrieb:
> Die Tendenz ist trozdem falsch. Als Kinder haben wir mit den Röhren aus
> alten Fernsehern gebastelt, die sind riesengroß, und jetzt wo die Augen
> schlechter werden muss ich mich mit 0402er Bauteilen rumärgern.
> Eigentlich müsste das umgekehrt sein!
Auch wenn uns das allen nicht gefällt - aber Bauteile wie SMD0201, BGA 
etc sind entwickelt für Roboterbestückung, und basta. Da mit zu halten 
als typischer Hardwarebastler ist ein Hase-und-Igel-Spiel. Ich habe 
meine persönliche Schmerzgrenze bei SMD0805 und IC-s mit gullwings pitch 
0.5mm positioniert. Damit entfallen bereits eine Vielzahl moderner ICs.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Blumpf schrieb:
> Dass der Effekt mit der Frequenz relevant wird, müssen aber schon
> Frequenzen >1GHz im Spiel sein.

Solche Frequenzen sind auf Grund der sehr steilen Signalflanken halbwegs 
moderner Digitalbausteine durchaus an der Tagesordnung, d.h. selbst wenn 
der Baustein nur mit einigen zig Megahertz getaktet wird.

Auch in der Analogtechnik sieht es nicht anders aus. 
Operationsverstärker für etliche hundert Megahertz sind auch keine 
teuren Exoten mehr, sondern finden sich auch in vielen besseren 
Bastelkisten.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Blumpf schrieb:
> Niemand zwingt uns, mit 0402 zu basteln.

Richtig, es gibt ja schließlich noch 0201, wenn der Platz mal knapp 
wird. :-))

(Man gewöhnt sich an alles, auch an 0201. Ist hier teilweise im RF 
Frontend drin, eben weil der Platz zu knapp war.)

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Heiner schrieb:
> Und denk mal an die Kinder von heute. Wo ich mir noch die Widerstände
> aus alten Geräten auf Reißzwecken gelötet habe darf das Kind von heute
> erst mal zusehen wie es an Platinen kommt.

Ach, wurden Reißzwecken mittlerweile verboten?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Andreas S. schrieb:
> Ach, wurden Reißzwecken mittlerweile verboten?

Ich stelle mir gerade vor, wie ein Kind zwei Reißzwecken passgenau 
positioniert, um dann einen 0603-Widerstand dazwischen einzulöten. :-))

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Jörg W. schrieb:
> Ich stelle mir gerade vor, wie ein Kind zwei Reißzwecken passgenau
> positioniert, um dann einen 0603-Widerstand dazwischen einzulöten. :-))

Das hängt von dem Alter und Geschick des Kindes ab. Vor allem benötigt 
es dafür keine Lupe oder Mikroskop.

Diese Montagetechnik ist wohl auch gerade wieder bei ein paar Hipstern 
angesagt und nennt sich mittlerweile "Manhattan style".

von Blumpf (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Solche Frequenzen sind auf Grund der sehr steilen Signalflanken halbwegs
> moderner Digitalbausteine durchaus an der Tagesordnung, d.h. selbst wenn
> der Baustein nur mit einigen zig Megahertz getaktet wird.

Ich habe das bisher erst bei 2 Platinen beachten müssen, dort war ein 
i.MX6 drauf.

Bei Standard-Elektronik mit z.B. STM32 oder der normalen Analogtechnik 
ist das größtenteils uninteressant.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Naja, "Manhattan Style" ist oberhalb einer durchgehenden Kupferfläche 
auf PCB-Basismaterial. Ist gerade für HF-Aufbauten sehr nett, allerdings 
muss man bei den Kerkos und Widerständen sehr vorsichtig herangehen, 
sonst reißen schnell die Endkappen ab bei mechanischer Belastung.

von W.S. (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> Dafür hast du jetzt das Geld für ein Mikroskop

Du verstehst es doch immer wieder mal, ein paar tröstende Worte zu 
finden.

Im Ernst: mit manueller Löttechnik wird es bei kleiner werdenden 
Strukturen immer schwieriger bis zur Unmöglichkeit. Man kann schließlich 
nicht erwarten, daß eine wie ein Dartpfeil angespitzte Lötspitze noch 
ausreichend Wärme transportieren kann.
Ergo ist Kolbenlötung dann irgendwann vorbei.
Was da der eine oder andere Bastler als seine Position bei den Bauteilen 
ansieht, wird sich wohl irgendwo im Feld zwischen 1206 und 0402 
befinden.

Mein Stand ist derzeit, daß ich hauptsächlich mit 0603 arbeite, 
Ausnahmen sind KerKo's ab einigen µF bei Spannungen ab 10 Volt. Da 
findet dann auch 0805 (10µ/10 - war vor 10 Jahren Massenware) und 1206 
bis 1210 (22µ/25 - die halten dann auch herbe Verschiebeströme aus) 
statt.

Das gibt's gottseidank noch. Die Industrie-Karawane ist hingegen bereits 
weiter gezogen.

W.S.

von Teddy (Gast)


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Ich löte 01005 ohne einen Mikroskop.

von wer (Gast)


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W.S. schrieb:
> Man kann schließlich
> nicht erwarten, daß eine wie ein Dartpfeil angespitzte Lötspitze noch
> ausreichend Wärme transportieren kann.
> Ergo ist Kolbenlötung dann irgendwann vorbei.

Na und? Heißluft ist doch auch als Hobbyanwender erschwinglich.

von Cyblord -. (cyblord)


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wer schrieb:
> W.S. schrieb:
>> Man kann schließlich
>> nicht erwarten, daß eine wie ein Dartpfeil angespitzte Lötspitze noch
>> ausreichend Wärme transportieren kann.
>> Ergo ist Kolbenlötung dann irgendwann vorbei.
>
> Na und? Heißluft ist doch auch als Hobbyanwender erschwinglich.

Und nach wie vor gibt es 1206 und 0805. Auch bedrahtete Widerstände 
bekommt man ohne Einschränkungen. Also worüber wird hier eigentlich 
gejammert?

von CPU Historiker (Gast)


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Schieß die defekte Fritzbox doch auf den Mond.
Ich hab mir neulich eine neue 7362 SL für nichmal 25 Euro auf ebay 
geschossen. Kriegste hintergergeschmissen.
Das Gute an der heutigen Zeit ist, dass der Technik-R0tz so billig ist, 
dass man über eine Reparatur garnich erst nachdenken muss.

von wer (Gast)


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Cyblord -. schrieb:
> Also worüber wird hier eigentlich
> gejammert?

Versteh ich auch nicht. Manche Leute würden wohl gerne die Transistoren 
in ihrem Intel i7 einzeln tauschen können.

von Max H. (nilsp)


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Ich hatte vor zwei Jahren ein erhellendes Gespräch mit einem Vertreter 
von Murata. Damals brauchte ich für ein Produkt einen "Exoten": 180pF 1% 
100V 0402.

Der Murata Mann sagte: Können wir liefern, aber empfahl lieber 0201 
kaufen. 0402 und größer wird natürlich noch produziert, aber das 
Geschäft machten sie mit 0201 und kleiner. Da läuft die Fabrik non-stop.

Wenn man 0402 benutzt gibt es eine größere Chance, das auf dem Weltmarkt 
einfach mal nichts da ist, und man auf den nächste Produktion warten 
muss. Bei 0201 kann einem das auch passieren, aber die Chancen sind 
weitaus geringer und die lead-time auch kürzer.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Irgendwo stand neulich der Vergleich, wenn man die Transistoren einer 
..GByte SD-Karte einzeln hätte, würden die mehrere Tonnen wiegen.

Bei mir ist mit Ball-Grid-Array-ICs Ende der Bastelei. Die bekommt man 
nicht mehr zuverlässig gelötet. Dagegen geht 0,5mm TQFP-pitch noch gut 
mit dem Handlötkolben.

von Max (Gast)


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Vielen Dank für alle eure Antworten. Ich dachte mir schon fast, dass es 
eher um die Kosten geht.

Cyblord -. schrieb:
> Eine Fritzbox als "einfaches Gerät" zu bezeichnen ist schon frech. Nur
> weil es ein Consumer Gerät ist? In so einer Geräteklasse steckt viel
> Technik. Vergisst man eben schnell wenn man nur "Consumer" ist.

Mit "einfach" (deswegen auch die Gänsefüßchen) meinte ich nicht die 
Komplexität der Technik dahinter, sondern die Anzahl der Bauteile im 
Gerät im Verhältnis zur Größe der PCB und allem was man sehen kann. Da 
ist wirklich nicht viel drin.

CPU Historiker schrieb:
> Schieß die defekte Fritzbox doch auf den Mond.
> Ich hab mir neulich eine neue 7362 SL für nichmal 25 Euro auf ebay
> geschossen. Kriegste hintergergeschmissen.
> Das Gute an der heutigen Zeit ist, dass der Technik-R0tz so billig ist,
> dass man über eine Reparatur garnich erst nachdenken muss.

Keine Frage, schon lange passiert, ich mach defekte Geräte trotzdem aus 
Interesse auf, bevor sie auf dem Müll landen.

von Jan (Gast)


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Viel schlimmer finde ich den Trend, dass selbst bei Anwendungen mit 
relativ hohen Spannungen der Pinabstand unverschämt niedrig wird. Mir 
ist sogar mal ein Spannungswandler QFN mit 0.5mm Pinabstand 
untergekommen, der für bis zu 60V zugelassen war. Wenn da mal nur 
minimal falsch positioniert wird, gibts eine Katastrophe. Clearance ist 
da ja nur noch 0.2mm bei 0.3mm Leiterbahnbreite.

Ich musste lange suchen, bist ich einen vernünftigen gefunden habe. Ich 
fühle mich halt doch wohler, wenn die 60V wenigstens 0.8mm Clearance 
haben. Dafür brauche ich dann aber e=1.27mm. Der kann jetzt zwar bis zu 
100V, aber so what.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Jan schrieb:
> Viel schlimmer finde ich den Trend, dass selbst bei Anwendungen mit
> relativ hohen Spannungen der Pinabstand unverschämt niedrig wird.

Dann schau Dir lieber nicht an, mit welchem Pinabstand Transistoren und 
Thyristoren für 1000 V angeboten werden...

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Andreas S. schrieb:
> Dann schau Dir lieber nicht an, mit welchem Pinabstand Transistoren und
> Thyristoren für 1000 V angeboten werden...

Und: in welchem Abstand die Bonddrähte im Gehäuse sind. :-) (OK, 
heutzutage ist meist nicht mehr bloß Luft dazwischen.)

von Falk B. (falk)


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Jörg W. schrieb:
> Und: in welchem Abstand die Bonddrähte im Gehäuse sind. :-) (OK,
> heutzutage ist meist nicht mehr bloß Luft dazwischen.)

Eben. Und viele Bauteile mit hoher Spannung sind NICHT dafür gebaut, auf 
einer 08/15 Platine in Luft mit viel Dreck aufgebaut zu werden. Viele 
MÜSSEN für zuverlässigen Dauerbetrieb, erst recht in verschmutzender 
Umgebung, vergossen werden. Und sei es nur, um den Dreck fernzuhalten.

von MaWin (Gast)


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Max H. schrieb:
> ber empfahl lieber 0201 kaufen. 0402 und größer wird natürlich noch
> produziert, aber das Geschäft machten sie mit 0201 und kleiner. Da läuft
> die Fabrik non-stop.
>
> Wenn man 0402 benutzt gibt es eine größere Chance, das auf dem Weltmarkt
> einfach mal nichts da ist, und

Na ja, das kann auch heissen, dass bei 0201 der Bedarf an der Grenze der 
Produktionskapazitat ist, und wenn einer mal mehr bestellt, für dich 
nichts mehr da ist.
Hattest du 0402 genommen, hättest du viele Konkurrenten zur Auswahl und 
könntest sogar den Preis verhandeln.

Also das Geschwätz von Marketing-Hanseln überhört man besser.

von No Y. (noy)


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Und 0201 Kondensatoren gibts hauptsächlich in X5 und weniger in X7.
Zudem gibts bei 0201 gerade bei Murrata desöfteren "Mobile only" Typen.
Auch sehr nett.. Haben ein Derating, trotz X5 Ansatzweise wie: "Benutze 
mich nur bei bis 60°C wenn ich länger als 5 Jahre überleben muss."

von Falk B. (falk)


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Frei nach Albert Einstein.

Ich bin dafür, die Bauteile so weit wie sinnvoll zu verkleinern, aber 
nicht weiter.

von Joggel E. (jetztnicht)


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>  von Blumpf (Gast)  16.06.2020 10:16
> .. Widerstände haben geringere Verlustleistungen, ..

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