Αντιστάσεις SMD — τύποι, παράμετροι και χαρακτηριστικά

Μια αντίσταση είναι ένα στοιχείο που έχει κάποιο είδος αντίστασης. Χρησιμοποιείται στην ηλεκτρονική και την ηλεκτρική μηχανική για τον περιορισμό του ρεύματος ή την απόκτηση της απαιτούμενης τάσης (για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ένα ωμικό διαιρέτη). Οι αντιστάσεις SMD είναι αντιστάσεις επιφανειακής στήριξης, με άλλα λόγια, αντιστάσεις επιφανειακής στήριξης.

Τα κύρια χαρακτηριστικά των αντιστάσεων είναι η ονομαστική αντίσταση, μετρούμενη σε ohms, και εξαρτάται από το πάχος, το μήκος και τα υλικά του ωμικού στρώματος, καθώς και από τη διαρροή ισχύος.

Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα επιφανειακής βάσης διακρίνονται για τις μικρές τους διαστάσεις λόγω του γεγονότος ότι είτε δεν διαθέτουν ακροδέκτες σύνδεσης με την κλασική έννοια. Τα είδη μαζικής εγκατάστασης έχουν μεγάλες απαγωγές.

Προηγουμένως, κατά τη συναρμολόγηση ηλεκτρονικού εξοπλισμού, συνέδεαν τα εξαρτήματα του κυκλώματος μεταξύ τους (αρθρωτή διάταξη) ή τα περνούσαν μέσω της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος στις αντίστοιχες οπές. Δομικά, τα συμπεράσματα ή οι επαφές τους γίνονται με τη μορφή επιμεταλλωμένων μαξιλαριών στο σώμα των στοιχείων.Στην περίπτωση μικροκυκλωμάτων και τρανζίστορ επιφανειακής τοποθέτησης, τα στοιχεία έχουν κοντά, άκαμπτα "πόδια".

Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά των αντιστάσεων SMD είναι το μέγεθός τους. Αυτό είναι το μήκος και το πλάτος του κουτιού, σύμφωνα με αυτές τις παραμέτρους, επιλέγονται στοιχεία που αντιστοιχούν στη διάταξη του πίνακα. Συνήθως, οι διαστάσεις στην τεκμηρίωση γράφονται σε συντομευμένη μορφή με τετραψήφιο αριθμό, όπου τα δύο πρώτα ψηφία υποδεικνύουν το μήκος του στοιχείου σε mm και το δεύτερο ζεύγος χαρακτήρων δηλώνει το πλάτος σε mm. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, οι διαστάσεις μπορεί να διαφέρουν από τις σημάνσεις ανάλογα με τους τύπους και τη σειρά των στοιχείων.

Τυπικά μεγέθη αντιστάσεων SMD και οι παράμετροί τους

 Σχήμα 1 — ονομασίες για την αποκωδικοποίηση τυπικών μεγεθών.

1. Αντιστάσεις SMD 0201:

L = 0,6 mm; W = 0,3 mm; Η = 0,23 mm; L1 = 0,13 m.

• Εύρος βαθμολογίας: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Επιτρεπόμενη απόκλιση από την ονομαστική: 1% (F); 5% (J)

• Ονομαστική ισχύς: 0,05 W

• Τάση λειτουργίας: 15V

• Μέγιστη επιτρεπόμενη τάση: 50 V

• Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας: –55 - +125 ° C

2. Αντιστάσεις SMD 0402:

L = 1,0 mm; W = 0,5 mm; Η = 0,35 mm; L1 = 0,25 mm.

• Εύρος βαθμολογίας: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Επιτρεπόμενη απόκλιση από την ονομαστική: 1% (F); 5% (J)

• Ονομαστική ισχύς: 0,062 W

• Τάση λειτουργίας: 50V

• Μέγιστη επιτρεπόμενη τάση: 100 V

• Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας: –55 - +125 ° C

3.Αντιστάσεις SMD 0603:

L = 1,6 mm; W = 0,8 mm; Η = 0,45 mm; L1 = 0,3 mm.

• Εύρος βαθμολογίας: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Επιτρεπόμενη απόκλιση από την ονομαστική: 1% (F); 5% (J)

• Ονομαστική ισχύς: 0,1W

• Τάση λειτουργίας: 50V

• Μέγιστη επιτρεπόμενη τάση: 100 V

• Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας: –55 - +125 ° C

4. Αντιστάσεις SMD 0805:

L = 2,0 mm; W = 1,2 mm; Η = 0,4 mm; L1 = 0,4 mm.

• Εύρος βαθμολογίας: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Επιτρεπόμενη απόκλιση από την ονομαστική: 1% (F); 5% (J)

• Ονομαστική ισχύς: 0,125 W

• Τάση λειτουργίας: 150V

• Μέγιστη επιτρεπόμενη τάση: 200 V

• Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας: –55 - +125 ° C

5. Αντιστάσεις SMD 1206:

L = 3,2 mm; W = 1,6 mm; Η = 0,5 mm; L1 = 0,5 mm.

• Εύρος βαθμολογίας: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Επιτρεπόμενη απόκλιση από την ονομαστική: 1% (F); 5% (J)

• Ονομαστική ισχύς: 0,25W

• Τάση λειτουργίας: 200V

• Μέγιστη επιτρεπόμενη τάση: 400 V

• Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας: –55 - +125 ° C

6. Αντιστάσεις SMD 2010:

L = 5,0 mm; W = 2,5 mm; Η = 0,55 mm; L1 = 0,5 mm.

• Εύρος βαθμολογίας: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Επιτρεπόμενη απόκλιση από την ονομαστική: 1% (F); 5% (J)

• Ονομαστική ισχύς: 0,75W

• Τάση λειτουργίας: 200V

• Μέγιστη επιτρεπόμενη τάση: 400 V

• Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας: –55 - +125 ° C

7. Αντιστάσεις SMD 2512:

L = 6,35 mm; W = 3,2 mm; Η = 0,55 mm; L1 = 0,5 mm.

• Εύρος βαθμολογίας: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Επιτρεπόμενη απόκλιση από την ονομαστική: 1% (F); 5% (J)

• Ονομαστική ισχύς: 1W

• Τάση λειτουργίας: 200V

• Μέγιστη επιτρεπόμενη τάση: 400 V

• Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας: –55 - +125 ° C

Όπως μπορείτε να δείτε, καθώς αυξάνεται το μέγεθος της αντίστασης του τσιπ, η ονομαστική απαγωγή ισχύος αυξάνεται στον παρακάτω πίνακα, αυτή η εξάρτηση φαίνεται πιο καθαρά, καθώς και οι γεωμετρικές διαστάσεις άλλων τύπων αντιστάσεων:

Πίνακας 1 — Σήμανση αντιστάσεων SMD

Ανάλογα με το μέγεθος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας από τους τρεις τύπους σήμανσης ονομαστικής αντίστασης. Υπάρχουν τρεις τύποι σημάνσεων:

1. Με 3 ψηφία. Σε αυτήν την περίπτωση, τα δύο πρώτα σημαίνουν τον αριθμό των ωμ και ο τελευταίος αριθμός μηδενικά. Έτσι χαρακτηρίζονται οι αντιστάσεις της σειράς E-24, με απόκλιση από την ονομαστική τιμή (ανοχή) 1 ή 5%. Το τυπικό μέγεθος των αντιστάσεων με αυτή τη σήμανση είναι 0603, 0805 και 1206. Παράδειγμα τέτοιας σήμανσης: 101 = 100 = 100 Ohm

Το σχήμα 2 είναι μια εικόνα μιας αντίστασης SMD με ονομαστική τιμή 10.000 Ohm, γνωστή και ως 10 kOhm.

 2. Με 4 χαρακτήρες. Σε αυτήν την περίπτωση, τα πρώτα 3 ψηφία υποδεικνύουν τον αριθμό των ohms και το τελευταίο είναι ο αριθμός των μηδενικών. Έτσι περιγράφονται οι αντιστάσεις της σειράς E-96 με τυπικά μεγέθη 0805, 1206. Εάν υπάρχει το γράμμα R στη σήμανση, παίζει το ρόλο ενός κόμματος που χωρίζει ακέραιους αριθμούς από κλάσματα. Έτσι, η σήμανση 4402 σημαίνει 44.000 ohms ή 44 kOhm.

Εικόνα 3 — Εικόνα μιας αντίστασης SMD 44 kΩ

3. Σήμανση με συνδυασμό 3 χαρακτήρων — αριθμών και γραμμάτων. Σε αυτήν την περίπτωση, οι πρώτοι 2 χαρακτήρες είναι αριθμοί που υποδεικνύουν την κωδικοποιημένη τιμή αντίστασης σε ohms. Το τρίτο σημάδι είναι ο πολλαπλασιαστής. Έτσι, οι αντιστάσεις τυπικού μεγέθους 0603 επισημαίνονται από τις αντιστάσεις της σειράς E-96, με ανοχή 1%. Η μετάφραση των γραμμάτων σε έναν παράγοντα πραγματοποιείται με την ακόλουθη σειρά: S = 10 ^ -2; R = 10^-1; Β = 10; C = 10 ^ 2; D = 10^3; Ε = 104; F = 10^5.

Η αποκωδικοποίηση των κωδικών (οι δύο πρώτοι χαρακτήρες) πραγματοποιείται σύμφωνα με τον παρακάτω πίνακα.

Πίνακας 2 — κωδικοί αποκωδικοποίησης για τη σήμανση αντιστάσεων SMD

Σχήμα 4 — μια αντίσταση με τριψήφιο σημάδι 10C, εάν χρησιμοποιήσετε τον πίνακα και τον δεδομένο αριθμό παραγόντων, τότε το 10 είναι 124 Ohm και το C είναι ένας παράγοντας 10 ^ 2, που ισούται με 12 400 Ohm ή 12,4 kOhm.

Οι κύριες παράμετροι των αντιστάσεων

Σε μια ιδανική αντίσταση, λαμβάνεται υπόψη μόνο η αντίστασή της. Στην πραγματικότητα, η κατάσταση είναι διαφορετική - οι αντιστάσεις έχουν επίσης παρασιτικά επαγωγικά-χωρητικά εξαρτήματα.Παρακάτω είναι μια επιλογή για ένα ισοδύναμο κύκλωμα αντίστασης:

Σχήμα 5 — Κύκλωμα ισοδύναμου αντιστάτη

Όπως μπορείτε να δείτε στο διάγραμμα, υπάρχουν και πυκνωτές (πυκνωτές) και επαγωγή. Η παρουσία τους οφείλεται στο γεγονός ότι κάθε αγωγός έχει μια συγκεκριμένη επαγωγή και μια ομάδα αγωγών έχει παρασιτική χωρητικότητα. Σε μια αντίσταση, αυτά σχετίζονται με τη θέση του ωμικού στρώματος και το σχεδιασμό του.

Αυτές οι παράμετροι συνήθως δεν λαμβάνονται υπόψη σε κυκλώματα συνεχούς ρεύματος και χαμηλής συχνότητας, αλλά μπορούν να έχουν σημαντική επίδραση σε κυκλώματα ραδιομετάδοσης υψηλής συχνότητας και σε τροφοδοτικά μεταγωγής, όπου τα ρεύματα ρέουν με συχνότητες από δεκάδες έως εκατοντάδες kHz. Σε τέτοια κυκλώματα, οποιοδήποτε παρασιτικό στοιχείο, στη σάρκα της ακατάλληλης καλωδίωσης των αγώγιμων διαδρομών της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, μπορεί να καταστήσει αδύνατη την εργασία.

Έτσι, η επαγωγή και η χωρητικότητα είναι στοιχεία που επηρεάζουν την σύνθετη αντίσταση και τα άκρα των ρευμάτων και των τάσεων ως συνάρτηση της συχνότητας. Τα καλύτερα ως προς τα χαρακτηριστικά συχνότητας είναι τα στοιχεία επιφανειακής στήριξης, λόγω του ίδιου ακριβώς μικρού τους μεγέθους.

Σχήμα 6 — Το γράφημα δείχνει τον λόγο της συνολικής αντίστασης της αντίστασης προς την ενεργή αντίσταση σε διάφορες συχνότητες

Η σύνθετη αντίσταση περιλαμβάνει τόσο ενεργή αντίσταση όσο και παρασιτικές αντιδράσεις επαγωγής και χωρητικότητας. Το γράφημα δείχνει μια πτώση της σύνθετης αντίστασης με αυξανόμενη συχνότητα.

Σχέδιο αντίστασης

Οι αντιστάσεις επιφανειακής βάσης είναι φθηνές και βολικές για την αυτοματοποιημένη συναρμολόγηση ηλεκτρονικών συσκευών σε έναν μεταφορέα. Ωστόσο, δεν είναι τόσο απλά όσο φαίνονται.

Εικόνα 7 — Εσωτερική δομή της αντίστασης SMD

Η αντίσταση βασίζεται σε ένα υπόστρωμα από Al2O3 — οξείδιο του αλουμινίου.Είναι ένα καλό διηλεκτρικό και ένα υλικό με καλή θερμική αγωγιμότητα, το οποίο είναι εξίσου σημαντικό, αφού κατά τη λειτουργία όλη η ισχύς της αντίστασης απελευθερώνεται σε θερμότητα.

Ως ανθεκτικό στρώμα, χρησιμοποιείται μια λεπτή μεμβράνη μετάλλου ή οξειδίου, για παράδειγμα χρωμίου, διοξειδίου του ρουθηνίου (όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα). Τα χαρακτηριστικά των αντιστάσεων εξαρτώνται από το υλικό από το οποίο αποτελείται αυτή η μεμβράνη Η ωμική στρώση των μεμονωμένων αντιστάσεων είναι μια μεμβράνη πάχους έως 10 microns, κατασκευασμένη από υλικό με χαμηλό TCR (συντελεστής αντίστασης θερμοκρασίας), που δίνει σταθερότητα σε υψηλή θερμοκρασία των παραμέτρων και της δυνατότητας δημιουργίας στοιχείων υψηλής ακρίβειας, ένα παράδειγμα τέτοιου υλικού είναι η σταθερά, αλλά οι βαθμολογίες τέτοιων αντιστάσεων σπάνια υπερβαίνουν τα 100 ohms.

Τα μαξιλαράκια αντίστασης σχηματίζονται από ένα σύνολο στρωμάτων. Το εσωτερικό στρώμα επαφής είναι κατασκευασμένο από ακριβά υλικά όπως ασήμι ή παλλάδιο. Το ενδιάμεσο είναι από νικέλιο. Και το εξωτερικό είναι μολύβδινο κασσίτερο. Αυτός ο σχεδιασμός οφείλεται στην ανάγκη εξασφάλισης υψηλής πρόσφυσης (συνοχής) των στρώσεων. Η αξιοπιστία των επαφών και ο θόρυβος εξαρτώνται από αυτά.

Προκειμένου να μειωθούν τα παρασιτικά συστατικά, καταλήγουν στις ακόλουθες τεχνολογικές λύσεις όταν σχηματίζουν ένα στρώμα αντίστασης:

Εικόνα 8 — Το σχήμα του ωμικού στρώματος

Η εγκατάσταση τέτοιων στοιχείων πραγματοποιείται σε κλιβάνους και σε ραδιοερασιτεχνικά εργαστήρια χρησιμοποιώντας συγκολλητικό σίδερο, δηλαδή με ρεύμα ζεστού αέρα. Επομένως κατά την παραγωγή τους δίνεται προσοχή στην καμπύλη θερμοκρασίας θέρμανσης και ψύξης.

Σχήμα 9 — καμπύλη θέρμανσης και ψύξης κατά τη συγκόλληση αντιστάσεων SMD

συμπεράσματα

Η χρήση επιφανειακών εξαρτημάτων είχε θετική επίδραση στο βάρος και τις διαστάσεις του ηλεκτρονικού εξοπλισμού, καθώς και στα χαρακτηριστικά συχνότητας του στοιχείου. Η σύγχρονη βιομηχανία παράγει τα περισσότερα από τα κοινά στοιχεία στα σχέδια SMD. Συμπεριλαμβάνονται: αντιστάσεις, πυκνωτές, δίοδοι, LED, τρανζίστορ, θυρίστορ, ολοκληρωμένα κυκλώματα.