Приветствую, друзья!
Мы уже рассказывали, как устроены некоторые «кирпичики», из которых сделаны компьютеры и периферийные устройства.
Любители копать поглубже читали здесь, как работают транзисторы и диоды.
Сейчас мы посмотрим, какие еще штуковины производители запихивают в электронную технику.
Для начала отметим — технический прогресс заключается и в уменьшении размеров электронных компонентов.
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.
Главная страница
SMD — устройство монтируемое, устанавливаемое по технологии поверхностного монтажа.
SMT — технология поверхностного монтажа электроных компонентов, устройств.
DIP — технология монтажа электроных компонентов в отверстия.
BGA — тип корпуса электронного компонента с выводами, сформированными с нижней стороны в виде матрицы.
SOT (SOD) — Small Outline Transistor (Diode) — в дословном переводе означают ‘транзистор (диод) с маленькими выводами’. На современном этапе в корпуса типа SOT помещают не только транзисторы и диоды, но и транзисторы с резисторами, стабилитроны, стабилизаторы напряжения на базе операционного усилителя и многое другое, а количество выводов может быть более трех.
Корпуса компонентов для поверхностного монтажа.
Многие компании выпускают элементы в корпусах, не соответствующих международным стандартам. Встречаются также ситуации, когда корпус, имеющий стандартные размеры, имеет нестандартное название. Часто название корпуса состоит из четырех цифр, которые отображают его длину и ширину. Но в одних стандартах эти параметры задаются в дюймах, а в других — в миллиметрах. Например, название корпуса 0805 получается следующим образом: 0805 = длина х ширина = (0.08 х 0.05) дюйма, а корпус 5845 имеет габариты (5.8 х 4.5) мм: Корпуса с одним и тем же названием могут иметь разную высоту, различные контактные площадки и выполнены из различных материалов, но рассчитаны для монтажа на стандартное установочное место. Ниже приведены размеры в миллиметрах наиболее популярных типов корпусов.
| Тип корпуса | L* | W* (мм) | Н** (мм) | k (мм) | Примечание |
| 0402(1005) | 1.0 | 0.5 | 0.35…0.55 | 0.2 | |
| 0603 (1608) | 1.6 | 0.8 | 0.45…0.95 | 0.3 | |
| 0805 (2012) | 2.0 | 1.25 | 0.4…1.6 | 0.5 | ГОСТ PI-12-0.062 |
| 1206 (3216) | 3.2 | 1.6 | 0.4…1.75 | 0.5 | ГОСТP1-12-0.125; P1-16 |
| 1210 (3225) | 3.2 | 2.5 | 0.55…1.9 | 0.5 | |
| 1218 (3245) | 3.2 | 4.5 | 0.55…1.9 | 0.5 | |
| 1806 (4516) | 4.5 | 1.6 | 1.6 | 0.5 | |
| 1808 (4520) | 4.5 | 2.0 | 2.0 | 0.5 | |
| 1812 (4532) | 4.5 | 3.2 | 0.6…2.3 | 0.5 | |
| 2010 (5025) | 5.0 | 2.5 | 0.55 | 0.5 | |
| 2220 (5750) | 5.7 | 5.0 | 1.7 | 0.5 | |
| 2225 (5763) | 5.7 | 6.3 | 2.0 | 0.5 | |
| 2512 (6432) | 6.4 | 3.2 | 2.0 | 0.6 | |
| 2824 (7161) | 7.1 | 6.1 | 3.9 | 0.5 | |
| 3225 (8063) | 8.0 | 6.3 | 3.2 | 0.5 | |
| 4030 | 10.2 | 7.6 | 3.9 | 0.5 | |
| 4032 | 10.2 | 8.0 | 3.2 | 0.5 | |
| 5040 | 12.7 | 10.2 | 4.8 | 0.5 | |
| 6054 | 15.2 | 13.7 | 4.8 | 0.5 |
| Тип корпуса | L* (мм) | W* (мм) | H** (мм) | F (мм) | Примечание |
| 2012 (0805) | 2.0 | 1.2 | 1.2 | 1.1 | EIAJ |
| 3216 (1206) | 3.2 | 1.6 | 1.6 | 1.2 | EIAJ |
| 3216L | 3.2 | 1.6 | 1.2 | 1.2 | EIAJ |
| 3528 | 3.5 | 2.8 | 1.9 | 2.2 | EIAJ |
| 3528L | 3.5 | 2.8 | 1.2 | 2.2 | EIAJ |
| 5832 | 5.8 | 3.2 | 1.5 | 2.2 | — |
| 5845 | 5.8 | 4.5 | 3.1 | 2.2 | EIAJ |
| 6032 | 6.0 | 3.2 | 2.5 | 2.2 | EIAJ |
| 7343 | 7.3 | 4.3 | 2.8 | 2.4 | EIAJ |
| 7343Н | 7.3 | 4.3 | 4.3 | 2.4 | EIAJ |
| DO-214AA | 5.4 | 3.6 | 2.3 | 2.05 | JEDEC |
| DO-214AB | 7.95 | 5.9 | 2.3 | 3.0 | JEDEC |
| DO-214AC | 5.2 | 2.6 | 2.4 | 1.4 | JEDEC |
| DO-2 ИВА | 5.25 | 2.6 | 2.95 | 1.3 | JEDEC |
| SMA | 5.2 | 2.6 | 2.3 | 1.45 | MOTOROLA |
| SMB | 5.4 | 3.6 | 2.3 | 2.05 | MOTOROLA |
| SMC | 7.95 | 5.9 | 2.3 | 3.0 | MOTOROLA |
| SOD 6 | 5.5 | 3.8 | 2.5 | 2.2 | ST |
| SOD 15 | 7.8 | 5.0 | 2.8 | 3.0 | ST |
| Тип корпуса | L* (мм) | L1* (мм) | W* (мм) | H** (мм) | B (мм) | Примечание |
| DO-215AA | 4.3 | 6.2 | 3.6 | 2.3 | 2.05 | JEDEC |
| D0-215AB | 6.85 | 9.9 | 5.9 | 2.3 | 3.0 | JEDEC |
| DO-215AC | 4.3 | 6.1 | 2.6 | 2.4 | 1.4 | JEDEC |
| DO-21SBA | 4.45 | 6.2 | 2.6 | 2.95 | 1.3 | JEDEC |
| ESC | 1.2 | 1.6 | 0.8 | 0.6 | 0.3 | TOSHIBA |
| SOD-123 | 2.7 | 3.7 | 1.55 | 1.35 | 0.6 | PHILIPS |
| SOD-323 | 1.7 | 2.5 | 1.25 | 1.0 | 0.3 | PHILIPS |
| SSC | 1.3 | 2.1 | 0.8 | 0.8 | 0.3 | TOSHIBA |
| Тип корпуса | L* (мм) | D* (мм) | F* (мм) | S* (мм) | Примечание |
| DO-213AA (SOD80) | 3.5 | 1.65 | 048 | 0.03 | JEDEC |
| DO-213AB (MELF) | 5.0 | 2.52 | 0.48 | 0.03 | JEDEC |
| DO-213AC | 3.45 | 1.4 | 0.42 | — | JEDEC |
| ERD03LL | 1.6 |
Плюсы SMD компонентов
Самыми большим плюсом SMD компонентов являются их маленькие габариты. На фото ниже простые резисторы и SMD резисторы:
Благодаря малым габаритам SMD компонентов, у разработчиков появляется возможность размещать большее количество компонентов на единицу площади, чем простых выводных радиоэлементов. Следовательно, возрастает плотность монтажа и в результате этого уменьшаются габариты электронных устройств. Так как вес SMD компонента в разы легче, чем вес того же самого простого выводного радиоэлемента, то и масса радиоаппаратуры будет также во много раз легче.
У простых радиоэлементов всегда есть паразитные параметры. Это может быть паразитная индуктивность или емкость. Вот, например, эквивалентная схема простого конденсатора, где сопротивление диэлектрика между обкладками, R — сопротивление выводов, L — индуктивность между выводами.
В SMD компонентах эти параметры минимизированы, потому как их габариты очень малы. Вследствие этого улучшается качество передачи слабых сигналов, а также возникают меньшие помехи в высокочастотных схемах, благодаря меньшим значениям паразитных параметров.
SMD компоненты намного проще выпаивать. Для этого нам потребуется паяльная станция с феном. Как выпаивать и запаивать SMD компоненты, можете прочитать в статье как правильно паять SMD. Запаивать их намного труднее. На заводах их располагают на печатной плате специальные роботы. Вручную на производстве их никто не запаивает, кроме радиолюбителей и ремонтников радиоаппаратуры.
Выбор пасты для пайки
Качество любого флюса выражается в том, что при пайке он не выгорает, только едва испаряется, а продукты его разложения легко удаляются растворителем. Лучший флюс – специальные пасты. Мы выбрали топовые наименования, исходя из опыта знакомых мастеров:
- Interflux 2005 и 8300
- Kingbo RMA-218
- Amtech RMA-223
- Флюс-гель Rexant BGA и SMD
На всякий случай держите в уме старые, «дедовские» способы найти флюс и в глухой деревне. Это таблетка аспирина, фруктовый сок, оливковое масло, нашатырь с глицерином, канифоль со спиртом. Наиболее очевидный для сельской местности – смола сосны или ели. Нужно растопить смолу на слабом огне, а потом разлить по спичечным коробкам.
Основные виды SMD компонентов
Давайте рассмотрим основные SMD элементы, используемые в наших современных устройствах. Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности с малым номиналом, предохранители, диоды и другие компоненты выглядят как обычные маленькие прямоугольники, а точнее, параллелепипеды))
На платах без схемы невозможно узнать, то ли это резистор, то ли конденсатор то ли вообще катушка. Китайцы метят как хотят. На крупных SMD элементах все-таки ставят код или цифры, чтобы определить их принадлежность и номинал. На фото ниже в красном прямоугольнике помечены эти элементы. Без схемы невозможно сказать, к какому типу радиоэлементов они относятся, а также их номинал.
Типоразмеры SMD компонентов могут быть разные. Вот здесь есть описание типоразмеров для резисторов и конденсаторов. Вот, например, прямоугольный SMD конденсатор желтого цвета. Еще их называют танталовыми или просто танталами:
А вот так выглядят SMD транзисторы:
Есть еще и такие виды SMD транзисторов:
Катушки индуктивности, которые обладают большим номиналом, в SMD исполнении выглядят вот так:
Ну и конечно, как же без микросхем в наш век микроэлектроники! Существует очень много SMD типов корпусов микросхем, но я их делю в основном на две группы:
1) Микросхемы, у которых выводы параллельны печатной плате и находятся с двух сторон или по периметру.
2) Микросхемы, у которых выводы находятся под самой микросхемой. Это особый класс микросхем, называется BGA (от английского Ball grid array
— массив из шариков). Выводы таких микросхем представляют из себя простые припойные шарики одинаковой величины.
На фото ниже BGA микросхема и обратная ее сторона, состоящая из шариковых выводов.
Микросхемы BGA удобны производителям тем, что они очень сильно экономят место на печатной плате, потому что таких шариков под какой-нибудь микросхемой BGA могут быть тысячи. Это значительно облегчает жизнь производителям, но нисколько не облегчает жизнь ремонтникам.
Номенклатура
Существует большое количество типов компонентов для поверхностного монтажа. Как только создается новый компонент ему присваивается свое название. Как правило, это аббревиатуры таких названий. Например: Quad Flat Pack известный как QFP. К сожалению, некоторые компоненты имеют более одного названия (обозначения), что иногда приводит к путанице. Далее мы попробуем объяснить разницу между типами компонентов.
- Корпус против упаковки (package versus packaging)
Давайте разберем разницу между словами корпус и упаковка. Слово корпус в данном справочнике обозначает физические размеры компонента. Слово упаковка обозначает место хранения компонента. Например: лента и катушка – это упаковка, а QFP – это корпус.
- Шаг выводов компонентов
Шаг выводов компонентов измеряется от середины вывода до середины вывода компонента. Расстоянием между выводами не является шагом вывода компонента.
- Виды упаковки компонентов
Компоненты для поверхностного монтажа могут подставляться в следующих видах упаковки:
- Трэи
- Пеналы
- Катушки
- В россыпи
О многослойных платах
Монтаж в аппаратуре с SMD компонентами часто бывает достаточно плотным. Поэтому и дорожек самим платам надо больше, чтобы при дальнейшей эксплуатации не возникало проблем. На одну поверхность все дорожки влезть не могут, потому и был разработан многослойный вариант плат.
В плате будет больше слоёв, если само оборудование применяют достаточно сложное. Прямо внутри платы размещаются сами дорожки, увидеть их практически невозможно. Платы компьютеров и мобильных телефонов — пример использования подобных технологий на практике.
Обратите внимание! При перегреве многослойных плат они просто вздуваются, как пузырь. Межслойные связи начинают рваться, из-за чего главный компонент выходит из строя
Правильно подобранная температура — самый важный фактор при любом ремонте.
Иногда применяют обе стороны печатной платы для работы. Из-за этого плотность монтажа становится в два раза больше. Ещё одно преимущество современных SMT технологий. Материала для производства таких компонентов тоже уходит в несколько раз меньше. Себестоимость благодаря такой конструкции уменьшают.
Допустимые схемы
Работа, связанная с соединением светодиодов и других элементов
Современные радиоэлектронные устройства оснащены безвыводными составляющим SMD. В их схеме не предусмотрено наличие проволочных выводов. Соединение происходит за счет припаивания контактных поверхностей. Для работы используют паяльник 10-12 Вт, соединяя каждый контакт последовательно.
https://youtube.com/watch?v=0b_Xo5H7IBg
При выпаивании SMD элемента осуществляется прогревание выводов. Для паяльника необходимо сделать несколько жал с разветвлениями на конце. При использовании более мощного инструмента с помощью медной проволоки на жале делают несколько витков, образующих удобную насадку. Она позволяет быстро выпаивать SMD компоненты. Насадка демонтируется и применяется как альтернатива маломощному паяльнику для присоединения тонких проводников к светодиодам. При спаивании такой ленты (для предохранения печатной дорожки) следует производить пайку в очень короткие сроки.
