Lekce 6 – Součásti SMD
Již jsme se seznámili s hlavními rádiovými součástmi: rezistory, kondenzátory, diody, tranzistory, mikroobvody atd., A také jsme studovali, jak jsou namontovány na desce s plošnými spoji. Připomeňme si ještě jednou hlavní fáze tohoto procesu: vývody všech součástek procházejí otvory v desce plošných spojů. Poté se přívody odříznou a poté se provede pájení na zadní straně desky (viz obr. 1).
Tento nám již známý proces se nazývá montáž DIP. Tento typ montáže je velmi vhodný pro začínající radioamatéry: součástky jsou velké a lze je pájet i velkou „sovětskou“ páječkou bez pomoci lupy nebo mikroskopu. To je důvod, proč všechny sady Master Kit pro samopájení vyžadují montáž DIP.
Rýže. 1. Montáž DIP
Montáž DIP má však velmi významné nevýhody:
— velké rádiové komponenty nejsou vhodné pro vytváření moderních miniaturních elektronických zařízení;
— olovnaté rádiové komponenty jsou dražší na výrobu;
– deska plošných spojů pro montáž DIP je také dražší kvůli nutnosti vrtání mnoha otvorů;
— Montáž DIP je obtížně automatizovatelná: ve většině případů, dokonce i ve velkých závodech na výrobu elektroniky, musí být instalace a pájení DIP komponentů prováděny ručně. Je to velmi drahé a časově náročné.
Montáž DIP se proto při výrobě moderní elektroniky prakticky nepoužívá a nahradila ji tzv. SMD proces, který je dnes standardem. Každý radioamatér by tedy o něm měl mít alespoň rámcovou představu.
Instalace SMD
SMD součástky (čipové součástky) jsou součástky elektronických obvodů aplikované na desku plošných spojů technologií povrchové montáže (technologie SMT). plocha namontovat To znamená, že se nazývají všechny elektronické prvky, které jsou k desce takto „připevněny“. SMD komponenty (Česky plocha jízdní zařízení). Proces montáže a pájení čipových součástí se správněji nazývá proces SMT. Není úplně správné říkat „montáž SMD“, ale v Rusku se tato verze názvu technologického procesu zakořenila, takže to také řekneme takto.
Na Obr. 2. znázorňuje řez deskou osazenou SMD. Stejná deska vyrobená na DIP prvcích bude mít rozměry několikanásobně větší.
Instalace SMD má nesporné výhody:
— rádiové komponenty jsou levné na výrobu a mohou být tak malé, jak je požadováno;
– desky plošných spojů jsou také levnější díky absenci vícenásobného vrtání;
— instalace se snadno automatizuje: instalaci a pájení součástek provádějí speciální roboty. Také zde není taková technologická operace jako řezání olova.
SMD rezistory
Nejlogičtější je začít se seznamováním s čipovými součástkami s odpory, jako s nejjednoduššími a nejběžnějšími rádiovými součástkami.
Rezistor SMD je svými fyzikálními vlastnostmi podobný „běžné“ verzi s kolíky, kterou jsme již studovali. Všechny jeho fyzikální parametry (odpor, přesnost, výkon) jsou naprosto stejné, liší se pouze případ. Stejné pravidlo platí pro všechny ostatní SMD součástky.
Rýže. 3. CHIP rezistory
Velikosti rezistorů SMD
Již víme, že pinové rezistory mají určitou mřížku standardních velikostí v závislosti na jejich výkonu: 0,125W, 0,25W, 0,5W, 1W atd.
Čipové rezistory mají také standardní mřížku standardních velikostí, ale v tomto případě je standardní velikost označena čtyřmístným kódem: 0402, 0603, 0805, 1206 atd.
Hlavní velikosti rezistorů a jejich technické charakteristiky jsou na obr. 4. Obr.
Rýže. 4 Základní velikosti a parametry čipových rezistorů
Značení SMD rezistorů
Rezistory jsou označeny kódem na krytu.
Pokud má kód tři nebo čtyři číslice, poslední číslice označuje počet nul. 5. Rezistor s kódem „223“ má následující odpor: 22 (a tři nuly vpravo) Ohm = 22000 Ohm = 22 kOhm. Rezistor s kódem „8202“ má odpor: 820 (a dvě nuly vpravo) Ohmy = 82000 Ohmů = 82 kOhmů.
V některých případech je označení alfanumerické. Například rezistor s kódem 4R7 má odpor 4.7 Ohmů a rezistor s kódem 0R22 má odpor 0.22 Ohmů (zde písmeno R je znak oddělovače).
Existují také odpory s nulovým odporem nebo propojovací odpory. Často se používají jako pojistky.
Samozřejmě si nemusíte pamatovat systém kódového označení, ale jednoduše změřte odpor rezistoru multimetrem.
Rýže. 5 Označení rezistorů čipu
Keramické SMD kondenzátory
Externě jsou kondenzátory SMD velmi podobné odporům (viz obr. 6). Existuje pouze jeden problém: kód kapacity se na ně nevztahuje, takže jediný způsob, jak jej určit, je změřit jej multimetrem, který má režim měření kapacity.
Kondenzátory SMD jsou také dostupné ve standardních velikostech, obvykle podobných velikostem rezistorů (viz výše).
Rýže. 6. Keramické SMD kondenzátory
Elektrolytické kondenzátory SMS
Obr.7. Elektrolytické kondenzátory SMS
Tyto kondenzátory jsou podobné jejich olovnatým protějškům a jsou obvykle jasně označeny kapacitou a pracovním napětím. Záporná svorka kondenzátoru je označena proužkem na „víčku“.
SMD tranzistory
Tranzistory jsou malé, takže na ně není možné napsat jejich celé jméno. Jsou omezeny na kódové značení a pro značení neexistuje žádný mezinárodní standard. Například kód 1E může označovat tranzistor typu BC847A nebo může označovat nějaký jiný typ. Tato okolnost ale vůbec netrápí výrobce ani běžné spotřebitele elektroniky. Potíže mohou nastat pouze při opravách. Určit typ tranzistoru osazeného na desce s plošnými spoji bez dokumentace výrobce k této desce může být někdy velmi obtížné.
SMD diody a SMD LED
Fotografie některých diod jsou zobrazeny na obrázku níže:
Obr.9. SMD diody a SMD LED
Polarita je vždy vyznačena na těle diody ve formě proužku blíže k jednomu z okrajů. Obvykle je katodový terminál označen proužkem.
SMD LED má také polaritu, která je indikována buď tečkou u jedné z vývodů, nebo jiným způsobem (více se o tom dozvíte v dokumentaci výrobce součástky).
Je obtížné určit typ SMD diody nebo LED, jako v případě tranzistoru: na těle diody je vyražen neinformativní kód a na těle LED nejsou nejčastěji žádné značky, s výjimkou značky polarity. Vývojáři a výrobci moderní elektroniky se málo starají o její opravitelnost. Předpokládá se, že desku plošných spojů opraví servisní technik, který má kompletní dokumentaci ke konkrétnímu produktu. Tato dokumentace jasně popisuje, kde na desce s plošnými spoji je konkrétní součást instalována.
Montáž a pájení SMD součástek
Montáž SMD je optimalizována především pro automatickou montáž speciálními průmyslovými roboty. Radioamatérské návrhy se ale dají vyrobit i pomocí čipových součástek: s dostatečnou pečlivostí a pozorností se dají pájet díly o velikosti zrnka rýže i tou nejobyčejnější páječkou, stačí znát pár jemností.
Ale to je téma na samostatnou velkou lekci, takže další podrobnosti o automatické a ruční montáži SMD budou diskutovány samostatně.