Смотреть что такое "SMD" в других словарях. SMT-монтаж и SMD-компоненты Преимущества использования smd деталей

Для изготовления печатных плат наиболее часто используют технологию поверхностного монтажа. Этот способ ещё называют ТМП (технология монтажа на поверхность), а также SMD технология. Соответственно, детали, применяемые в ТМП, называются чип или смд-компонентами.

Технология поверхностного монтажа

Данный способ заключается в том, что элементы не вставляются в заранее заготовленные отверстия, как в случае с традиционной технологией. Они устанавливаются на контактные площадки платы, куда уже была предварительно нанесена паяльная паста. Потом подготовленное изделие помещается в печь для групповой пайки компонентов. Готовую плату очищают и покрывают защитным слоем.

Преимущества использования smd деталей

Производство плат таким способом имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционной технологией монтажа в отверстия :

более быстрый монтаж;
повышается эффективность производства;
является более дешёвым способом изготовления;
позволяет использовать детали более маленьких размеров, что уменьшает размер и вес готовых изделий.

Smd маркировка электрических элементов

Данной маркировке подлежат радиодетали, применяемые для поверхностного монтажа. Марка наносится на корпус и характеризует его геометрические размеры, а также электрические характеристики чип-компонентов.

Условно чип-компоненты классифицируют по количеству выводов и по размерам.

Согласно классификации, электронные детали делятся на следующие группы:

Двухконтактные, к которым относятся пассивные элементы (конденсаторы, резисторы и диоды) квадратной или цилиндрической формы, танталовые виды конденсаторов и диоды. Корпуса, которые относятся к данному типу, обозначаются аббревиатурой SOD (SOD323, SOD128 и т.д.) и WLCSP2;
Трёхконтактные – содержат обозначения DPAK, D2PAK, D3PAK. Корпуса имеют одинаковую конструкцию, но отличаются по размерам. Самый габаритный – D3PAK. Предназначены для полупроводниковых деталей с высоким выделением тепла. Разработчиком данного корпуса является Motorola. Также этот тип маркируется SOT (SOT883B, SOT23 и т.д.);
Имеющие более четырёх контактов – контакты размещаются по двум сторонам. К ним относятся WLCSP(N) (где N – количество выводов), SOT, SOIC, SSOP, CLCC, LQFP, DFN,DIP / DIL,Flat Pack,TSOP,ZIP;
Имеющие более четырёх выводов, расположенных по четырём сторонам: LCC, PLCC, QFN, QFP, QUIP;
С выводами, расположенными в виде решётки: BGA, uBGA.

Промышленность выпускает корпуса с выводами и без них. Если модель не предусматривает наличия выводов, то на их месте размещаются контактные площадки или шарики припоя (например, тип μBGA, LFBGA и др.).

Промышленность выпускает следующие типы чип-компонентов: резисторы, транзисторы, конденсаторы, диоды, катушки индуктивности и дроссели, светодиоды, микросхемы и стабилитроны.

Чип-конденсаторы

Электролитические конденсаторы производятся в форме бочонка, а танталовые и керамические в основном – в форме параллелепипеда.

В маркировке керамического компонента не всегда указываются ёмкость и рабочее напряжение, а на электролитических – указываются. Полоска на шляпке располагается со стороны минусового вывода.

Маркировка smd резисторов

Обозначения для сопротивлений наносятся на корпус и состоят из нескольких цифр или цифр и буквы.

Если марка резистора состоит из четырёх или трёх цифр, то последняя обозначает количество нулей после числа, которое образуется из первых цифр. Например, число 223 обозначает 22000Ом или 22кОм, а число 8202 – 82000 или 82кОм.

Если в марке присутствует символ R, то этот символ обозначает разделитель целой и дробной части числа, например, если на резисторе указывается 4R7, то это соответствует 4,7Ом, а 0R22 – 0,22Ом.

Также имеются резисторы-перемычки или чип-компоненты с нулевым сопротивлением. На схемах их используют так же, как предохранители.

Существуют стандарты типоразмеров для корпусов. Например, для прямоугольных резисторов и керамических конденсаторов типоразмера 0805 длина деталей будет составлять 0,6 дюйма, ширина – 0,8, а высота – 0,23.

Smd индуктивности

Катушки индуктивности и дроссели для поверхностного монтажа выпускаются в корпусах тех же типоразмеров, что и резисторы.

Маркируются также четырьмя цифрами. Первые две – обозначают длину, следующие две – ширину. Параметры задаются в дюймах. То есть если имеется катушка с маркой 0805, то это означает, что деталь имеет длину 0,08 дюймов, а ширину – 0,05.

Диоды smd

Корпуса для диодов и стабилитронов могут иметь форму цилиндра или параллелепипеда. Они также определяются типоразмерами, которые соответствуют корпусам резисторов.

На корпусе детали обязательно указывается полярность. Вывод катода чаще всего обозначается полосой, расположенной у соответствующего края.

Smd транзисторы

Выпускаются малой, средней или большой мощности. На них также наносится кодовая маркировка, поскольку маленькие размеры детали не позволяют разместить на них полное наименование.

Внимание! Отсутствие международного стандарта маркировки приводит к тому, что один и тот же код может обозначать разные типы транзисторов. Поэтому расшифровка типа полупроводникового прибора на плате может быть выполнена практически только из соответствующей документации на плату.

Корпуса выпускаются двух типов: SOT, DPAK. В них также могут располагаться и диодные сборки.

Ремонт плат с поверхностным монтажом деталей можно производить как в домашних условиях, так и в сервисных центрах, однако для пайки считается удобным типоразмер 0805. Более мелкие детали монтируются с помощью печки.

Таким образом, подбор сгоревшей smd радиодетали может вызвать определённые трудности у радиолюбителя. Поэтому перед началом выполнения ремонта нужно обязательно иметь в наличии документацию на плату.

Видео

Мы уже познакомились с основными радиодеталями: резисторами, конденсаторами, диодами, транзисторами, микросхемами и т.п., а также изучили, как они монтируются на печатную плату. Ещё раз вспомним основные этапы этого процесса: выводы всех компонентов пропускают в отверстия, имеющиеся в печатной плате. После чего выводы обрезаются, и затем с обратной стороны платы производится пайка (см. рис.1).
Этот уже известный нам процесс называется DIP-монтаж. Такой монтаж очень удобен для начинающих радиолюбителей: компоненты крупные, паять их можно даже большим «советским» паяльником без помощи лупы или микроскопа. Именно поэтому все наборы Мастер Кит для самостоятельной пайки подразумевают DIP-монтаж.

Рис. 1. DIP-монтаж

Но DIP-монтаж имеет очень существенные недостатки:

Крупные радиодетали не подходят для создания современных миниатюрных электронных устройств;
- выводные радиодетали дороже в производстве;
- печатная плата для DIP-монтажа также обходится дороже из-за необходимости сверления множества отверстий;
- DIP-монтаж сложно автоматизировать: в большинстве случаях даже на крупных заводах по производству электронику установку и пайку DIP-деталей приходится выполнять вручную. Это очень дорого и долго.

Поэтому DIP-монтаж при производстве современной электроники практически не используется, и на смену ему пришёл так называемый SMD-процесс, являющийся стандартом сегодняшнего дня. Поэтому любой радиолюбитель должен иметь о нём хотя бы общее представление.

SMD монтаж

SMD компоненты (чип-компоненты) - это компоненты электронной схемы, нанесённые на печатную плату с использованием технологии монтирования на поверхность - SMT технологии (англ. surface mount technology).Т.е все электронные элементы, которые «закреплены» на плате таким способом, носят название SMD компонентов (англ. surface mounted device). Процесс монтажа и пайки чип-компонентов правильно называть SMT-процессом. Говорить «SMD-монтаж» не совсем корректно, но в России прижился именно такой вариант названия техпроцесса, поэтому и мы будем говорить так же.

На рис. 2. показан участок платы SMD-монтажа. Такая же плата, выполненная на DIP-элементах, будет иметь в несколько раз большие габариты.

Рис.2. SMD-монтаж

SMD монтаж имеет неоспоримые преимущества:

Радиодетали дешёвы в производстве и могут быть сколь угодно миниатюрны;
- печатные платы также обходятся дешевле из-за отсутствия множественной сверловки;
- монтаж легко автоматизировать: установку и пайку компонентов производят специальные роботы. Также отсутствует такая технологическая операция, как обрезка выводов.

SMD-резисторы

Знакомство с чип-компонентами логичнее всего начать с резисторов, как с самых простых и массовых радиодеталей.
SMD-резистор по своим физическим свойствам аналогичен уже изученному нами «обычному», выводному варианту. Все его физические параметры (сопротивление, точность, мощность) точно такие же, только корпус другой. Это же правило относится и ко всем другим SMD-компонентам.

Рис. 3. ЧИП-резисторы

Типоразмеры SMD-резисторов

Мы уже знаем, что выводные резисторы имеют определённую сетку стандартных типоразмеров, зависящих от их мощности: 0,125W, 0,25W, 0,5W, 1W и т.п.
Стандартная сетка типоразмеров имеется и у чип-резисторов, только в этом случае типоразмер обозначается кодом из четырёх цифр: 0402, 0603, 0805, 1206 и т.п.
Основные типоразмеры резисторов и их технические характеристики приведены на рис.4.

Рис. 4 Основные типоразмеры и параметры чип-резисторов

Маркировка SMD-резисторов

Резисторы маркируются кодом на корпусе.
Если в коде три или четыре цифры, то последняя цифра означает количество нулей, На рис. 5. резистор с кодом «223» имеет такое сопротивление: 22 (и три нуля справа) Ом = 22000 Ом = 22 кОм. Резистор с кодом «8202» имеет сопротивление: 820 (и два нуля справа) Ом = 82000 Ом = 82 кОм.
В некоторых случаях маркировка цифробуквенная. Например, резистор с кодом 4R7 имеет сопротивление 4.7 Ом, а резистор с кодом 0R22 – 0.22 Ом (здесь буква R является знаком-разделителем).
Встречаются и резисторы нулевого сопротивления, или резисторы-перемычки. Часто они используются как предохранители.
Конечно, можно не запоминать систему кодового обозначения, а просто измерить сопротивление резистора мультиметром.

Рис. 5 Маркировка чип-резисторов

Керамические SMD-конденсаторы

Внешне SMD-конденсаторы очень похожи на резисторы (см. рис.6.). Есть только одна проблема: код ёмкости на них не нанесён, поэтому единственный способ ёё определения – измерение с помощью мультиметра, имеющего режим измерения ёмкости.
SMD-конденсаторы также выпускаются в стандартных типоразмерах, как правило, аналогичных типоразмерам резисторов (см. выше).

Рис. 6. Керамические SMD-конденсаторы

Электролитические SMS-конденсаторы

Рис.7. Электролитические SMS-конденсаторы

Эти конденсаторы похожи на своих выводных собратьев, и маркировка на них обычно явная: ёмкость и рабочее напряжение. Полоской на «шляпке» конденсатора маркируется его минусовой вывод.

SMD-транзисторы

Рис.8. SMD-транзистор

Транзисторы мелкие, поэтому написать на них их полное наименование не получается. Ограничиваются кодовой маркировкой, причём какого-то международного стандарта обозначений нет. Например, код 1E может обозначать тип транзистора BC847A, а может – какого-нибудь другого. Но это обстоятельство абсолютно не беспокоит ни производителей, ни рядовых потребителей электроники. Сложности могут возникнуть только при ремонте. Определить тип транзистора, установленного на печатную плату, без документации производителя на эту плату иногда бывает очень сложно.

SMD-диоды и SMD-светодиоды

Фотографии некоторых диодов приведены на рисунке ниже:

Рис.9. SMD-диоды и SMD-светодиоды

На корпусе диода обязательно указывается полярность в виде полосы ближе к одному из краев. Обычно полосой маркируется вывод катода.

SMD-cветодиод тоже имеет полярность, которая обозначается либо точкой вблизи одного из выводов, либо ещё каким-то образом (подробно об этом можно узнать в документации производителя компонента).

Определить тип SMD-диода или светодиода, как и в случае с транзистором, сложно: на корпусе диода выштамповывается малоинформативный код, а на корпусе светодиода чаще всего вообще нет никаких меток, кроме метки полярности. Разработчики и производители современной электроники мало заботятся о её ремонтопригодности. Подразумевается, что ремонтировать печатную плату будет сервисный инженер, имеющий полную документацию на конкретное изделие. В такой документации чётко описано, на каком месте печатной платы установлен тот или иной компонент.

Установка и пайка SMD-компонентов

SMD-монтаж оптимизирован в первую очередь для автоматической сборки специальными промышленными роботами. Но любительские радиолюбительские конструкции также вполне могут выполняться на чип-компонентах: при достаточной аккуратности и внимательности паять детали размером с рисовое зёрнышко можно самым обычным паяльником, нужно знать только некоторые тонкости.

Но это тема для отдельного большого урока, поэтому подробнее об автоматическом и ручном SMD-монтаже будет рассказано отдельно.

Особенности, преимущества и недостатки использования SMD компонентов в современных компьютерах, ноутбуках, смартфонах.

SMD компоненты (чип-компоненты) - это компоненты электронной схемы, нанесённые на печатную плату (материнскую плату компьютера, ноутбука, планшета, смартфона, жёсткого диска и др.) с использованием технологии монтирования на поверхность - SMT технологии (англ. surface mount technology).Т.е все электронные элементы, которые «закреплены» на плате таким способом, носят название SMD компонентов (англ. surface mounted device).

Для данного вида монтажа характерно то, что в отличие от более старой технологии сквозного монтажа (когда под электронный компонент: транзистор, резистор, конденсатор сверлится отверстие в текстолите), компоненты SMD располагаются намного компактнее на печатной плате. Сами компоненты при этом значительно меньше.

Если обратить внимание на современную материнскую плату ноутбука, то можно увидеть, что именно SMD компоненты составляют основную массу деталей на плате - их много и расположены они очень кучно (маленькие разноцветные квадратики и прямоугольники серого, чёрного цветов), причём с обеих сторон текстолита.

Материнская плата планшета или смартфона выполнена исключительно с использованием технологии SMT (поверхностного монтажа) и SMD элементов, так как для сквозного монтажа не имеется места и необходимости.

В материнских платах стационарных компьютеров чаще других используются обе технологии монтажа. Контакты компонентов (электролитических конденсаторов в данном случае) всовываются в специальные отверстия в материнской плате и с обратной стороны припаиваются.

Преимущества SMD компонентов и поверхностного монтажа

Более мелкие компоненты SMD по сравнению с элементами, используемыми в сквозном монтаже;
Значительно более высокая плотность размещения на плате;
Более высокая плотность дорожек (соединений) на текстолите;
Компоненты могут располагаться с обеих сторон платы;
Небольшие погрешности при SMT монтаже (пайке) исправляются автоматически поверхностным натяжением расплавленного олова (свинца);
Лучшая устойчивость к механическим поломкам вследствие вибрации;
Более низкое сопротивление и индуктивность;
Нет необходимости сверлить отверстия и в том числе, как следствие, более низкая начальная стоимость производства (экономический эффект);
Более приспособлены к автоматизированной сборке. Некоторые автоматические линии способны размещать более 136000 компонентов в час;
Многие SMD компоненты стоят меньше аналогов под сквозной монтаж;
Подходят для устройств с очень низким профилем (высотой). Печатная плата может может быть использована в корпусе толщиной всего несколько миллиметров

Недостатки

Более высокие требования к производственной базе и оборудованию;
Низкая ремонтопригодность и более высокие требования к специалистам по ремонту;
Не подходят для монтажа разъёмов и коннекторов, особенно при использовании в случае с частыми отключениями-подключениями;
Не подходят для использования в оборудовании высокой мощности и испытывающих высокие нагрузки

Сегодня мы поговорим о SMD компонентах , которые появились благодаря прогрессу в области радиоэлектронике и немного затронем такой радиоэлемент, как .

Surface Mounted Device или SMD переводится так – устройства поверхностного монтажа, т.е. вид радиокомпонентов, которые впаиваются со стороны дорожек и контактных площадок сразу на плату.

В современной электронике сложно найти схему, в которой бы не применялись smd компоненты . По параметрам большинство smd деталей ничем не отличаются от обычных, кроме размера и веса. Благодаря своей компактности появилась возможность создавать сложные электронные устройства малых размеров, ну например сотовый телефон.

Удобство такого транзистора заключается не только в его размере, но и то, что в большинстве случаев цоколёвка таких элементов одинакова.

Ниже показана конструкция этих планарных транзисторов

Как и у обычных, у планарных транзисторов так же имеется множество видов: полевые, составные (дарлингтон), IGBT (биполярные, с изолированным затвором), биполярные.

Современная радиоаппаратура строится в основном только на так называемых чип компонентах, это чип резисторы, конденсаторы, микросхемы и прочее. Выводные радиодетали, которые мы привыкли выпаивать со старых телевизоров и магнитофонов и которые радиолюбители обычно применяют для сборки своих схем и устройств, все реже применяются в современной радиоаппаратуре.

В чем же заключаются плюсы применения таких чип элементов? Давайте разберемся.

Плюсы данного вида монтажа

Во первых, применение чип компонентов заметно уменьшает размеры готовых печатных плат, уменьшается их вес, как следствие для этого устройства потребуется небольшой компактный корпус. Так можно собрать очень компактные и миниатюрные устройства. Применение чип элементов заставляет экономить печатную плату (стеклотекстолит), а так же хлорное железо для их травления, кроме того, не приходиться тратить время на высверливание отверстий, в любом случае, на это уходит не так много времени и средств.
Платы изготовленные таким образом легче ремонтировать и легче заменять радиоэлементы на плате. Можно делать двухсторонние платы, и размещать элементы на обеих сторонах платы. Ну и экономия средств, ведь чип компоненты стоят дешево, а оптом брать их очень выгодно.

Для начала, давайте определимся с термином поверхностный монтаж, что же это означает? Поверхностный монтаж – это технология производства печатных плат, когда радиодетали размещаются со стороны печатных дорожек, для их размещения на плате не приходится высверливать отверстия, если коротко, то это означает "монтаж на поверхность". Данная технология является наиболее распространенным на сегодняшний день.

Кроме плюсов есть конечно же и минусы. Платы собранные на чип компонентах боятся сгибов и ударов, т.к. после этого радиодетали, особенно резисторы с конденсаторами просто напросто трескаются. Чип компоненты не переносят перегрева при пайке. От перегрева они часто трескаются и появляются микротрещины. Дефект проявляет себя не сразу, а только в процессе эксплуатации

Типы и виды чип радиодеталей

Резисторы и конденсаторы

Чип компоненты (резисторы и конденсаторы) в первую очередь разделяются по типоразмерам, бывают 0402 – это самые маленькие радиодетали, очень мелкие, такие применяются например в сотовых телефонах, 0603 - так же миниатюрные, но чуть больше чем предыдущие, 0805 – применяются например в материнских платах, самые ходовые, затем идут 1008, 1206 и так далее.

Резисторы:

Конденсаторы:

Ниже дана более таблица с указанием размеров некоторых элементов:
- 1,0 × 0,5 мм
- 1,6 × 0,8 мм
- 2,0 × 1,25 мм
- 3,2 × 1,6 мм
- 4,5 × 3,2 мм

Все чип резисторы обозначаются кодовой маркировкой, хоть и дана методика расшифровки этих кодов, многие все равно не умеют расшифровывать номиналы этих резисторов, в связи с этим я расписал коды некоторых резисторов, взгляните на таблицу.

Примечание: В таблице ошибка: 221 "Ом" следует читать как "220 Ом".

Что касается конденсаторов, они никак не обозначаются и не маркируются, поэтому, когда будете покупать их, попросите продавца подписать ленты, иначе, понадобится точный мультиметр с функцией определения емкостей.

Транзисторы

В основном радиолюбители применяют транзисторы вида SOT-23, про остальные я рассказывать не буду. Размеры этих транзисторов следующие: 3 × 1,75 × 1,3 мм.

Как видите они очень маленькие, паять их нужно очень аккуратно и быстро. Ниже дана распиновка выводов таких транзисторов:

Распиновка у большинства транзисторов в таком корпусе именно такая, но есть и исключения, так что прежде чем запаивать транзистор проверьте распиновку выводов, скачав даташит к нему. Подобные транзисторы в большинстве случаев обозначаются с одной буквой и 1 цифрой.

Диоды и стабилитроны

Диоды как и резисторы с конденсаторами, бывают разных размеров, более крупные диоды обозначают полоской с одной стороны – это катод, а вот миниатюрные диоды могут отличаться в метках и цоколевке. Такие диоды обозначаются обычно 1-2 буквами и 1 или 2 цифрами.

Стабилитроны, так же как и диоды, обозначаются полоской с краю корпуса. Кстати, из-за их формы, они любят убегать с рабочего места, очень шустрые, а если упадет, то и не найдешь, поэтому кладите их например в крышку от баночки с канифолью.

Микросхемы и микроконтроллеры

Микросхемы бывают в разных корпусах, основные и часто применяемые типы корпусов показаны ниже на фото. Самый не хороший тип корпуса это SSOP – ножки этих микросхем располагаются настолько близко, что паять без соплей практически нереально, все время слипаются ближайшие вывода. Такие микросхемы нужно паять паяльником с очень тонким жалом, а лучше паяльным феном, если такой имеется, методику работы с феном и паяльной пастой я расписывал в этой .

Следующий тип корпуса это TQFP, на фото представлен корпус с 32мя ногами (микроконтроллер ATmega32), как видите корпус квадратный, и ножки расположены с каждой его стороны, самый главный минус таких корпусов заключается в том, что их сложно отпаивать обычным паяльником, но можно. Что же касается остальных типов корпусов, с ними намного легче.

Как и чем паять чип компоненты?

Чип радиодетали лучше всего паять паяльной станцией со стабилизированной температурой, но если таковой нет, то остается только паяльником, обязательно включенным через регулятор! (без регулятора у большинства обычных паяльников температура на жале достигает 350-400*C). Температура пайки должна быть около 240-280*С. Например при работе с бессвинцовыми припоями, имеющими температуру плавления 217-227*С, температура жала паяльника должна составлять 280-300°С. В процессе пайки необходимо избегать избыточно высокой температуры жала и чрезмерного времени пайки. Жало паяльника должно быть остро заточено, в виде конуса или плоской отвертки.

Печатные дорожки на плате необходимо облудить и покрыть спирто-канифольным флюсом. Чип компонент при пайке удобно поддерживать пинцетом или ногтем, паять нужно быстро, не более 0.5-1.5 сек. Сначала запаивают один вывод компонента, затем убирают пинцет и паяют второй вывод. Микросхемы нужно очень точно совмещать, затем запаивают крайние вывода и проверяют еще раз, все ли вывода точно попадают на дорожки, после чего запаивают остальные вывода микросхемы.

Если при пайке микросхем соседние вывода слиплись, используйте зубочистку, приложите ее между выводами микросхемы и затем коснитесь паяльником одного из выводов, при этом рекомендуется использовать больше флюса. Можно пойти другим путем, снять экран с экранированного провода и собрать припой с выводов микросхемы.

Несколько фотографий из личного архива

Заключение

Поверхностный монтаж позволяет экономить средства и делать очень компактные, миниатюрные устройства. При всех своих минусах, которые имеют место, результирующий эффект, несомненно, говорит о перспективности и востребованности данной технологии.