În general, termenul SMD (din limba engleză. Surface Mounted Device) poate fi atribuit oricărei componente electronice de dimensiuni mici concepute pentru a fi montate pe suprafața plăcii folosind tehnologia SMT (surface mount technology).
Tehnologia SMT (din engleză. Tehnologia de montare la suprafață) a fost dezvoltată cu scopul de a reduce costurile de producție, de a crește eficiența fabricării plăcilor de circuite imprimate folosind componente electronice mai mici: rezistențe, condensatoare, tranzistoare etc. Astăzi vom lua în considerare una dintre acestea. - Rezistor SMD.
Rezistori SMD- Acestea sunt miniaturale, concepute pentru montare la suprafata. Rezistoarele SMD sunt semnificativ mai mici decât omologul lor tradițional. Acestea au adesea formă pătrată, dreptunghiulară sau ovală, cu un profil foarte scăzut.
În loc de firele de cablu ale rezistențelor convenționale, care sunt introduse în găurile din PCB, rezistențele SMD au contacte mici care sunt lipite pe suprafața corpului rezistenței. Acest lucru elimină necesitatea de a face găuri în placa de circuit imprimat și, astfel, permite o utilizare mai eficientă a întregii sale suprafețe.
Practic, termenul dimensiunea cadrului include dimensiunea, forma și configurația pinului (tipul pachetului) unei componente electronice. De exemplu, configurația unui cip convențional care are un pachet de pinout plat, cu două fețe (perpendicular pe planul bazei) se numește DIP.
Dimensiunea rezistențelor SMD sunt standardizate și majoritatea producătorilor folosesc standardul JEDEC. Mărimea rezistențelor SMD este indicată printr-un cod numeric, de exemplu, 0603. Codul conține informații despre lungimea și lățimea rezistorului. Deci, în exemplul nostru, cod 0603 (în inci), carcasa are 0,060 inci lungime și 0,030 inci lățime.
Rezistorul de aceeași dimensiune în sistemul metric va avea codul 1608 (în milimetri), respectiv lungimea este de 1,6 mm, lățimea este de 0,8 mm. Pentru a converti dimensiunile în milimetri, este suficient să înmulțiți dimensiunea în inci cu 2,54.
Mărimea rezistenței SMD depinde în principal de puterea disipată necesară. Următorul tabel prezintă dimensiunile și specificații cele mai utilizate rezistențe SMD.
Datorită dimensiunii mici a rezistențelor SMD, este aproape imposibil să le aplicați marcajele tradiționale de culoare ale rezistenței.
În acest sens, a fost dezvoltată o metodă specială de marcare. Cel mai comun marcaj conține trei sau patru numere, sau două numere și o literă, care poartă numele EIA-96.
În acest sistem, primele două sau trei cifre indică valoarea numerică a rezistenței rezistenței, iar ultima cifră indică multiplicatorul. Această ultimă cifră indică puterea la care trebuie ridicat 10 pentru a obține multiplicatorul final.
Încă câteva exemple de determinare a rezistenței în cadrul acestui sistem:
Litera „R” este folosită pentru a indica poziția punctului zecimal pentru valorile rezistenței sub 10 ohmi. Astfel, 0R5 = 0,5 ohm și 0R01 = 0,01 ohm.
Rezistoarele SMD de precizie (precizie) crescută, combinate cu dimensiuni mici, au creat necesitatea unui marcaj nou, mai compact. În acest sens, a fost creat standardul EIA-96. Acest standard este pentru rezistențele cu o toleranță de rezistență de 1%.
Acest sistem de marcare este format din trei elemente: două cifre indică codul, iar litera care le urmează determină multiplicatorul. Cele două cifre sunt un cod care oferă un număr de rezistență din trei cifre (vezi tabelul)
De exemplu, codul 04 înseamnă 107 ohmi și 60 înseamnă 412 ohmi. Multiplicatorul dă valoarea finală a rezistenței, de exemplu:
Acest calculator vă va ajuta să găsiți valoarea rezistenței rezistențelor SMD. Doar introduceți codul scris pe rezistor și rezistența acestuia va fi afișată în partea de jos.
Calculatorul poate fi utilizat pentru a determina rezistența rezistențelor SMD care sunt marcate cu 3 sau 4 cifre, precum și conform standardului EIA-96 (2 cifre + literă).
Deși am făcut tot posibilul pentru a testa funcția acestui calculator, nu putem garanta că calculează valorile corecte pentru toate rezistențele, deoarece uneori producătorii pot folosi propriile coduri personalizate.
Prin urmare, pentru a fi absolut sigur de valoarea rezistenței, cel mai bine este să măsurați suplimentar rezistența cu un multimetru.
Ne-am familiarizat deja cu principalele componente radio: rezistențe, condensatoare, diode, tranzistoare, microcircuite etc. și, de asemenea, am studiat modul în care sunt montate pe o placă de circuit imprimat. Încă o dată, să ne amintim principalele etape ale acestui proces: cablurile tuturor componentelor sunt trecute în găurile disponibile în placa de circuit imprimat. După aceea, concluziile sunt tăiate, iar apoi lipirea este efectuată pe partea din spate a plăcii (vezi Fig. 1).
Acest proces deja cunoscut de noi se numește editare DIP. Această instalație este foarte convenabilă pentru radioamatorii începători: componentele sunt mari, le puteți lipi chiar și cu un fier de lipit „sovietic” mare, fără ajutorul lupei sau microscopului. Acesta este motivul pentru care toate kiturile Master pentru auto-lidura implică montarea DIP.
Orez. 1. Montare DIP
Dar editarea DIP are dezavantaje foarte semnificative:
Componentele radio mari nu sunt potrivite pentru crearea de dispozitive electronice moderne în miniatură;
- componentele radio de ieșire sunt mai scumpe de fabricat;
- PCB pentru montarea DIP este, de asemenea, mai scumpă din cauza necesității de a găuri multe găuri;
- Montarea DIP este dificil de automatizat: în majoritatea cazurilor, chiar și în marile fabrici de electronice, instalarea și lipirea pieselor DIP trebuie făcută manual. Este foarte scump și consuma mult timp.
Prin urmare, montarea DIP nu este practic utilizată în producția de electronice moderne și a fost înlocuită cu așa-numitul proces SMD, care este standardul de astăzi. Prin urmare, orice radioamator ar trebui să aibă cel puțin o idee generală despre asta.
Montare SMD
Componentele SMD (componente de cip) sunt componente de circuit electronic imprimate pe o placă de circuit imprimat folosind tehnologia de montare la suprafață - tehnologia SMT (ing. suprafaţă montură tehnologie). Adică toate elementele electronice care sunt „fixate” pe placă în acest fel sunt numite smd componente(Engleză) suprafaţă montat dispozitiv). Procesul de montare și lipire a componentelor cipului se numește în mod corespunzător proces SMT. Nu este în întregime corect să spunem „asamblare SMD”, dar în Rusia această versiune a numelui procesului tehnic a prins rădăcini, așa că vom spune același lucru.
Pe fig. 2. prezintă o secțiune a plăcii de montare SMD. Aceeași placă, realizată pe elemente DIP, va avea dimensiuni de câteva ori mai mari.
Fig.2. Montare SMD
Montarea SMD are avantaje incontestabile:
Componentele radio sunt ieftine de fabricat și pot fi în mod arbitrar miniaturale;
- plăcile cu circuite imprimate sunt și ele mai ieftine din cauza lipsei de găurire multiple;
- instalarea este ușor de automatizat: instalarea și lipirea componentelor se realizează de către roboți speciali. De asemenea, nu există o operație tehnologică precum tăierea cablurilor.
Rezistori SMD
Cunoașterea componentelor cipului este cea mai logică pentru a începe cu rezistențe, ca și cu cele mai simple și mai masive componente radio.
Rezistorul SMD în ceea ce privește proprietățile sale fizice este similar cu versiunea „obișnuită”, de ieșire pe care am studiat-o deja. Toți parametrii săi fizici (rezistență, precizie, putere) sunt exact la fel, doar cazul este diferit. Aceeași regulă se aplică tuturor celorlalte componente SMD.
Orez. 3. Rezistori CHIP
Dimensiuni SMD-rezistente
Știm deja că rezistențele de ieșire au o anumită grilă de dimensiuni standard, în funcție de puterea lor: 0.125W, 0.25W, 0.5W, 1W etc.
Rezistoarele cu cip au și o grilă de dimensiune standard, doar în acest caz dimensiunea este indicată printr-un cod din patru cifre: 0402, 0603, 0805, 1206 etc.
Principalele dimensiuni ale rezistențelor și caracteristicile tehnice ale acestora sunt prezentate în Fig.4.
Orez. 4 Dimensiunile și parametrii principali ai rezistențelor cu cip
Marcarea rezistențelor SMD
Rezistoarele sunt marcate cu un cod pe carcasă.
Dacă în cod sunt trei sau patru cifre, atunci ultima cifră înseamnă numărul de zerouri, în fig. 5. Rezistorul cu codul „223” are următoarea rezistență: 22 (și trei zerouri în dreapta) Ohm = 22000 Ohm = 22 kOhm. Rezistorul cu codul „8202” are o rezistență: 820 (și două zerouri în dreapta) Ohm = 82000 Ohm = 82 kOhm.
În unele cazuri, marcajul este alfanumeric. De exemplu, un rezistor codificat 4R7 are o rezistență de 4,7 ohmi, iar un rezistor codificat 0R22 are o rezistență de 0,22 ohmi (aici, litera R este caracterul separator).
Există, de asemenea, rezistențe de rezistență zero, sau rezistențe jumper. Adesea sunt folosite ca sigurante.
Desigur, nu vă puteți aminti sistemul de desemnare a codului, ci pur și simplu măsurați rezistența rezistenței cu un multimetru.
Orez. 5 Rezistoare chip de marcare
Condensatoare ceramice SMD
În exterior, condensatoarele SMD sunt foarte asemănătoare cu rezistențele (vezi Fig. 6.). Există o singură problemă: codul capacității nu le este aplicat, așa că singura modalitate de a-l determina este măsurarea cu un multimetru care are un mod de măsurare a capacității.
Condensatorii SMD sunt, de asemenea, disponibili în dimensiuni standard, de obicei similare cu dimensiunile rezistoarelor (vezi mai sus).
Orez. 6. Condensatoare ceramice SMD
Condensatoare electrolitice SMS
Fig.7. Condensatoare electrolitice SMS
Acești condensatori sunt similari cu omologii lor de ieșire, iar marcajele de pe ele sunt de obicei explicite: capacitatea și tensiunea de funcționare. O bandă de pe „pălăria” condensatorului marchează borna negativă a acestuia.
tranzistoare SMD
Fig.8. tranzistor SMD
Tranzistoarele sunt mici, așa că este imposibil să scrieți numele lor complet pe ele. Ele sunt limitate la marcarea codurilor și nu există un standard internațional pentru desemnări. De exemplu, codul 1E poate indica tipul de tranzistor BC847A sau poate altul. Dar această împrejurare nu deranjează absolut nici producătorii, nici consumatorii obișnuiți de electronice. Dificultățile pot apărea numai în timpul reparațiilor. Determinarea tipului de tranzistor instalat pe o placă de circuit imprimat fără documentația producătorului pentru această placă poate fi uneori foarte dificilă.
Diode SMD și LED-uri SMD
Fotografiile unor diode sunt prezentate în figura de mai jos:
Fig.9. Diode SMD și LED-uri SMD
Pe corpul diodei, polaritatea trebuie indicată sub forma unei benzi mai aproape de una dintre margini. De obicei, ieșirea catodului este marcată cu o dungă.
LED-ul SMD are, de asemenea, o polaritate, care este indicată fie printr-un punct lângă unul dintre pini, fie într-un alt mod (puteți afla mai multe despre acest lucru în documentația producătorului componentei).
Este dificil să se determine tipul de diodă SMD sau LED, ca în cazul unui tranzistor: un cod neinformativ este ștampilat pe carcasa diodei și cel mai adesea nu există niciun semn pe carcasa LED-ului, cu excepția marcajului de polaritate. . Dezvoltatorilor și producătorilor de electronice moderne le pasă puțin de menținerea acesteia. Se înțelege că repararea plăcii de circuit imprimat va fi un inginer de service care are documentația completă pentru un anumit produs. O astfel de documentație descrie în mod clar unde este instalată o anumită componentă pe placa de circuit imprimat.
Instalarea si lipirea componentelor SMD
Asamblarea SMD este optimizată în primul rând pentru asamblarea automată de către roboți industriali speciali. Dar modelele de radioamatori pot fi realizate și pe componente de cip: cu suficientă acuratețe și grijă, puteți lipi piese de dimensiunea unui bob de orez cu cel mai obișnuit fier de lipit, trebuie doar să cunoașteți câteva subtilități.
Dar acesta este un subiect pentru o lecție mare separată, așa că mai multe detalii despre editarea automată și manuală SMD vor fi discutate separat.
În epoca noastră tulbure a electronicii, principalele avantaje ale unui produs electronic sunt dimensiunile mici, fiabilitatea, ușurința de instalare și dezasamblare (dezasamblarea echipamentelor), consumul redus de energie și utilizarea convenabilă ( din engleza- Ușurință în utilizare). Toate aceste avantaje nu sunt în niciun caz posibile fără tehnologia de montare la suprafață - tehnologia SMT ( S față M ont T ecnologie), și desigur, fără componente SMD.
Componentele SMD sunt folosite în absolut toate electronicele moderne. SMD ( S față Mîmpovărat D aparat), care este tradus din engleză ca „dispozitiv montat pe suprafață”. În cazul nostru, suprafața este o placă de circuit imprimat, fără orificii de trecere pentru elementele radio:
În acest caz, componentele SMD nu sunt introduse în orificiile plăcii. Acestea sunt lipite pe pistele de contact, care sunt situate direct pe suprafața plăcii de circuit imprimat. În fotografia de mai jos, pe placa unui telefon mobil se găsesc plăcuțe de contact de culoarea cositoriei, care avea înainte componente SMD.
Cel mai mare avantaj al componentelor SMD este dimensiunea lor mică. În fotografia de mai jos, rezistențe simple și:
Datorită dimensiunilor reduse ale componentelor SMD, dezvoltatorii au posibilitatea de a plasa un număr mai mare de componente pe unitate de suprafață decât simplele elemente radio de ieșire. În consecință, densitatea de montare crește și, ca urmare, dimensiunile dispozitivelor electronice sunt reduse. Deoarece greutatea componentei SMD este de câteva ori mai ușoară decât greutatea aceluiași element radio de ieșire simplu, masa echipamentului radio va fi, de asemenea, de multe ori mai ușoară.
Componentele SMD sunt mult mai ușor de deslipit. Pentru asta avem nevoie de un uscător de păr. Cum să lipiți și să lipiți componentele SMD, puteți citi în articol cum să lipiți corect SMD. Lipirea lor este mult mai dificilă. În fabrici, acestea sunt plasate pe o placă de circuit imprimat de către roboți speciali. Nimeni nu le sudează manual în producție, cu excepția radioamatorilor și a reparatorilor de echipamente radio.
Deoarece în echipamentele cu componente SMD există o instalare foarte densă, ar trebui să existe mai multe piese în placă. Nu toate pistele se potrivesc pe aceeași suprafață, așa că plăcile de circuite imprimate fac multistrat. Dacă echipamentul este complex și are multe componente SMD, atunci vor fi mai multe straturi în placă. Este ca un tort stratificat. Piesele imprimate care conectează componentele SMD sunt situate chiar în interiorul plăcii și nu pot fi văzute în niciun fel. Un exemplu de plăci multistrat sunt plăcile telefoane mobile, plăci de computere sau laptopuri ( placa de baza, placa video, Berbec etc).
În fotografia de mai jos, placa albastră este Iphone 3g, placa verde este placa de bază a computerului.
Toți reparatorii de radio știu că, dacă supraîncălziți o placă multistrat, aceasta se va umfla cu un balon. În acest caz, conexiunile interstratului sunt rupte și placa devine inutilizabilă. Prin urmare, principalul atu atunci când înlocuiți componentele SMD este temperatura potrivită.
Pe unele plăci, sunt utilizate ambele părți ale plăcii de circuit imprimat, în timp ce densitatea de montare, după cum înțelegeți, este dublată. Acesta este un alt plus al tehnologiei SMT. Da, merită luat în considerare și faptul că materialul pentru producția de componente SMD durează de multe ori mai puțin, iar costul lor în producția de masă în milioane de bucăți costă, literalmente, un ban.
Să ne uităm la principalele elemente SMD utilizate în dispozitivele noastre moderne. Rezistoarele, condensatoarele, inductoarele de valoare mică și alte componente arată ca dreptunghiuri mici obișnuite, sau mai degrabă, paralelipipedi))
Pe plăcile fără circuit, este imposibil să știi dacă este un rezistor, un condensator sau chiar o bobină. Chinezii marchează cum vor. Pe elementele SMD mari, ele încă pun un cod sau numere pentru a determina apartenența și denumirea lor. În fotografia de mai jos, aceste elemente sunt marcate într-un dreptunghi roșu. Fără o diagramă, este imposibil de spus ce tip de elemente radio aparțin, precum și denumirea lor.
Dimensiunile componentelor SMD pot fi diferite. Iată o descriere a dimensiunilor pentru rezistențe și condensatoare. Iată, de exemplu, un condensator SMD galben dreptunghiular. Se mai numesc și tantal sau pur și simplu tantal:
Și așa arată SMD:
Există și aceste tipuri de tranzistoare SMD:
Care au o denumire mare, în versiunea SMD arată astfel:
Și, desigur, cum ar putea fi fără microcircuite în epoca noastră a microelectronicii! Există o mulțime de tipuri de pachete de cip SMD, dar le împart în principal în două grupuri:
1) Microcircuite, în care cablurile sunt paralele cu placa de circuit imprimat și sunt amplasate pe ambele părți sau în jurul perimetrului.
2) Microcircuite, în care concluziile sunt situate sub microcircuitul însuși. Aceasta este o clasă specială de microcircuite numită BGA (din engleză matrice grilă bile- o serie de bile). Concluziile unor astfel de microcircuite sunt simple bile de lipit de aceeași dimensiune.
În fotografia de mai jos, microcircuitul BGA și partea sa inversă, constând din fire cu bile.
Cipurile BGA sunt convenabile pentru producători, deoarece economisesc mult spațiu pe placa de circuit imprimat, deoarece pot exista mii de astfel de bile sub orice cip BGA. Acest lucru simplifică foarte mult viața producătorilor, dar nu ușurează viața reparatorilor.
Ce folosești în design-ul tău? Dacă mâinile nu vă tremură și doriți să faceți un mic bug radio, atunci alegerea este evidentă. Dar totuși, în modelele de radio amatori, dimensiunile nu joacă un rol deosebit de important, iar lipirea elementelor radio masive este mult mai ușoară și mai convenabilă. Unii radioamatori le folosesc pe ambele. În fiecare zi sunt dezvoltate din ce în ce mai multe cipuri noi și componente SMD. Mai mic, mai subțire, mai fiabil. Viitorul, fără ambiguitate, aparține microelectronicii.
