Mes jau susipažinome su pagrindiniais radijo komponentais: rezistoriais, kondensatoriais, diodais, tranzistoriais, mikroschemomis ir kt., Taip pat ištyrėme, kaip jie montuojami ant spausdintinės plokštės. Dar kartą prisiminkime pagrindinius šio proceso etapus: visų komponentų laidai įvedami į esančias skyles. spausdintinė plokštė. Po to nupjaunami laidai, o tada litavimas atliekamas galinėje plokštės pusėje (žr. 1 pav.).
Šis mums jau žinomas procesas vadinamas DIP redagavimu. Šis įrengimas labai patogus pradedantiesiems radijo mėgėjams: komponentai dideli, juos galima lituoti net su dideliu „sovietiniu“ lituokliu be padidinamojo stiklo ar mikroskopo pagalbos. Štai kodėl visi Master Kit rinkiniai, skirti litavimui „pasidaryk pats“, yra montuojami DIP.
Ryžiai. 1. DIP montavimas
Tačiau DIP diegimas turi labai didelių trūkumų:
Dideli radijo komponentai netinka kurti šiuolaikinius miniatiūrinius. Elektroniniai prietaisai;
- išvesties radijo komponentus gaminti brangiau;
- spausdintinė plokštė, skirta montuoti DIP, taip pat yra brangesnė, nes reikia išgręžti daug skylių;
- DIP montavimas sunkiai automatizuojamas: dažniausiai net didelėse elektronikos gamyklose DIP dalių montavimas ir litavimas turi būti atliekamas rankiniu būdu. Tai labai brangu ir atima daug laiko.
Todėl šiuolaikinės elektronikos gamyboje DIP montavimas praktiškai nenaudojamas, o jį pakeitė vadinamasis SMD procesas, kuris yra šių dienų standartas. Todėl bet kuris radijo mėgėjas turėtų turėti bent bendrą supratimą apie tai.
SMD diegimas
SMD komponentai (lusto komponentai) yra komponentai elektroninė grandinė, pritaikytas ant spausdintinės plokštės naudojant paviršinio montavimo technologiją - SMT technologiją (angl. paviršius kalnas Tai yra, visi elektroniniai elementai, kurie tokiu būdu yra „fiksuoti“ lentoje, yra vadinami SMD komponentai(Anglų) paviršius sumontuotas prietaisas). Lustų komponentų montavimo ir litavimo procesas teisingai vadinamas SMT procesu. Pasakyti „SMD diegimas“ nėra visiškai teisinga, tačiau Rusijoje ši techninio proceso pavadinimo versija įsitvirtino, todėl sakysime tą patį.
Fig. 2. parodyta SMD montavimo plokštės dalis. Ta pati lenta, pagaminta ant DIP elementų, turės kelis kartus didesnius matmenis.
2 pav. SMD montavimas
SMD diegimas turi neabejotinų pranašumų:
Radijo komponentai yra pigūs gaminti ir gali būti tokie maži, kiek pageidaujama;
- spausdintinės plokštės taip pat yra pigesnės, nes nėra daugkartinio gręžimo;
- montavimą lengva automatizuoti: komponentų montavimą ir litavimą atlieka specialūs robotai. Taip pat nėra tokios technologinės operacijos kaip laidų pjovimas.
SMD rezistoriai
Logiškiausia pradėti pažintį su lustų komponentais su rezistoriais, kaip paprasčiausiais ir plačiausiai paplitusiais radijo komponentais.
SMD rezistorius savo fizinėmis savybėmis yra panašus į „įprastą“ išvesties versiją, kurią jau ištyrėme. Visi jo fiziniai parametrai (atsparumas, tikslumas, galia) yra visiškai vienodi, skiriasi tik kūnas. Ta pati taisyklė galioja ir visiems kitiems SMD komponentams.
Ryžiai. 3. CHIP rezistoriai
SMD dydžiai- rezistoriai
Jau žinome, kad išėjimo rezistoriai turi tam tikrą standartinių dydžių tinklelį, priklausomai nuo jų galios: 0,125W, 0,25W, 0,5W, 1W ir kt.
Taip pat yra standartinis standartinių dydžių tinklelis lustiniams rezistoriams, tik šiuo atveju standartinis dydis nurodomas keturženkliu kodu: 0402, 0603, 0805, 1206 ir kt.
Pagrindiniai rezistorių dydžiai ir jų specifikacijas parodytos 4 pav.
Ryžiai. 4 Pagrindiniai lustinių rezistorių dydžiai ir parametrai
SMD rezistorių žymėjimas
Rezistoriai yra pažymėti kodu ant korpuso.
Jei kodą sudaro trys ar keturi skaitmenys, tada paskutinis skaitmuo reiškia nulių skaičių, pav. 5. rezistorius su kodu "223" turi tokią varžą: 22 (ir trys nuliai į dešinę) Ohm = 22000 Ohm = 22 kOhm. Rezistoriaus kodas "8202" turi varžą: 820 (ir du nuliai dešinėje) Ohm = 82000 Ohm = 82 kOhm.
Kai kuriais atvejais žymėjimas yra raidinis ir skaitmeninis. Pavyzdžiui, rezistoriaus su kodu 4R7 varža yra 4,7 omo, o rezistoriaus, kurio kodas 0R22, varža yra 0,22 omo (čia R raidė yra skyriklio simbolis).
Taip pat yra nulinės varžos rezistoriai arba trumpikliai. Jie dažnai naudojami kaip saugikliai.
Žinoma, nereikia prisiminti kodų sistemos, o tiesiog išmatuoti rezistoriaus varžą multimetru.
Ryžiai. 5 Lustinių rezistorių žymėjimas
Keraminiai SMD kondensatoriai
Išoriškai SMD kondensatoriai yra labai panašūs į rezistorius (žr. 6 pav.). Yra tik viena bėda: ant jų nepažymėtas talpos kodas, todėl vienintelis būdas jį nustatyti – išmatuoti jį multimetru, kuris turi talpos matavimo režimą.
SMD kondensatoriai taip pat yra standartinių dydžių, paprastai panašių į rezistorių dydžius (žr. aukščiau).
Ryžiai. 6. Keraminiai SMD kondensatoriai
Elektrolitiniai SMS kondensatoriai
7 pav. Elektrolitiniai SMS kondensatoriai
Šie kondensatoriai yra panašūs į jų išvesties analogus, o žymos ant jų paprastai yra aiškios: talpa ir darbinė įtampa. Juostelė ant kondensatoriaus dangtelio žymi jo neigiamą gnybtą.
SMD tranzistoriai
8 pav. SMD tranzistorius
Tranzistoriai yra maži, todėl ant jų neįmanoma užrašyti pilno pavadinimo. Apsiriboja kodo žymėjimu ir kai kuriais tarptautinis standartas jokių žymėjimų. Pavyzdžiui, kodas 1E gali nurodyti tranzistoriaus BC847A tipą, o gal ir kitą. Tačiau ši aplinkybė visiškai nejaudina nei gamintojų, nei paprastų elektronikos vartotojų. Sunkumai gali kilti tik remonto metu. Nustatyti spausdintinėje plokštėje sumontuoto tranzistoriaus tipą be gamintojo šios plokštės dokumentų kartais gali būti labai sunku.
SMD diodai ir SMD šviesos diodai
Kai kurių diodų nuotraukos parodytos žemiau esančiame paveikslėlyje:
9 pav. SMD diodai ir SMD šviesos diodai
Poliškumas turi būti nurodytas ant diodo korpuso juostele, esančia arčiau vieno iš kraštų. Paprastai katodo gnybtą žymi juostelė.
SMD šviesos diodas taip pat turi poliškumą, kuris nurodomas arba tašku prie vieno iš kaiščių, arba kaip nors kitaip (daugiau informacijos rasite komponento gamintojo dokumentacijoje).
Nustatyti SMD diodo ar šviesos diodo tipą, kaip ir tranzistoriaus atveju, sunku: ant diodo korpuso įspaustas neinformatyvus kodas, o dažniausiai ant LED korpuso iš viso nėra jokių žymių, išskyrus poliškumo ženklą. Šiuolaikinės elektronikos kūrėjai ir gamintojai mažai rūpinasi jų priežiūra. Daroma prielaida, kad spausdintinę plokštę suremontuos techninės priežiūros inžinierius pilna dokumentacija konkrečiam produktui. Tokioje dokumentacijoje aiškiai aprašoma, kurioje spausdintinės plokštės vietoje yra sumontuotas tam tikras komponentas.
SMD komponentų montavimas ir litavimas
SMD surinkimas pirmiausia optimizuotas automatiniam surinkimui naudojant specialius pramoninius robotus. Tačiau mėgėjiškas radijo dizainas gali būti gaminamas ir naudojant lustų komponentus: pakankamai atsargiai ir atsargiai galite lituoti ryžio grūdo dydžio dalis su paprasčiausiu lituokliu, jums tereikia žinoti keletą subtilybių.
Bet tai yra atskiros didelės pamokos tema, todėl daugiau informacijos apie automatinį ir rankinį SMD diegimą bus aptarta atskirai.
Mūsų neramiame elektronikos amžiuje pagrindiniai elektroninio gaminio privalumai yra maži matmenys, patikimumas, paprastas montavimas ir išmontavimas (įrangos išmontavimas), mažos energijos sąnaudos ir patogus naudojimas ( iš anglų kalbos- Lengvas naudojimas). Visi šie pranašumai jokiu būdu neįmanomi be paviršiaus montavimo technologijos - SMT technologijos ( S urface M aunt T echnologija), ir, žinoma, be SMD komponentų.
Kas yra SMD komponentai
SMD komponentai naudojami absoliučiai visoje šiuolaikinėje elektronikoje. SMD ( S urface M sumontuotas D evice), kuris išvertus iš anglų kalbos reiškia „ant paviršiaus montuojamas įrenginys“. Mūsų atveju paviršius yra spausdintinė plokštė, be skylių radijo elementams:
Šiuo atveju SMD komponentai neįkišti į plokščių skyles. Jie yra lituojami ant kontaktinių takelių, kurie yra tiesiai ant spausdintinės plokštės paviršiaus. Žemiau esančioje nuotraukoje pavaizduoti alavo spalvos kontaktiniai blokeliai mobiliojo telefono plokštėje, kurioje anksčiau buvo SMD komponentų.
SMD komponentų privalumai
Didžiausias SMD komponentų privalumas yra jų mažas dydis. Žemiau esančioje nuotraukoje pavaizduoti paprasti rezistoriai ir:
Dėl mažų SMD komponentų matmenų kūrėjai turi galimybę įdėti didelis kiekis komponentai ploto vienete nei paprasti išvesties radioelementai. Dėl to didėja montavimo tankis ir dėl to mažėja elektroninių prietaisų matmenys. Kadangi SMD komponento svoris yra daug kartų mažesnis už to paties paprasto išvesties radijo elemento svorį, radijo įrangos svoris taip pat bus daug kartų mažesnis.
SMD komponentus daug lengviau išlituoti. Tam mums reikia plaukų džiovintuvo. Kaip išlituoti ir lituoti SMD komponentus, galite perskaityti straipsnyje, kaip teisingai lituoti SMD. Užsandarinti juos yra daug sunkiau. Gamyklose specialūs robotai juos deda ant spausdintinės plokštės. Gamyboje jų niekas rankiniu būdu nelituoja, išskyrus radijo mėgėjus ir radijo aparatūros remontininkus.
Daugiasluoksnės lentos
Kadangi įranga su SMD komponentais yra labai tanki, plokštėje turėtų būti daugiau takelių. Ne visi takeliai telpa ant vieno paviršiaus, todėl gaminamos spausdintinės plokštės daugiasluoksnis. Jei įranga yra sudėtinga ir joje yra daug SMD komponentų, tada plokštė turės daugiau sluoksnių. Tai tarsi kelių sluoksnių pyragas iš trumpų sluoksnių. Spausdinti takeliai, jungiantys SMD komponentus, yra tiesiai plokštės viduje ir niekaip negali būti matomi. Daugiasluoksnių plokščių pavyzdys yra lentos Mobilieji telefonai, kompiuterio ar nešiojamojo kompiuterio plokštės ( pagrindinė plokštė, Vaizdo plokštė, RAM ir tt).
Žemiau esančioje nuotraukoje mėlyna lenta yra iPhone 3g, žalia lenta- kompiuterio pagrindinė plokštė.
Visi radijo aparatūros remontininkai žino, kad perkaitus daugiasluoksnę plokštę ji išsipūs burbulu. Tokiu atveju tarpsluoksnių jungtys nutrūksta ir plokštė tampa netinkama naudoti. Todėl pagrindinis koziris keičiant SMD komponentus yra tinkama temperatūra.
Kai kurios plokštės naudoja abi spausdintinės plokštės puses, o montavimo tankis, kaip suprantate, padvigubėja. Tai dar vienas SMT technologijos privalumas. O taip, verta atsižvelgti ir į tai, kad SMD komponentų gamybai reikalingos medžiagos yra daug mažesnės, o jų kaina masinės gamybos metu milijonus vienetų tiesiogine prasme kainuoja centus.
Pagrindiniai SMD komponentų tipai
Pažvelkime į pagrindinius SMD elementus, naudojamus mūsų šiuolaikiniuose įrenginiuose. Rezistoriai, kondensatoriai, mažos vertės induktoriai ir kiti komponentai atrodo kaip įprasti maži stačiakampiai, tiksliau, gretasieniai))
Plokštėse be grandinės neįmanoma žinoti, ar tai rezistorius, kondensatorius ar net ritė. Kinai žymi kaip nori. Ant didelių SMD elementų jie vis tiek įdeda kodą arba skaičius, kad nustatytų jų tapatybę ir vertę. Žemiau esančioje nuotraukoje šie elementai pažymėti raudoname stačiakampyje. Be diagramos neįmanoma pasakyti, kokiam radijo elementų tipui jie priklauso, taip pat jų įvertinimo.
Standartiniai SMD komponentų dydžiai gali skirtis. Čia yra standartinių rezistorių ir kondensatorių dydžių aprašymas. Štai, pavyzdžiui, geltonas stačiakampis SMD kondensatorius. Jie taip pat vadinami tantalu arba tiesiog tantalu:
Štai kaip atrodo SMD:
Taip pat yra šių tipų SMD tranzistorių:
Kurių nominalas yra didelis, SMD versijoje jie atrodo taip:
Ir, žinoma, kaip mes galime gyventi be mikroschemų mūsų mikroelektronikos amžiuje! Yra daug SMD tipų lustų paketų, tačiau aš juos daugiausia skirstau į dvi grupes:
1) Mikroschemos, kurių kaiščiai yra lygiagrečiai spausdintinei plokštei ir yra iš abiejų pusių arba išilgai perimetro.
2) Mikroschemos, kuriose kaiščiai yra po pačia mikroschema. Tai speciali mikroschemų klasė, vadinama BGA (iš anglų k Rutulinių tinklelių masyvas- kamuoliukų masyvas). Tokių mikroschemų gnybtai yra paprasti tokio pat dydžio litavimo rutuliai.
Žemiau esančioje nuotraukoje parodytas BGA lustas ir jo kita pusė, sudaryta iš rutulinių kaiščių.
BGA lustai gamintojams patogūs, nes labai sutaupo vietos spausdintinėje plokštėje, nes po bet kuria BGA lustu tokių kamuoliukų gali būti tūkstančiai. Tai gerokai palengvina gamintojų gyvenimą, bet nepalengvina remontininkų.
Santrauka
Ką turėtumėte naudoti savo dizainuose? Jei rankos nedreba ir norite padaryti nedidelę radijo klaidą, pasirinkimas yra akivaizdus. Bet vis tiek viduje radijo mėgėjų dizainas Matmenys tikrai nevaidina didelio vaidmens, o masyvius radioelementus lituoti yra daug lengviau ir patogiau. Kai kurie radijo mėgėjai naudoja abu. Kasdien sukuriama vis daugiau naujų mikroschemų ir SMD komponentų. Mažesnis, plonesnis, patikimesnis. Ateitis neabejotinai priklauso mikroelektronikai.
Apskritai, terminas SMD (iš angliško Surface Mounted Device) gali būti priskirtas bet kokiam mažo dydžio elektroniniam komponentui, suprojektuotam montuoti ant plokštės paviršiaus naudojant SMT technologiją (paviršiaus montavimo technologija).
SMT technologija (iš anglų kalbos Surface Mount Technology) buvo sukurta siekiant sumažinti gamybos sąnaudas, padidinti spausdintinių plokščių gamybos efektyvumą naudojant mažesnius elektroninius komponentus: rezistorius, kondensatorius, tranzistorius ir kt. Šiandien apžvelgsime vieną iš tai - SMD rezistorius.
SMD rezistoriai
SMD rezistoriai– Tai miniatiūriniai, skirti montuoti ant paviršiaus. SMD rezistoriai yra žymiai mažesni nei tradiciniai jų atitikmenys. Jie dažnai būna kvadrato, stačiakampio arba ovalo formos, labai žemo profilio.
Vietoj įprastų rezistorių laidų, kurie įkišti į spausdintinės plokštės angas, jie turi SMD rezistoriai Yra nedideli kontaktai, kurie yra prilituoti prie rezistoriaus korpuso paviršiaus. Taip nebereikia daryti skylių spausdintinėje plokštėje, taigi leidžia efektyviau panaudoti visą jos paviršių.
Standartiniai SMD rezistorių dydžiai
Iš esmės terminas rėmo dydis apima bet kurio gnybtų dydį, formą ir konfigūraciją (dėklo tipą). elektroninis komponentas. Pavyzdžiui, įprasto lusto, turinčio plokščią pakuotę su dvipusiais kaiščiais (statmenai pagrindo plokštumai), konfigūracija vadinama DIP.
SMD rezistorių dydis standartizuota ir dauguma gamintojų naudoja JEDEC standartą. SMD rezistorių dydis nurodomas skaitmeniniu kodu, pavyzdžiui, 0603. Kode pateikiama informacija apie rezistoriaus ilgį ir plotį. Taigi mūsų pavyzdyje kodas 0603 (coliais) kūno ilgis yra 0,060 colio x 0,030 colio pločio.
Tas pats rezistoriaus dydis metrinėje sistemoje turės kodą 1608 (milimetrais), ilgis yra 1,6 mm, plotis - 0,8 mm. Norėdami konvertuoti matmenis į milimetrus, tiesiog padauginkite dydį coliais iš 2,54.
SMD rezistorių dydžiai ir jų galia
SMD rezistoriaus dydis daugiausia priklauso nuo reikalingos galios išsklaidymo. Šioje lentelėje pateikiami dažniausiai naudojamų SMD rezistorių dydžiai ir specifikacijos.
SMD rezistorių žymėjimas
Dėl mažo SMD rezistorių dydžio jiems pritaikyti tradicinį rezistorių spalvų kodavimą beveik neįmanoma.
Šiuo atžvilgiu buvo sukurtas specialus žymėjimo metodas. Labiausiai paplitęs žymėjimas susideda iš trijų ar keturių skaičių arba dviejų skaičių ir raidės, vadinamos EIA-96.
Žymėjimas 3 ir 4 skaitmenimis
Šioje sistemoje pirmieji du ar trys skaitmenys nurodo skaitinę rezistoriaus reikšmę, o paskutinis skaitmuo – daugiklį. Šis paskutinis skaitmuo rodo galią, iki kurios reikia padidinti 10, kad būtų gautas galutinis koeficientas.
Dar keli pasipriešinimo nustatymo pavyzdžiai šioje sistemoje:
- 450 = 45 x 10 0 lygus 45 omams
- 273 = 27 x 10 3 lygus 27 000 omų (27 kohų)
- 7992 = 799 x 10 2 lygus 79 900 omų (79,9 kohmo)
- 1733 = 173 x 10 3 lygus 173 000 omų (173 kohmų)
Raidė „R“ naudojama nurodant kablelio padėtį, kai varžos vertės mažesnės nei 10 omų. Taigi 0R5 = 0,5 omo ir 0R01 = 0,01 omo.
SMD rezistoriai padidintas tikslumas(tikslumas) kartu su mažais matmenimis, atsirado naujų, kompaktiškesnių ženklų poreikis. Šiuo atžvilgiu buvo sukurtas PAV-96 standartas. Šis standartas Skirta rezistoriams, kurių atsparumo tolerancija yra 1%.
Ši žymėjimo sistema susideda iš trijų elementų: du skaičiai nurodo kodą, o po jų esanti raidė nustato daugiklį. Du skaitmenys reiškia kodą, kuris suteikia trijų skaitmenų pasipriešinimo numerį (žr. lentelę).
Pavyzdžiui, kodas 04 reiškia 107 omus, o 60 - 412 omų. Daugiklis suteikia galutinę rezistoriaus vertę, pavyzdžiui:
- 01A = 100 omų ±1 %
- 38С = 24300 omų ±1 %
- 92Z = 0,887 omo ±1 %
Internetinis SMD rezistorių skaičiuoklė
Šis skaičiuotuvas padės rasti SMD rezistorių varžos vertę. Tiesiog įveskite ant rezistoriaus užrašytą kodą ir jo varža atsispindės žemiau.
Skaičiuokliu galima nustatyti SMD rezistorių, kurie pažymėti 3 arba 4 skaičiais, varžą, taip pat pagal EIA-96 standartą (2 skaičiai + raidė).
Nors padarėme viską, kad išbandytume šio skaičiuotuvo funkciją, negalime garantuoti, kad jis apskaičiuos teisingas visų rezistorių vertes, nes gamintojai kartais gali naudoti savo individualius kodus.
Todėl norint būti visiškai tikriems dėl varžos vertės, geriausia papildomai išmatuoti varžą naudojant multimetrą.
