Что такое SMD компоненты и зачем они нужны | Компьютер и жизнь

Что такое SMD компоненты?

SMD компоненты используются абсолютно во всей современной электронике. SMD (Surface Mounted Device), что в переводе с английского  —  «прибор, монтируемый на поверхность». В нашем случае поверхностью является печатная плата, без сквозных отверстий под радиоэлементы:
В этом случае SMD компоненты не вставляются в отверстия плат. Они запаиваются на контактные дорожки, которые расположены прямо на поверхности  печатной платы. На фото ниже контактные площадки оловянного цвета на плате мобильного телефона, на котором раньше были SMD компоненты.

Преимущества

  • Снижение массы и размеров печатных узлов за счет отсутствия выводов у компонентов или их меньшей длины, а также увеличения плотности компоновки и трассировки, уменьшения размеров самой элементной базы и уменьшения шага выводов. Плотность компоновки и выводов в данной технологии удается увеличить, в частности, за счет отсутствия необходимости в поясках контактных площадок вокруг отверстий.
  • Улучшение электрических характеристик: за счет уменьшения длины выводов и более плотной компоновки значительно улучшается качество передачи слабых и высокочастотных сигналов, снижается паразитная ёмкость и индуктивность.
  • Лучшая ремонтопригодность, поскольку упрощается очистка контактных поверхностей от припоя и отсутствует необходимость в прогреве припоя внутри металлизированного отверстия. Однако, ремонт в поверхностном монтаже требует специализированного инструмента и предполагает правильное применение технологических режимов.
  • Возможность размещения деталей на обеих сторонах печатной платы.
  • Меньшее число отверстий, которое необходимо выполнить в плате.
  • Повышение технологичности, в сравнении с монтажом в отверстия процесс легче поддается автоматизации.
  • Существенное снижение себестоимости серийных изделий.

Недостатки

  • Повышенные требования к точности температуры пайки и ее зависимости от времени, поскольку при групповой пайке нагреву подвергается весь компонент.
  • Высокие начальные затраты, связанные с установкой и настройкой оборудования, а также с более сложным созданием опытных образцов.
  • Необходимость специального оборудования (инструментария) даже при единичном и опытном производстве.
  • Высокие требования к качеству и условиям хранения технологических материалов.

Как выглядят SMD компоненты?

SMD (Surface Mounted Device) — это компоненты, предназначенные для поверхностного монтажа.

SMD резисторы конденсаторы транзисторы
SMD резисторы и конденсаторы выглядят как кирпичики.

Без проволочных выводов!

По краям и торцам кирпичика нанесен слой припоя.

Этими местами эти элементы припаивается к контактным площадкам.

Монтаж электронных плат ведется, естественно, автоматизированными системами.

SMD элементы сначала приклеивают, а затем припаивают.

Последние несколько лет используются, согласно директиве RoHS , бессвинцовые припои. Это вызвано заботой об окружающей среде.

Интересно отметить, что надежность пайки бессвинцового припоя ниже, чем припоев, содержащих свинец. Поэтому директива RoHS не распространяется, в частности, на военные изделия и активные имплантируемые медицинские устройства.

SMD диоды и стабилитроны выглядят как кирпичики с очень короткими выводами (0,5 мм и меньше), либо как цилиндрики с металлизированными торцами.

Микросхемы в планарных корпусах
SMD транзисторы бывают в корпусах различных размеров и конфигураций.

Широко распространены, например, корпуса SOT23 и DPAK. Выводы могут располагаться с одной или двух сторон корпуса.

Микросхемы для поверхностного монтажа можно условно разделить на два больших класса.

У первого выводы располагаются по сторонам корпуса параллельно поверхности платы.

Читайте также:  Какой кабель использовать для видеонаблюдения — 2 лучших варианта.

SMD чипсет
Такие корпуса называются планарными.

Выводы могут быть с двух длинных или со всех четырех сторон.

У микросхем другого класса выводы делаются в виде полушаров снизу корпуса.

Как правило, в таких корпусах делают большие микросхемы (чипсет) на материнских платах компьютеров или видеокартах.

Интересно отметить, что на традиционные элементы вначале наносилась цифровая маркировка.

На резисторах, например, наносили тип, номинальное значение сопротивления и отклонение. Затем стали использовать маркировку в виде цветных колец или точек. Это позволяло маркировать самые мелкие элементы.

В SMD элементах используются буквенно-цифровая (там, где позволяет типоразмер) и цветовая маркировка.

Основные виды и размеры SMD приборов

Корпуса компонентов для микроэлектроники, имеющие одинаковые номинальные значения, могут отличаться друг от друга габаритами. Их габариты определяются прежде всего по типовому размеру каждого. К примеру: резисторы обозначаются типовыми размеры от «0201» до «2512». Данные 4 цифры в маркировке SMD компонента обозначают кодировку, которая указывает длину и ширину прибора в дюймовом измерении. В размещенной таблице, типовые размеры указаны также и в мм.

smd резисторы

Что такое SMD компоненты?

Прямоугольные чип-резисторы и керамические конденсаторы
ТипоразмерL, мм (дюйм)W, мм (дюйм)H, мм (дюйм)A, ммВт
02010.6 (0.02)0.3 (0.01)0.23 (0.01)0.131/20
04021.0 (0.04)0.5 (0.01)0.35 (0.014)0.251/16
06031.6 (0.06)0.8 (0.03)0.45 (0.018)0.31/10
08052.0 (0.08)1.2 (0.05)0.4 (0.018)0.41/8
12063.2 (0.12)1.6 (0.06)0.5 (0.022)0.51/4
12105.0 (0.12)2.5 (0.10)0.55 (0.022)0.51/2
12185.0 (0.12)2.5 (0.18)0.55 (0.022)0.51
20105.0 (0.20)2.5 (0.10)0.55 (0.024)0.53/4
25126.35 (0.25)3.2 (0.12)0.55 (0.024)0.51
Цилиндрические чип-резисторы и диоды
ТипоразмерØ, мм (дюйм)L, мм (дюйм)Вт
01021.1 (0.01)2.2 (0.02)1/4
02041.4 (0.02)3.6 (0.04)1/2
02072.2 (0.02)5.8 (0.07)1
Будет интересно➡  Все о блоках питания — схема устройства, изготовление своими руками

smd конденсаторы

Керамические чип-конденсаторы совпадают по типоразмеру с чип-резисторами, а вот танталовые чип-конденсаторы имеют своют систему типоразмеров:

Что такое SMD компоненты?

Танталовые конденсаторы
ТипоразмерL, мм (дюйм)W, мм (дюйм)T, мм (дюйм)B, ммA, мм
A3.2 (0.126)1.6 (0.063)1.6 (0.063)1.20.8
B3.5 (0.138)2.8 (0.110)1.9 (0.075)2.20.8
C6.0 (0.236)3.2 (0.126)2.5 (0.098)2.21.3
D7.3 (0.287)4.3 (0.170)2.8 (0.110)2.41.3
E7.3 (0.287)4.3 (0.170)4.0 (0.158)2.41.2

smd катушки индуктивности и дроссели

Индуктивности встречаются во множестве видов корпусов, но корпуса подчиняются все тому же закону типоразмеров. Это облегачает автоматический монтаж. Да и нам, радиолюбителям, позволяет легче ориентироваться.

Всякие катушки, дроссели и трансформаторы называются “моточные изделия”. Обычно мы их мотаем сами, но иногда можно и прикупить готовые изделия. Тем более, если требуются SMD варианты, которые выпускаются со множестом бонусов: магнитное экранирование корпуса, компактность, закрытый или открытый корпус, высокая добротность, электромагнитное экранирование, широкий диапазон рабочих температур.

SMD индуктивности и дроссели

Подбирать требующуюся катушку лучше по каталогам и требуемому типоразмеру. Типоразмеры, как и для чип-резисторов задаются спомощью кода из четырех чисел (0805). При этом “08” обозначает длину, а “05” ширину в дюймах. Реальный размер такого SMD-компонента будет 0.08х0.05 дюйма.

smd диоды и стабилитроны

Диоды могут быть как в цилиндрических корпусах, так и в корпусах в виде небольших параллелипипедов. Цилиндрические корпуса диодов чаще всего предсавтлены корпусами MiniMELF (SOD80 / DO213AA / LL34) или MELF (DO213AB / LL41). Типоразмеры у них задаются также как у катушек, резисторов, конденсаторов.

SMD диоды

Диоды, стабилитроны, конденсаторы, резисторы
Тип корпусаL* (мм)D* (мм)F* (мм)S* (мм)Примечание
DO-213AA (SOD80)3.51.650480.03JEDEC
DO-213AB (MELF)5.02.520.480.03JEDEC
DO-213AC3.451.40.42JEDEC
ERD03LL1.61.00.20.05PANASONIC
ER021L2.01.250.30.07PANASONIC
ERSM5.92.20.60.15PANASONIC, ГОСТ Р1-11
MELF5.02.50.50.1CENTS
SOD80 (miniMELF)3.51.60.30.075PHILIPS
SOD80C3.61.520.30.075PHILIPS
SOD873.52.050.30.075PHILIPS

smd транзисторы

Транзисторы для поверхностного монтажа могут быть также малой, средней и большой мощности. Они также имеют соответствующие корпуса. Корпуса транзисторов можно условно разбить на две группы: SOT, DPAK.

Корпуса smd транзисторов

Хочу обратить внимание, что в таких корпусах могут быть также сборки из нескольких компонентов, а не только транзисторы. Например, диодные сборки.

Таблица размеров SMD резисторов

В дюймах (inch)L, длина, length (дюймы)W, ширина, width (дюймы)Метрический (metric)L, длина в мм.W, ширина в мм.
00500,0080,0040201М0,20,1
00750,0120,00603015М0,30,15
010050,0160,0080402М0,40,2
0201 (02016)0,020,010603М0,60,3
02020,020,020605М0,60,5
02040,020,040510M0,51,0
03030,030,030808M0,80,8
03060,030,060816М0,81,6
04020,040,021005М1,00,5
04040,040,041010М1,01,0
04060,040,061016M1,01,6
04080,040,081020М1.02,0
05020,050,021406M1,40,6
05040,050,041210M1,21,0
05050,050,051,21,2
05080,050,081220М1,22,0
05100,050,11,22,5
06030,060,031608М1,60,8
06060,060,061616М1,61,6
06120,060,121632М1,63,2
06160,060,161640М1,64,0
08050,080,052012М2,01,25
08080,080,082020М2,02,0
08150,080,152037М2,03,7
08300,080,302075М2,07,5
10050,10,052512M2,51,2
10080,10,082520М2,52,0
10100,10,12525М2,52,5
10200,10,22550M2,55,0
12060,120,063216М3,21,6
12100,120,13225М3,22,5
12180,120,183245М (3248M)3,24,5-4,8
12240,120,243250М3,25,0
12250,120,253264М3.26,4
15050,150,053812М3,81,2
18060,180,064516M4.51,6
18080,180,084520M4,52,0
18120,180,124532М4,53,2
18250,180,254564М4,56,4
20070,20,075320М5,32,0
20100,20,15025М5,02,5
22200,220,25750М (5650M)5,7-5,65,0
22250,220,255664М5,66,4
25120,250,126432М (6332M)6,4-6,33,2
30140,300,147836М7,83,6
39210,390,211052М10,05,2
45270,450,2711070М (11470М)11,0-11,47,0
59310,590,311577М15,07,75
69270,690,2717570M17,57,0
  • Staticvoid
  • 10 Авг 2019
  • 1 комментарий
  • smd
  • размеры smd
  • типоразмеры smd
Будет интересно➡  Что такое тепловое реле

Что дает применение SMD компонентов?

При использовании SMD компонентов не нужно сверлить отверстия в платах, формировать и обрезать выводы перед монтажом. Сокращается число технологических операций, уменьшается стоимость изделий.

SMD компоненты меньше обычных, поэтому плата с такими элементами и устройство в целом будут более компактными.

Мобильный телефон без SMD элементов не был бы в полном смысле мобильным.

SMD компоненты можно монтировать с обеих сторон платы, что еще больше увеличивает плотность монтажа.

Устройство с SMD элементами будет иметь лучшие электрические характеристики за счет меньших паразитных емкостей и индуктивностей.

Есть, конечно, и минусы. Для монтажа SMD компонентов нужно специальное оборудование и технологии. С другой стороны, монтаж электронных плат давно осуществляется автоматизированными комплексами. Чего только не придумает человек!

При ремонтных работах во многих случаях можно монтировать и демонтировать SMD компоненты.

Однако и здесь не обойтись без вспомогательного оборудования. Припаять микросхему в BGA корпусе без паяльной станции невозможно! Да и планарную микросхему с сотней выводов утомительно паять вручную. Разве только из любви к процессу…

В заключение отметим, что предохранитель тоже могут иметь SMD исполнение.

Такие штуки используют на материнских платах для защиты USB или PS/2 портов.

Пользуясь случаем, напомним, что устройства с PS/2 разъемами (мыши и клавиатуры) нельзя переключать «на ходу» (в отличие от USB).

Но если случилась такая неприятность, что PS/2 устройство перестало работать после «горячей» коммутации, не спешите хвататься за голову.

Проверьте сначала SMD предохранитель вблизи соответствующего порта.

Как определить маркировку SMD

Для определения маркировки используются специальные справочники-определители. С их помощью можно прочитать символьную или цветовую кодировку большинства пассивных и активных элементов импортного или российского производства. Поиск производится по типу корпуса детали, а далее по виду кодировки – цветовой или кодовой.

В справочниках содержится более 15 тыс. кодовых кодировок диодов, компараторов, стабилитронов, транзисторов, динисторов, усилителей, ключей, преобразователей и т.д., размещенных в корпусах SOD, SOT, MSOP, TQFN, UCSP. Расшифровка позволяет получить сведения о назначении чипов, изготовителе, основных показателях, а также о цоколевке выводов.

Что такое SMD компоненты?

Сложности в расшифровке

Размер и тип корпуса – ключевые параметры маркировки, поскольку многие разновидности изделий имеют практически аналогичный внешний вид. В некоторых случаях и этих параметров недостаточно для идентификации компонента. Например, диаметр корпуса SOD-80 у компании Philips — 1,6 мм. Тогда диаметр детали с аналогичной маркировкой у других производителей – 1,4 мм. Корпус SOD-15 SGS-Thomson сильно похож на модели 7043 и SMC, но не совпадает с ними по заводским параметрам.

Нередко возникают ситуации, когда изготовители в корпусах с идентичной маркировкой выпускают разные детали. Например, Philips производит транзистор BC818W в корпусе SOT-323, маркируя его кодом 6H, а Motorola, в аналогичный компонент с идентичной кодировкой, устанавливает транзистор MUN5131T1.

Проблемы возникают и с цоколевкой поверхностей. Например, SOT-89 у Siemens, Toshiba, Rohm имеет цоколевку 1-2-3, а у Philips в SOT-89 она другая – 2-3-1 и 3-2-1. Аналогичная ситуация и с пассивными деталями. Например, обозначение 103 на чипе, определяет его как резистор, номиналом 10 кОм, конденсатор, емкостью 10 нФ или индуктивность 10 мГн.

В корпусах с идентичным цветовым кодом может производиться серия чипов с неодинаковыми параметрами. Например, Motorola в корпусе SOD-80, маркируемым единым цветным кольцом, производит стабилизаторы с напряжением – от 1.8 до 100 Вт и током – от 0.1 до 1.7 А. Тогда как Philips под аналогичной кодировкой выпускает группу диодов.

Нужно грамотно определять и цвет маркировки. Возникают проблемы с различием некоторых схожих оттенков (бежевый – серый, желтый – оранжевый и т.д.). Кроме этого, многие компании внедряют собственную корпоративную разметку наряду с маркировкой, отраженной в публикациях IEC.

Как определить емкость, номинал и напряжение SMD конденсаторов

Выше была изложена подробная информация о том, как правильно определять номинал SMD конденсаторов по маркировке. Основная сложность при выполнении такой операции заключается в том, что символы могут быть настолько малы, что их невозможно идентифицировать невооруженным глазом. В такой ситуации рекомендуется использовать лупу либо любой другой увеличительный прибор с подходящей кратностью, а также установить качественное освещение в месте проведения подобных исследований.
Обратите внимание! Иногда на поверхности радиоэлемента не читаются либо полностью отсутствуют обозначения, поэтому каждому радиолюбителю следует знать, как определить емкость электролитического конденсатора без маркировки. Для выполнения такой работы не обойтись без специального измерительного прибора.

Для получения корректных показателей перед началом измерения емкости конденсатора радиоэлемент необходимо полностью разрядить.

Предельное напряжение измеряется на конденсаторе, который устанавливается в электронную схему, где данный элемент может быть безопасно подключен к электрическому напряжению. После отключения источника тока проводят измерение напряжения на контактах радиодетали. Полученное значение в вольтах следует умножить на 1,5 для получения точного значения этого параметра.
Конденсаторы SMD являются очень удобными при самостоятельной сборке различных схем, а при автоматическом монтаже благодаря им удается добиться максимальной компактности расположения радиодеталей. Зная принципы расшифровки обозначения таких элементов, можно без каких-либо затруднений проектировать и собирать даже сложные устройства в домашних условиях.

Будет интересно➡  Дроссели в электрике: что это и где используются?

Программа для расшифровки SMD деталей

Благодаря специальным программам для техников и профессионалов проще определить, что за деталь находится перед специалистом. Приложение расшифровывает элементы маркировки, присутствующие на корпусе. После нажатия кнопки проверки легко получить краткую расшифровку основных характеристик. Некоторые решения поддерживают поиск информации на дополнительных сайтах.

  1. Сначала вводят код SMD с упаковки.
  2. Потом указывают наименование прибора.
  3. Следующими используются кнопки для поиска относительно той или иной модели.
  4. Пользователь может увидеть собранные данные, сохранить их и присвоить файлу определённое название.
  5. Далее идёт выборка из базы компонентов, дающая описание производителя, типа корпуса, функционального назначения.
  6. Если есть — отображается чертёж.
  7. Назначение выводов компонента располагается в отдельной строке программы для расшифровки обозначений SMD деталей.

Что такое SMD компоненты?
Возможные обозначения

Номенклатура SOIC (SMALL OUTLINE INTEGRATED CIRCUIT)

Компоненты в корпусах SOIC принадлежат к семейству корпусов с разнообразными видами и количеством выводов. Насчитывается более 10 разных названий для корпусов SOIC.

Что такое SMD компоненты?

SO (Small Outline). Корпус из формованного пластика с размерами 3,97мм в ширину, и выводами в форме «крыло чайки» с шагом 1,27мм.

SOM (Small Outline Medium). 5,6мм в ширину.

SOL (Small Outline Large). 7,62мм в ширину. Компоненты шириной 8,32мм, 8,89мм, 10,16мм и 11,43мм также относят к семейству SOL.

SOP (Small Outline Package). Японское обозначение для SO и SOL

SOJ или SOJL (Small Outline J-Lead). Компонент в корпусе SOL с выводами «J-Leads».

VSOP (Very Small Outline Package) – компоненты с выводами типа «крыло чайки», с шагом выводов 0,65мм. Ширина 7,62мм

SSOP (Shrink Small Outline Package) — то же самое, что и VSOP компонент, но с более меньшим корпусом – 5,3мм.

QSOP (Quarter Small Outline Package) – то же самое, что и SO с шагом выводов 0,63мм

Длина таких корпусов определяется количеством вводов.

Таблица SOIC-корпусов

НазваниеШирина корпусаТип выводов
SO = Small Outline3,97ммкрыло чайки
SOM = Small Outline Medium5,6мм*крыло чайки
SOL = Small Outline Large7,62ммкрыло чайки
SOP = Small Outline Package7,62ммкрыло чайки
SOJ или SOJL = Small Outline J-Lead7,62мм*J-Lead
VSOP = Very Small Outline Package7,62ммкрыло чайки
SSOP = Shrink Small Outline Package5,3ммкрыло чайки
QSOP = Quarter Small Outline Package)3,96ммкрыло чайки

Пайка чип-компонентов

В домашних условиях чип-компоненты можно паять только до определённых размеров, более-менее комфортным для ручного монтажа считается типоразмер 0805. Более миниатюрные компоненты паяются уже с помощью печки. При этом для качественной пропайки в домашних условиях следует соблюдать целый комплекс мер.

Пайка чип-платы

Итак, не прилагая чрезмерных усилий, можно начинать пайку печатных плат. Отверстия, которые присутствуют на ней, прекрасно выполняют работу по фиксированию элементов. Немного опыта, конечно, тут не повредит, ведь именно для этого производилась тренировка на ненужной платформе. Изначально к контактам подводится помимо жала еще и припой, и сделать это нужно так, чтобы был равномерный прогрев и вывода, и платформы (места контакта).

Убирать припой следует после того, как контактная точка полностью и равномерно им покрылась. Далее нужно отвести паяльник, а после ждать, пока олово остынет. И только после этого можно производить монтаж SMD-компонентов. После обязательно нужно проверить качество пропаянных контактов при помощи пинцета. Конечно, при первых попытках платформа не будет выглядеть как с завода, а даже наоборот, но со временем, набравшись опыта, появится возможность даже посоревноваться с роботами.

Частые ошибки при пайке

Зачастую при пайке SMD-компонентов допускается 3 основных ошибки. Но они не критичны и вполне подлежат исправлению.

  1. Прикосновение к контакту самым концом жала из опасения перегрева. При таком условии температура будет недостаточной, так что нужно стараться паять таким образом, чтобы была максимальная поверхность соприкосновения, только в этом случае получится качественно смонтированная плата.
  2. Использование слишком малого количества припоя, при этом пайка длится очень продолжительное время. В этом случае происходит испарение части флюса. На припое не образуется достаточного защитного слоя, а в результате происходит окисление. Идеальный вариант – одновременное соприкосновение с контактом и паяльника, и припоя.
  3. Очень раннее отведение паяльника от контакта. Хотя и следует действовать аккуратно и не перегревать чипы, все же время прогрева должно быть достаточным для качественной пайки.

Для тренировки имеет смысл взять любую ненужную печатную плату и поучиться пайке.

Предыдущая
СхемыВсе о блоках питания — схема устройства, изготовление своими руками
Ссылка на основную публикацию
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять