SMD rezistori - veidi, parametri un īpašības. SMD rezistori
Mēs jau esam iepazinušies ar galvenajiem radio komponentiem: rezistoriem, kondensatoriem, diodēm, tranzistoriem, mikroshēmām utt., Kā arī pētījām, kā tās tiek uzstādītas uz iespiedshēmas plates. Vēlreiz atcerēsimies šī procesa galvenos posmus: visu komponentu vadi tiek ievietoti iespiedshēmas plates caurumos. Pēc tam tiek nogriezti vadi un pēc tam tiek veikta lodēšana plāksnes aizmugurē (sk. 1. att.).
Šo mums jau zināmo procesu sauc par DIP rediģēšanu. Šī instalācija ir ļoti ērta iesācējiem radioamatieriem: sastāvdaļas ir lielas, tās var pielodēt pat ar lielu “padomju” lodāmuru bez palielināmā stikla vai mikroskopa palīdzības. Tāpēc visi Master Kit komplekti lodēšanai “dari pats” ietver DIP montāžu.
Rīsi. 1. DIP uzstādīšana
Bet DIP uzstādīšanai ir ļoti būtiski trūkumi:
Lieli radio komponenti nav piemēroti modernu miniatūru elektronisku ierīču izveidei;
- izejas radio komponentu ražošana ir dārgāka;
- arī iespiedshēmas plate DIP montāžai ir dārgāka, jo nepieciešams izurbt daudz caurumu;
- DIP uzstādīšanu ir grūti automatizēt: vairumā gadījumu pat lielās elektronikas rūpnīcās DIP detaļu uzstādīšana un lodēšana jāveic manuāli. Tas ir ļoti dārgi un laikietilpīgi.
Līdz ar to modernās elektronikas ražošanā DIP montāžu praktiski neizmanto, un tā ir aizstāta ar tā saukto SMD procesu, kas ir mūsdienu standarts. Tāpēc jebkuram radioamatieram par to vajadzētu būt vismaz vispārīgam priekšstatam.
SMD uzstādīšana
SMD komponenti (čipu komponenti) ir elektroniskās shēmas sastāvdaļas, kas uzdrukātas uz iespiedshēmas plates, izmantojot virsmas montāžas tehnoloģiju - SMT tehnoloģiju. virsmas mount Tas ir, visi elektroniskie elementi, kas šādā veidā ir “nostiprināti” uz tāfeles, tiek saukti SMD sastāvdaļas(Angļu) virsmas uzstādīts ierīce). Mikroshēmas komponentu montāžas un lodēšanas procesu pareizi sauc par SMT procesu. Saka “SMD instalēšana” nav pilnīgi pareiza, taču Krievijā šī tehniskā procesa nosaukuma versija ir iesakņojusies, tāpēc mēs teiksim to pašu.
Attēlā 2. parādīta SMD montāžas plates sadaļa. Tai pašai plāksnei, kas izgatavota uz DIP elementiem, būs vairākas reizes lielāki izmēri.
2. att. SMD montāža
SMD instalēšanai ir nenoliedzamas priekšrocības:
Radio komponenti ir lēti ražot un var būt tik miniatūri, cik vēlaties;
- iespiedshēmas plates ir arī lētākas, jo nav vairākkārtējas urbšanas;
- uzstādīšanu ir viegli automatizēt: detaļu uzstādīšanu un lodēšanu veic speciāli roboti. Nav arī tādas tehnoloģiskas darbības kā vadu griešana.
SMD rezistori
Visloģiskāk ir sākt iepazīties ar mikroshēmu komponentiem ar rezistoriem, kā vienkāršākajiem un izplatītākajiem radio komponentiem.
SMD rezistors pēc savām fizikālajām īpašībām ir līdzīgs “parastajai” izejas versijai, kuru mēs jau esam pētījuši. Visi tā fiziskie parametri (pretestība, precizitāte, jauda) ir tieši vienādi, atšķiras tikai ķermenis. Tas pats noteikums attiecas uz visiem pārējiem SMD komponentiem.
Rīsi. 3. CHIP rezistori
SMD rezistoru standarta izmēri
Mēs jau zinām, ka izejas rezistoriem ir noteikts standarta izmēru režģis atkarībā no to jaudas: 0,125W, 0,25W, 0,5W, 1W utt.
Mikroshēmu rezistoriem pieejams arī standarta izmēru režģis, tikai šajā gadījumā standarta izmēru norāda ar četrciparu kodu: 0402, 0603, 0805, 1206 utt.
Rezistoru galvenie izmēri un to tehniskie parametri parādīti 4. att.
Rīsi. 4 Mikroshēmu rezistoru pamatizmēri un parametri
SMD rezistoru marķēšana
Rezistori uz korpusa ir marķēti ar kodu.
Ja kodā ir trīs vai četri cipari, tad pēdējais cipars nozīmē nulles. 5. rezistoram ar kodu “223” ir šāda pretestība: 22 (un trīs nulles pa labi) omi = 22000 omi = 22 kOhm. Rezistora kodam "8202" ir pretestība: 820 (un divas nulles labajā pusē) omi = 82000 omi = 82 kOhm.
Dažos gadījumos marķējums ir burtciparu. Piemēram, rezistoram ar kodu 4R7 ir pretestība 4,7 omi, bet rezistoram ar kodu 0R22 ir 0,22 omi (šeit burts R ir atdalīšanas rakstzīme).
Ir arī nulles pretestības rezistori vai džempera rezistori. Tos bieži izmanto kā drošinātājus.
Protams, jums nav jāatceras kodu sistēma, bet vienkārši jāizmēra rezistora pretestība ar multimetru.
Rīsi. 5 Mikroshēmu rezistoru marķēšana
Keramikas SMD kondensatori
Ārēji SMD kondensatori ir ļoti līdzīgi rezistoriem (skat. 6. att.). Ir tikai viena problēma: uz tiem nav atzīmēts kapacitātes kods, tāpēc vienīgais veids, kā to noteikt, ir to izmērīt ar multimetru, kuram ir kapacitātes mērīšanas režīms.
SMD kondensatori ir pieejami arī standarta izmēros, parasti līdzīgi rezistoru izmēriem (skatīt iepriekš).
Rīsi. 6. Keramikas SMD kondensatori
Elektrolītiskie SMS kondensatori
7. att. Elektrolītiskie SMS kondensatori
Šie kondensatori ir līdzīgi to izvadīšanas kolēģiem, un marķējumi uz tiem parasti ir skaidri: kapacitāte un darba spriegums. Svītra uz kondensatora vāciņa apzīmē tā negatīvo spaili.
SMD tranzistori
8. att. SMD tranzistors
Tranzistori ir mazi, tāpēc uz tiem nav iespējams uzrakstīt pilnu vārdu. Tie attiecas tikai uz kodu marķējumu, un apzīmējumiem nav starptautisku standartu. Piemēram, kods 1E var norādīt tranzistora BC847A veidu vai varbūt kādu citu. Bet šis apstāklis nemaz netraucē ne ražotājus, ne parastos elektronikas patērētājus. Grūtības var rasties tikai remonta laikā. Dažkārt var būt ļoti grūti noteikt uz iespiedshēmas plates uzstādītā tranzistora tipu bez ražotāja dokumentācijas par šo plati.
SMD diodes un SMD gaismas diodes
Dažu diožu fotoattēli ir parādīti zemāk esošajā attēlā:
9. att. SMD diodes un SMD gaismas diodes
Polaritāte jānorāda uz diodes korpusa svītras veidā tuvāk vienai no malām. Parasti katoda spaile ir marķēta ar svītru.
SMD LED ir arī polaritāte, ko norāda vai nu ar punktu pie vienas no tapām, vai kā citādi (vairāk par to var uzzināt komponenta ražotāja dokumentācijā).
SMD diodes vai gaismas diodes veidu noteikt, tāpat kā tranzistora gadījumā, ir sarežģīti: uz diodes korpusa ir uzspiests neinformatīvs kods, un visbiežāk uz LED korpusa nav nekādu atzīmju, izņemot polaritātes atzīmi. Mūsdienu elektronikas izstrādātāji un ražotāji maz rūpējas par to apkopi. Tiek pieņemts, ka iespiedshēmas plates remontu veiks servisa inženieris, kuram ir pilnīga dokumentācija konkrētam izstrādājumam. Šādā dokumentācijā ir skaidri aprakstīts, kur iespiedshēmas plates vietā ir uzstādīts konkrēts komponents.
SMD komponentu uzstādīšana un lodēšana
SMD montāža ir optimizēta galvenokārt automātiskai montāžai, ko veic īpaši industriālie roboti. Bet radioamatieru dizainus var izgatavot arī, izmantojot mikroshēmu komponentus: ar pietiekamu rūpību un uzmanību jūs varat pielodēt rīsa grauda lieluma detaļas ar visparastāko lodāmuru, jums ir jāzina tikai daži smalkumi.
Bet šī ir tēma atsevišķai lielai nodarbībai, tāpēc sīkāka informācija par automātisko un manuālo SMD instalēšanu tiks apspriesta atsevišķi.
Kopumā terminu SMD (no angļu valodas Surface Mounted Device) var attiecināt uz jebkuru maza izmēra elektronisku komponentu, kas paredzēts uzstādīšanai uz plates virsmas, izmantojot SMT tehnoloģiju (virsmas montāžas tehnoloģiju).
SMT tehnoloģija (no angļu valodas Surface Mount Technology) tika izstrādāta ar mērķi samazināt ražošanas izmaksas, palielināt iespiedshēmu plates ražošanas efektivitāti, izmantojot mazākus elektroniskos komponentus: rezistorus, kondensatorus, tranzistorus utt. Šodien mēs apskatīsim vienu no šie - SMD rezistors.
SMD rezistori
SMD rezistori- Tās ir miniatūras, kas paredzētas montāžai uz virsmas. SMD rezistori ir ievērojami mazāki nekā to tradicionālie līdzinieki. Tie bieži ir kvadrātveida, taisnstūrveida vai ovālas formas, ar ļoti zemu profilu.
Parasto rezistoru svina vadu vietā, kas tiek ievietoti iespiedshēmas plates caurumos, SMD rezistoriem ir mazi kontakti, kas ir pielodēti pie rezistora korpusa virsmas. Tas novērš nepieciešamību izveidot caurumus iespiedshēmas platē un tādējādi ļauj efektīvāk izmantot visu tās virsmu.
SMD rezistoru standarta izmēri
Būtībā termins rāmja izmērs ietver jebkura elektroniskā komponenta izmēru, formu un termināļa konfigurāciju (pakotnes tipu). Piemēram, parastās mikroshēmas konfigurāciju, kurai ir plakana pakete ar abpusējām tapām (perpendikulāri pamatnes plaknei), sauc par DIP.
SMD rezistoru izmērs standartizēti, un lielākā daļa ražotāju izmanto JEDEC standartu. SMD rezistoru izmēru norāda ar ciparu kodu, piemēram, 0603. Kods satur informāciju par rezistora garumu un platumu. Tātad mūsu piemērā kodā 0603 (collās) korpusa garums ir 0,060 x 0,030 collas plats.
Tam pašam rezistora izmēram metriskajā sistēmā būs attiecīgi kods 1608 (milimetros), garums ir 1,6 mm, platums ir 0,8 mm. Lai pārveidotu izmērus milimetros, vienkārši reiziniet izmēru collās ar 2,54.
SMD rezistoru izmēri un to jauda
SMD rezistora izmērs galvenokārt ir atkarīgs no nepieciešamās jaudas izkliedes. Nākamajā tabulā ir norādīti visbiežāk izmantoto SMD rezistoru izmēri un specifikācijas.
SMD rezistoru marķēšana
Tā kā SMD rezistori ir mazi, tiem ir gandrīz neiespējami piemērot tradicionālo rezistoru krāsu kodējumu.
Šajā sakarā tika izstrādāta īpaša marķēšanas metode. Visizplatītākais marķējums satur trīs vai četrus ciparus vai divus ciparus un burtu, ko sauc par EIA-96.
Marķējums ar 3 un 4 cipariem
Šajā sistēmā pirmie divi vai trīs cipari norāda rezistora skaitlisko vērtību, bet pēdējais cipars norāda reizinātāju. Šis pēdējais cipars norāda jaudu, līdz kurai jāpalielina 10, lai iegūtu galīgo koeficientu.
Vēl daži piemēri pretestības noteikšanai šajā sistēmā:
- 450 = 45 x 10 0 ir vienāds ar 45 omi
- 273 = 27 x 10 3 ir vienāds ar 27 000 omi (27 omi)
- 7992 = 799 x 10 2 ir vienāds ar 79 900 omi (79,9 omi)
- 1733 = 173 x 10 3 ir vienāds ar 173 000 omi (173 omi)
Burts “R” tiek izmantots, lai norādītu decimālpunkta pozīciju pretestības vērtībām, kas zemākas par 10 omi. Tādējādi 0R5 = 0,5 omi un 0R01 = 0,01 omi.
Augstas precizitātes SMD rezistori apvienojumā ar maziem izmēriem ir radījuši nepieciešamību pēc jauniem, kompaktākiem marķējumiem. Šajā sakarā tika izveidots EIA-96 standarts. Šis standarts ir paredzēts rezistoriem ar pretestības pielaidi 1%.
Šī marķēšanas sistēma sastāv no trim elementiem: divi cipari norāda kodu, un burts aiz tiem nosaka reizinātāju. Divi cipari apzīmē kodu, kas dod trīsciparu pretestības numuru (skatīt tabulu)
Piemēram, kods 04 nozīmē 107 omi, bet 60 - 412 omi. Reizinātājs dod rezistora galīgo vērtību, piemēram:
- 01A = 100 omi ±1%
- 38С = 24300 omi ±1%
- 92Z = 0,887 omi ±1%
Tiešsaistes SMD rezistoru kalkulators
Šis kalkulators palīdzēs jums atrast SMD rezistoru pretestības vērtību. Vienkārši ievadiet kodu, kas rakstīts uz rezistora, un tā pretestība tiks atspoguļota zemāk.
Ar kalkulatoru var noteikt SMD rezistoru pretestību, kas ir apzīmēta ar 3 vai 4 cipariem, kā arī atbilstoši EIA-96 standartam (2 cipari + burts).
Lai gan esam darījuši visu iespējamo, lai pārbaudītu šī kalkulatora darbību, mēs nevaram garantēt, ka tas aprēķina pareizās vērtības visiem rezistoriem, jo ražotāji dažkārt var izmantot savus pielāgotos kodus.
Tāpēc, lai būtu pilnīgi pārliecināts par pretestības vērtību, vislabāk ir papildus izmērīt pretestību, izmantojot multimetru.
Rezistors ir elements, kuram ir sava veida pretestība, ko izmanto elektronikā un elektrotehnikā, lai ierobežotu strāvu vai iegūtu nepieciešamo spriegumu (piemēram, izmantojot pretestības dalītāju). SMD rezistori ir rezistori uzstādīšanai uz virsmas, citiem vārdiem sakot, uzstādīšanai uz iespiedshēmas plates virsmas.
Rezistoru galvenie raksturlielumi ir nominālā pretestība, ko mēra omos un atkarībā no pretestības slāņa biezuma, garuma un materiāliem, kā arī jaudas izkliedes.
Virsmas montāžas elektroniskās detaļas ir mazas, jo tām vai nu nav savienojuma tapu klasiskajā izpratnē. Elementiem tilpuma uzstādīšanai ir gari vadi.
Iepriekš, montējot elektroniskās ierīces, tie savienoja ķēdes komponentus savā starpā (montāža ar eņģēm) vai caur iespiedshēmas plati ievietoja tos atbilstošajos caurumos. Strukturāli to vadi vai kontakti ir izgatavoti metalizētu paliktņu veidā uz elementu korpusa. Virsmas montāžas mikroshēmu un tranzistoru gadījumā elementiem ir īsas, stingras “kājas”.
Viena no galvenajām SMD rezistoru īpašībām ir to izmērs. Tas ir korpusa garums un platums, pēc šiem parametriem tiek atlasīti elementi, kas atbilst dēļa izkārtojumam. Parasti izmērus dokumentācijā raksta saīsināti kā četrciparu skaitli, kur pirmie divi cipari norāda elementa garumu mm, bet otrais rakstzīmju pāris norāda platumu mm. Tomēr patiesībā izmēri var atšķirties no marķējuma atkarībā no elementu veida un sērijas.
SMD rezistoru tipiskie izmēri un to parametri
1. attēlā - apzīmējumi standarta izmēru dekodēšanai.
1. SMD rezistori 0201 :
L=0,6 mm; W=0,3 mm; H=0,23 mm; L1=0,13 m.
Nominālā jauda: 0,05W
Darba spriegums: 15V
Maksimālais pieļaujamais spriegums: 50 V
2. SMD rezistori 0402 :
L=1,0 mm; W=0,5 mm; H = 0,35 mm; L1=0,25 mm.
Nominālais diapazons: 0 omi, 1 omi - 30 MOhm
Pieļaujamā novirze no nominālvērtības: 1% (F); 5% (J)
Nominālā jauda: 0,062W
Darba spriegums: 50V
Darba temperatūras diapazons: –55 - +125 °C
3. SMD rezistori 0603 :
L=1,6 mm; W=0,8 mm; H = 0,45 mm; L1=0,3 mm.
Nominālais diapazons: 0 omi, 1 omi - 30 MOhm
Pieļaujamā novirze no nominālvērtības: 1% (F); 5% (J)
Nominālā jauda: 0,1W
Darba spriegums: 50V
Maksimālais pieļaujamais spriegums: 100 V
Darba temperatūras diapazons: –55 - +125 °C
4. SMD rezistori 0805 :
L=2,0 mm; W=1,2 mm; H = 0,4 mm; L1=0,4 mm.
Nominālais diapazons: 0 omi, 1 omi - 30 MOhm
Pieļaujamā novirze no nominālvērtības: 1% (F); 5% (J)
Nominālā jauda: 0,125W
Darba spriegums: 150V
Maksimālais pieļaujamais spriegums: 200 V
Darba temperatūras diapazons: –55 - +125 °C
5. SMD rezistori 1206 :
L=3,2 mm; W=1,6 mm; H = 0,5 mm; L1=0,5 mm.
Nominālais diapazons: 0 omi, 1 omi - 30 MOhm
Pieļaujamā novirze no nominālvērtības: 1% (F); 5% (J)
Nominālā jauda: 0,25W
Darba spriegums: 200V
Darba temperatūras diapazons: –55 - +125 °C
6. SMD rezistori 2010 :
L=5,0 mm; W=2,5 mm; H=0,55 mm; L1=0,5 mm.
Nominālais diapazons: 0 omi, 1 omi - 30 MOhm
Pieļaujamā novirze no nominālvērtības: 1% (F); 5% (J)
Nominālā jauda: 0,75W
Darba spriegums: 200V
Maksimālais pieļaujamais spriegums: 400 V
Darba temperatūras diapazons: –55 - +125 °C
7. SMD rezistori 2512 :
L=6,35 mm; W=3,2 mm; H=0,55 mm; L1=0,5 mm.
Nominālais diapazons: 0 omi, 1 omi - 30 MOhm
Pieļaujamā novirze no nominālvērtības: 1% (F); 5% (J)
Nominālā jauda: 1W
Darba spriegums: 200V
Maksimālais pieļaujamais spriegums: 400 V
Darba temperatūras diapazons: –55 - +125 °C
Kā redzat, palielinoties mikroshēmas rezistora izmēram, palielinās arī nominālās jaudas izkliede. Zemāk esošajā tabulā ir skaidrāk parādītas šīs attiecības, kā arī citu veidu rezistoru ģeometriskie izmēri:
1. tabula – SMD rezistoru marķēšana
Atkarībā no izmēra var izmantot vienu no trīs veidu rezistoru nominālajiem marķējumiem. Ir trīs veidu marķējumi:
1. Izmantojot 3 ciparus.Šajā gadījumā pirmie divi norāda omu skaitu, bet pēdējie - nulles. Šādi tiek marķēti E-24 sērijas rezistori ar novirzi no nominālvērtības (pielaides) 1 vai 5%. Rezistoru standarta izmērs ar šo marķējumu ir 0603, 0805 un 1206. Šāda marķējuma piemērs: 101 = 100 = 100 omi
2. attēlā ir SMD rezistora attēls ar nominālo vērtību 10 000 omi, kas pazīstami arī kā 10 kOhmi.
2. Izmantojot 4 rakstzīmes.Šajā gadījumā pirmie 3 cipari norāda omu skaitu, bet pēdējie - nulles skaitu. Šādi ir aprakstīti rezistori no sērijas E-96 ar izmēriem 0805, 1206. Ja marķējumā ir burts R, tas spēlē komatu, kas atdala veselus skaitļus no daļskaitļiem. Tādējādi marķējums 4402 apzīmē 44 000 omi vai 44 kOhmi.
3. attēls – SMD rezistora attēls ar nominālo vērtību 44 kOhm
3. Marķējums ar 3 rakstzīmju kombināciju - cipariem un burtiem.Šajā gadījumā pirmās 2 rakstzīmes ir skaitļi, kas norāda kodēto pretestības vērtību omos. Trešais simbols ir reizinātājs. Tādā veidā tiek marķēti 0603 izmēra rezistori no E-96 pretestības sērijas ar pielaidi 1%. Burtu tulkošana reizinātājā tiek veikta šādā sērijā: S=10^-2; R = 10^-1; B=10; C=10^2; D=10^3; E=104; F=10^5.
Kodu (pirmās divas rakstzīmes) dekodēšana tiek veikta saskaņā ar zemāk redzamo tabulu.
2. tabula - SMD rezistoru marķēšanas kodu dekodēšana
4. attēlā ir rezistors ar trīs rakstzīmju marķējumu 10C; ja izmantojat tabulu un doto reizinātāju sēriju, tad 10 ir 124 omi, bet C ir reizinātājs 10^2, kas ir vienāds ar 12 400 omi vai 12,4 kOhm.
Rezistoru pamatparametri
5. attēls - rezistoru ekvivalenta ķēde
Tātad induktivitāte un kapacitāte ir elementi, kas ietekmē kopējo pretestību un strāvu un spriegumu frontes atkarībā no frekvences. Uz virsmas uzstādītiem elementiem ir vislabākie frekvences raksturlielumi to mazā izmēra dēļ.
6. attēls. Grafiks parāda rezistora attiecību pret aktīvo pretestību dažādās frekvencēs
Rezistoru dizains
Virsmas montāžas rezistori ir lēti un ērti elektronisko ierīču konveijera automatizētai montāžai. Tomēr tie nav tik vienkārši, kā varētu šķist.
7. attēls – SMD rezistora iekšējā struktūra
Rezistora pamatā ir substrāts, kas izgatavots no Al2O3 - alumīnija oksīda. Tas ir labs dielektriķis un materiāls ar labu siltumvadītspēju, kas ir ne mazāk svarīgi, jo darbības laikā visa rezistora jauda tiek izvadīta siltumā.
Kā pretestības slānis tiek izmantota plāna metāla vai oksīda plēve, piemēram, hroms, rutēnija dioksīds (kā parādīts attēlā iepriekš). Rezistoru īpašības ir atkarīgas no materiāla, no kura šī plēve ir izgatavota. Atsevišķu rezistoru pretestības slānis ir līdz 10 mikroniem bieza plēve, kas izgatavota no materiāla ar zemu TCR (temperatūras pretestības koeficientu), kas nodrošina parametru stabilitāti augstā temperatūrā un spēju izveidot augstas precizitātes elementus, piemēram, šāds materiāls ir nemainīgs, taču šādu rezistoru vērtības reti pārsniedz 100 omi.
Rezistoru spilventiņi ir veidoti no slāņu komplekta. Iekšējais kontaktslānis ir izgatavots no dārgiem materiāliem, piemēram, sudraba vai pallādija. Starpposms ir izgatavots no niķeļa. Un ārējais ir svina-alvas. Šis dizains ir saistīts ar nepieciešamību nodrošināt augstu slāņu saķeri (savienotību). No tiem ir atkarīga kontaktu uzticamība un troksnis.
8. attēls – pretestības slāņa forma
Šādu elementu uzstādīšana notiek krāsnīs un radioamatieru darbnīcās, izmantojot lodēšanas matu žāvētāju, tas ir, karstā gaisa plūsmu. Tāpēc to izgatavošanas laikā uzmanība tiek pievērsta apkures un dzesēšanas temperatūras līknei.
9. attēls – sildīšanas un dzesēšanas līkne, lodējot SMD rezistorus
secinājumus
Virsmas montāžas komponentu izmantošana pozitīvi ietekmēja elektronisko iekārtu svara un izmēra parametrus, kā arī elementa frekvences raksturlielumus. Mūsdienu rūpniecība lielāko daļu izplatīto elementu ražo SMD versijās. Tostarp: rezistori, kondensatori, diodes, gaismas diodes, tranzistori, tiristori, integrālās shēmas.
Mūsu vētrainajā elektronikas laikmetā elektronisko izstrādājumu galvenās priekšrocības ir mazs izmērs, uzticamība, viegla uzstādīšana un demontāža (iekārtu izjaukšana), zems enerģijas patēriņš un ērta lietojamība ( no angļu valodas- Lietošanas ērtums). Visas šīs priekšrocības nekādā gadījumā nav iespējamas bez virsmas montāžas tehnoloģijas - SMT tehnoloģijas ( S urface M skaitīt T Ehnoloģija), un, protams, bez SMD komponentiem.
Kas ir SMD komponenti
SMD komponenti tiek izmantoti absolūti visā mūsdienu elektronikā. SMD ( S urface M uzstādīts D evice), kas tulkojumā no angļu valodas nozīmē “uz virsmas uzstādīta ierīce”. Mūsu gadījumā virsma ir iespiedshēmas plate bez caurumiem radio elementiem:
Šajā gadījumā SMD komponenti netiek ievietoti dēļu caurumos. Tie ir pielodēti uz kontaktu celiņiem, kas atrodas tieši uz iespiedshēmas plates virsmas. Tālāk esošajā fotoattēlā ir redzami alvas krāsas kontaktu spilventiņi uz mobilā tālruņa paneļa, kurā iepriekš bija SMD komponenti.
SMD komponentu plusi
SMD komponentu lielākā priekšrocība ir to mazais izmērs. Zemāk esošajā fotoattēlā ir redzami vienkārši rezistori un:
Pateicoties SMD komponentu mazajiem izmēriem, izstrādātājiem ir iespēja vienā laukuma vienībā izvietot lielāku komponentu skaitu nekā vienkāršus izvades radioelementus. Līdz ar to palielinās uzstādīšanas blīvums un līdz ar to samazinās elektronisko ierīču izmēri. Tā kā SMD komponenta svars ir daudzkārt mazāks par tā paša vienkāršā izvades radioelementa svaru, arī radioiekārtas svars būs daudzkārt vieglāks.
SMD komponentus ir daudz vieglāk atlodēt. Šim nolūkam mums ir nepieciešams fēns. Rakstā par to, kā pareizi lodēt SMD, varat izlasīt, kā atlodēt un pielodēt SMD komponentus. Ir daudz grūtāk tos aizzīmogot. Rūpnīcās speciāli roboti tos novieto uz iespiedshēmas plates. Ražošanā neviens tos manuāli nemodē, izņemot radioamatierus un radioiekārtu remontētājus.
Daudzslāņu dēļi
Tā kā aprīkojumam ar SMD komponentiem ir ļoti blīva uzstādīšana, uz tāfeles vajadzētu būt vairāk celiņu. Ne visi celiņi iederas uz vienas virsmas, tāpēc tiek izgatavotas iespiedshēmas plates daudzslāņu. Ja iekārta ir sarežģīta un tajā ir daudz SMD komponentu, tad platei būs vairāk slāņu. Tas ir kā daudzslāņu kūka, kas izgatavota no īsām kārtām. Drukātie celiņi, kas savieno SMD komponentus, atrodas tieši plates iekšpusē un nav redzami nekādā veidā. Daudzslāņu plates piemērs ir mobilo tālruņu plates, datoru vai klēpjdatoru plates (mātesplate, videokarte, RAM utt.).
Zemāk esošajā fotoattēlā zilā plate ir Iphone 3g, zaļā plate ir datora mātesplate.
Visi radioiekārtu remontētāji zina, ka, ja daudzslāņu plāksne ir pārkarsusi, tā uzbriest ar burbuli. Šajā gadījumā starpslāņu savienojumi pārtrūkst, un tāfele kļūst nelietojama. Tāpēc galvenais trumpis, nomainot SMD komponentus, ir pareiza temperatūra.
Dažas plates izmanto abas iespiedshēmas plates puses, un montāžas blīvums, kā jūs saprotat, dubultojas. Šī ir vēl viena SMT tehnoloģijas priekšrocība. Ak, jā, ir vērts ņemt vērā arī faktu, ka SMD komponentu ražošanai nepieciešamais materiāls ir daudz mazāks, un to izmaksas masveida ražošanā miljoniem gabalu burtiski maksā santīmus.
Galvenie SMD komponentu veidi
Apskatīsim galvenos SMD elementus, kas tiek izmantoti mūsu modernajās ierīcēs. Rezistori, kondensatori, mazvērtības induktori un citi komponenti izskatās kā parasti mazi taisnstūri vai, drīzāk, paralēlskaldņi))
Plātnēs bez ķēdes nav iespējams zināt, vai tas ir rezistors, kondensators vai pat spole. Ķīnieši atzīmē, kā vēlas. Lieliem SMD elementiem tie joprojām ievieto kodu vai ciparus, lai noteiktu to identitāti un vērtību. Zemāk esošajā fotoattēlā šie elementi ir atzīmēti sarkanā taisnstūrī. Bez diagrammas nav iespējams pateikt, pie kāda veida radioelementiem tie pieder, kā arī to vērtējumu.
SMD komponentu standarta izmēri var atšķirties. Šeit ir aprakstīti rezistoru un kondensatoru standarta izmēri. Šeit, piemēram, ir dzeltens taisnstūrveida SMD kondensators. Tos sauc arī par tantalu vai vienkārši par tantalu:
Un šādi izskatās SMD:
Ir arī šāda veida SMD tranzistori:
Kam ir liels nomināls, SMD versijā tie izskatās šādi:
Un, protams, kā mēs varam dzīvot bez mikroshēmām mūsu mikroelektronikas laikmetā! Ir daudz SMD veidu mikroshēmu pakotņu, taču es tos galvenokārt sadalu divās grupās:
1) Mikroshēmas, kurās tapas ir paralēlas iespiedshēmas platei un atrodas abās pusēs vai pa perimetru.
2) Mikroshēmas, kurās tapas atrodas zem pašas mikroshēmas.Šī ir īpaša mikroshēmu klase, ko sauc par BGA (no angļu valodas Bumbiņu režģa masīvs- bumbiņu masīvs). Šādu mikroshēmu spailes ir vienkāršas tāda paša izmēra lodēšanas lodītes.
Tālāk esošajā fotoattēlā ir redzama BGA mikroshēma un tās otrā puse, kas sastāv no lodīšu tapām.
BGA mikroshēmas ir ērtas ražotājiem, jo ievērojami ietaupa vietu uz iespiedshēmas plates, jo zem jebkura BGA mikroshēmas var atrasties tūkstošiem šādu bumbiņu. Tas ievērojami atvieglo dzīvi ražotājiem, bet neatvieglo remontētāju dzīvi.
Kopsavilkums
Kas jums vajadzētu izmantot savos dizainos? Ja rokas nedreb un vēlaties radīt nelielu radio kļūdu, tad izvēle ir acīmredzama. Bet tomēr radioamatieru dizainā izmēriem nav lielas nozīmes, un masīvu radio elementu lodēšana ir daudz vienkāršāka un ērtāka. Daži radio amatieri izmanto abus. Katru dienu tiek izstrādātas arvien jaunas mikroshēmas un SMD komponentes. Mazāks, plānāks, uzticamāks. Nākotne noteikti pieder mikroelektronikai.
Notiek ielāde...