SMD компоненты

10.12.2012 20:50

 

SMD (Surface Mounted Device), что в переводе с английского означает как "прибор, монтируемый на поверхность". В нашем случае поверхностью является печатная плата.

 

Вот на  такие печатные платы устанавливаются SMD компоненты. SMD компоненты не вставляются в отверстия плат, они запаиваются на контактные дорожки (я их называю пятачками), которые расположены прямо на поверхности  печатной платы. На фото ниже контактные площадки оловянного цвета на плате мобильного телефона, после того, как убраны все SMD компоненты.

 

В наш бурный век электроники главными преимуществами электронного изделия являются малые габариты, надежность, удобство монтажа и демонтажа (разборка оборудования), малое потребление энергии а также удобное юзабилити (от английского  - удобство использования). Все эти преимущества ну никак не возможны без технологии поверхностного монтажа  - SMT технологии (Surface Mount Technology), и конечно же без SMD компонентов. Но почему? Давайте подробнее рассмотрим этот вопрос.

 

Самыми важными преимуществами SMD компонентов являются, конечно же, их  маленькие габариты. На фото ниже простые резисторы и  SMD резисторы.

Благодаря малым габаритам, можно размещать больше SMD компонентов на единицу площади, чем простых. Следовательно возрастает плотность монтажа и в результате этого уменьшаются габариты электронного устройства. А так как вес SMD компонента в разы легче, чем вес того же самого простого компонента, 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 r-сопротивление диэлектрика между обкладками, R - сопротивление выводов, L - индуктивность между выводами.

В SMD компонентах эти параметры минимизированы, потому как 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 нужна паяльная станция с  феном. Как выпаивать и запаивать SMD компоненты, можете прочитать в статье Как правильно паять SMD. Запаивать их намного труднее,  в производстве их располагают на печатной плате специальные роботы.  Вручную  в производстве их никто не запаивает, кроме радиолюбителей и ремонтников радиоаппаратуры.

 

 

Так как  в аппаратуре с SMD компонентами очень плотный монтаж, то и дорожек в плате должно быть больше. Но дорожки не влезают на одну поверхность, поэтому печатные платы делают многослойными.  Если аппаратура сложная и очень большая плотность монтажа компонентов, то  и следовательно в плате будет больше слоев. Это как многослойный торт из коржей. Это означает, что печатные дорожки, связывающие SMD компоненты находятся прямо внутри платы  и их никак нельзя увидеть. Пример многослойных плат - платы мобильных телефонов и платы компьютера или ноутбука (материнка, видеокарта, оператива). На фото ниже синяя плата - Iphone 3g, зеленая плата - материнка компа.

Все ремонтники радиоаппаратуры знают, что если перегреть плату, то она вздувается пузырем. При этом межслойное связи рвутся и плате приходит полная жопа без какого-либо  восстановления. Поэтому главным козырем при замене SMD компонентов является правильно подобранная температура.

 

На некоторых платах используют обе стороны печатной платы, при этом плотность монтажа, как вы поняли, повышается вдвое. Это еще один плюс SMT технологии.  Ах да, стоит учесть еще и тот фактор, что материала для производства SMD компонентов уходит в разы меньше, а себестоимость их при серийном производстве в миллионах штук обходится,в прямом смысле,  в копейки. Короче говоря, одни плюсы :-).  Но, раз есть плюсы, то должны быть и минусы... Но они очень незначительные, и нас с Вами собственно не касаются. Это  дорогое оборудование  и технологии при производстве  и разработке SMD компонентов, а также точность температуры пайки.

 

 

Что же все таки использовать в своих конструкциях? Если у вас не дрожат руки, и Вы хотите сделать, скажем, маленького радиожучка, то выбор очевиден. Но все таки,  в радиолюбительских конструкциях габариты особо не играют большой роли, да и паять массивные радиоэлементы проще и удобнее. Некоторые радиолюбители используют и то и другое вперемешку ;-).

 

 

Давайте рассмотрим основные SMD элементы, используемые в наших современных технологиях. Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности с малым номиналом, предохранители, диоды  и другие компоненты выглядят как обычные прямоугольнички.

На платах без схемы невозможно отгадать, то ли это резистор, то ли кондер то ли хрен пойми что. На крупных SMD элементах все таки ставят код или цифры, чтобы определить их характеристику и параметры.  На фото ниже в красном прямоугольнике помечены эти элементы. Без схемы на устройство невозможно сказать какие это элементы.

 

 

Типоразмеры SMD компонентов могут быть разные. Это зависит от технических характеристик этих компонентов. В основном, чем больше номинал компонента, тем он больше в размерах.  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 во 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) Микрухи, у которых выводы параллельны печатной плате и находятся с двух сторон или по периметру.

 

 

 

2) Микрухи, у которых выводы находятся под самой микрухой. 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 снизу сама микра, 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 микрухой BGA могут быть тысячи, что значительно облегчает жизнь производителям, но нисколько не облегчает жизнь ремонтникам  :-) .

 

 

Можно еще много рассказывать про SMD технологию и компоненты. В этой статейке я  изложил в основном поверхностный обзор мира SMD компонентов. Каждый день разрабатываются все новые микрухи и компоненты. Меньше, тоньше, надежнее. Некоторые  начинающие электронщики возмущаются мол: " Какого фига  нам в школе, в универе или еще где-нибудь рассказывают про  какие-то там  советские транзисторы или старые советские диоды, зачем это нам надо, ведь сейчас век микроэлектроники?". Вот здесь они заблуждаются... Диод, он  и в Африке диод, хоть SMD, хоть советский, разница  - в габаритах. Но работать он будет точно также, как и советский. Просто знайте, что микроэлектроника - от слово "микрос", что с латинского означает "малый", но законы электроники везде одинаковы, что в большом радиоэлементе, что в малюсеньком SMD.

 

Читайте также:

Как правильно паять SMD

 

Пайка BGA микросхем

 

Как паять микросхемы