SMD-vastukset - tyypit, parametrit ja ominaisuudet

Vastus on elementti, jolla on jonkinlainen vastus; sitä käytetään elektroniikassa ja sähkötekniikassa virran rajoittamiseen tai vaaditun jännitteen saamiseksi (esimerkiksi resistiivisen jakajan avulla). SMD-vastukset ovat pinta-asennusvastuksia, toisin sanoen pinta-asennusvastuksia.

Vastusten pääominaisuudet ovat ohmeina mitattu nimellisresistanssi, joka riippuu resistiivisen kerroksen paksuudesta, pituudesta ja materiaaleista sekä tehohäviöstä.

Pinta-asennettavat elektroniset komponentit erottuvat pienistä mitoistaan, koska niissä joko ei ole liitäntäliittimiä perinteisessä mielessä. Joukkoasennustuotteissa on pitkät johdot.

Aiemmin elektroniikkalaitteita koottaessa kytkettiin piirikomponentit toisiinsa (saranoitu kokoonpano) tai johdettiin piirilevyn läpi vastaaviin reikiin. Rakenteellisesti niiden päätelmät tai kontaktit tehdään metalloitujen tyynyjen muodossa elementtien rungossa.Mikropiireissä ja pinta-asennustransistoreissa elementeillä on lyhyet, jäykät "jalat".

Yksi SMD-vastusten pääominaisuuksista on niiden koko. Tämä on laatikon pituus ja leveys, näiden parametrien mukaan valitaan elementit, jotka vastaavat levyn asettelua. Yleensä dokumentaation mitat kirjoitetaan lyhennetyssä muodossa nelinumeroisella numerolla, jossa kaksi ensimmäistä numeroa ilmaisevat elementin pituuden millimetreinä ja toinen merkkipari ilmoittaa leveyden millimetreinä. Todellisuudessa mitat voivat kuitenkin poiketa merkinnöistä riippuen elementtien tyypeistä ja sarjasta.

SMD-vastusten tyypilliset koot ja niiden parametrit

 Kuva 1 – standardikokojen dekoodauksen merkinnät.

1. SMD-vastukset 0201:

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

• Arvoalue: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

• Sallittu poikkeama nimellisarvosta: 1 % (F); 5 % (J)

• Nimellisteho: 0,05W

• Käyttöjännite: 15V

• Suurin sallittu jännite: 50 V

• Käyttölämpötila-alue: –55 - +125 °C

2. SMD-vastukset 0402:

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

• Arvoalue: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

• Sallittu poikkeama nimellisarvosta: 1 % (F); 5 % (J)

• Nimellisteho: 0,062W

• Käyttöjännite: 50V

• Suurin sallittu jännite: 100 V

• Käyttölämpötila-alue: –55 - +125 °C

3.SMD-vastukset 0603:

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

• Arvoalue: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

• Sallittu poikkeama nimellisarvosta: 1 % (F); 5 % (J)

• Nimellisteho: 0,1W

• Käyttöjännite: 50V

• Suurin sallittu jännite: 100 V

• Käyttölämpötila-alue: –55 - +125 °C

4. SMD-vastukset 0805:

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

• Arvoalue: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

• Sallittu poikkeama nimellisarvosta: 1 % (F); 5 % (J)

• Nimellisteho: 0,125 W

• Käyttöjännite: 150V

• Suurin sallittu jännite: 200 V

• Käyttölämpötila-alue: –55 - +125 °C

5. SMD-vastukset 1206:

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

• Arvoalue: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

• Sallittu poikkeama nimellisarvosta: 1 % (F); 5 % (J)

• Nimellisteho: 0,25W

• Käyttöjännite: 200V

• Suurin sallittu jännite: 400 V

• Käyttölämpötila-alue: –55 - +125 °C

6. SMD-vastukset 2010:

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

• Arvoalue: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

• Sallittu poikkeama nimellisarvosta: 1 % (F); 5 % (J)

• Nimellisteho: 0,75W

• Käyttöjännite: 200V

• Suurin sallittu jännite: 400 V

• Käyttölämpötila-alue: –55 - +125 °C

7. SMD-vastukset 2512:

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

• Arvoalue: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

• Sallittu poikkeama nimellisarvosta: 1 % (F); 5 % (J)

• Nimellisteho: 1W

• Käyttöjännite: 200V

• Suurin sallittu jännite: 400 V

• Käyttölämpötila-alue: –55 - +125 °C

Kuten näette, kun siruvastuksen koko kasvaa, nimellistehohäviö kasvaa alla olevassa taulukossa, tämä riippuvuus näkyy selkeämmin, samoin kuin muun tyyppisten vastusten geometriset mitat:

Taulukko 1 — SMD-vastusten merkintä

Koosta riippuen voidaan käyttää yhtä kolmesta vastuksen arvomerkinnästä. Merkintöjä on kolmenlaisia:

1. 3 numerolla. Tässä tapauksessa kaksi ensimmäistä tarkoittavat ohmien määrää ja viimeinen luku nollia. Näin nimetään E-24-sarjan vastukset, joiden poikkeama nimellisarvosta (toleranssi) on 1 tai 5%. Tällä merkinnällä varustettujen vastusten vakiokoko on 0603, 0805 ja 1206. Esimerkki tällaisesta merkinnästä: 101 = 100 = 100 Ohm

Kuva 2 on kuva SMD-vastuksesta, jonka nimellisarvo on 10 000 ohmia, joka tunnetaan myös nimellä 10 kOhm.

 2. 4 hahmolla. Tässä tapauksessa ensimmäiset 3 numeroa osoittavat ohmien lukumäärän ja viimeinen on nollien lukumäärä. Näin kuvataan E-96-sarjan vastukset, joiden vakiokoot ovat 0805, 1206. Jos merkinnässä on R-kirjain, se toimii pilkuna, joka erottaa kokonaisluvut murtoluvuista. Näin ollen merkintä 4402 tarkoittaa 44 000 ohmia tai 44 kOhmia.

Kuva 3 – Kuva 44 kΩ:n SMD-vastuksesta

3. Merkintä 3 merkin yhdistelmällä - numerot ja kirjaimet. Tässä tapauksessa ensimmäiset 2 merkkiä ovat numeroita, jotka osoittavat koodatun vastuksen arvon ohmeina. Kolmas merkki on kerroin. Siten standardikokoiset 0603-vastukset on merkitty E-96-sarjan vastuksista 1 %:n toleranssilla. Kirjainten kääntäminen tekijäksi suoritetaan seuraavassa järjestyksessä: S = 10 ^ -2; R = 10^-1; B = 10; C = 10^2; D = 10^3; E = 104; F = 10^5.

Koodien (kaksi ensimmäistä merkkiä) dekoodaus suoritetaan alla olevan taulukon mukaisesti.

Taulukko 2 — dekoodauskoodit SMD-vastusten merkitsemiseen

Kuva 4 - vastus, jossa on kolminumeroinen merkintä 10C, jos käytät taulukkoa ja annettua tekijöiden lukumäärää, niin 10 on 124 ohmia ja C on kerroin 10 ^ 2, mikä vastaa 12 400 ohmia tai 12,4 kOhm.

Vastusten pääparametrit

Ihanteellisessa vastuksessa vain sen vastus otetaan huomioon. Todellisuudessa tilanne on erilainen - vastuksissa on myös loisia induktiivis-kapasitiivisia komponentteja.Alla on yksi vaihtoehto vastaavalle vastuspiirille:

Kuva 5 — Vastaava vastuspiiri

Kuten kaaviosta näet, on sekä kondensaattoreita (kondensaattoreita) että induktanssia. Niiden läsnäolo johtuu siitä, että jokaisella johtimella on tietty induktanssi ja johtimien ryhmällä on loiskapasitanssi. Vastuksessa nämä liittyvät sen resistiivisen kerroksen sijaintiin ja sen suunnitteluun.

Näitä parametreja ei yleensä oteta huomioon tasa- ja matalataajuisissa piireissä, mutta niillä voi olla merkittävä vaikutus suurtaajuisissa radiolähetyspiireissä ja hakkuriteholähteissä, joissa virrat kulkevat taajuuksilla kymmenistä satoihin kHz. Tällaisissa piireissä mikä tahansa parasiittikomponentti painetun piirilevyn johtavien polkujen virheellisen johdotuksen sisällä voi tehdä työn mahdottomaksi.

Joten induktanssi ja kapasitanssi ovat elementtejä, jotka vaikuttavat impedanssiin ja virtojen ja jännitteiden reunoihin taajuuden funktiona. Taajuusominaisuuksiltaan parhaat ovat pinta-asennuselementit niiden täsmälleen saman pienen koon vuoksi.

Kuva 6 — Kaavio näyttää vastuksen kokonaisresistanssin ja aktiivisen resistanssin suhteen eri taajuuksilla

Impedanssi sisältää sekä aktiivisen resistanssin että parasiittisen induktanssin ja kapasitanssin reaktanssit. Kaavio näyttää impedanssin laskun taajuuden kasvaessa.

Vastuksen suunnittelu

Pinta-asennusvastukset ovat edullisia ja käteviä elektronisten laitteiden automaattiseen kokoonpanoon kuljettimelle. Ne eivät kuitenkaan ole niin yksinkertaisia ​​kuin miltä ne näyttävät.

Kuva 7 – SMD-vastuksen sisäinen rakenne

Vastus perustuu Al2O3-alumiinioksidisubstraattiin.Se on hyvä eriste ja materiaali, jolla on hyvä lämmönjohtavuus, mikä on yhtä tärkeää, koska käytön aikana vastuksen kaikki teho vapautuu lämmöksi.

Resistiivisenä kerroksena käytetään ohutta metalli- tai oksidikalvoa, esimerkiksi kromia, ruteenidioksidia (kuten yllä olevassa kuvassa näkyy). Vastusten ominaisuudet riippuvat materiaalista, josta tämä kalvo on valmistettu.Yksittäisten vastusten resistiivinen kerros on enintään 10 mikronia paksu kalvo, joka on valmistettu materiaalista, jolla on alhainen TCR (lämpötilakerroin vastus), joka antaa korkean lämpötilan stabiilisuuden parametreista ja mahdollisuudesta luoda erittäin tarkkoja elementtejä, esimerkki tällaisesta materiaalista on vakio, mutta tällaisten vastusten arvot ylittävät harvoin 100 ohmia.

Vastustyynyt muodostetaan joukosta kerroksia. Sisäkontaktikerros on valmistettu kalliista materiaaleista, kuten hopeasta tai palladiumista. Välituote on valmistettu nikkelistä. Ja ulompi on lyijytina. Tämä muotoilu johtuu tarpeesta varmistaa kerrosten korkea tarttuvuus (koheesio). Koskettimien luotettavuus ja melu riippuvat niistä.

Parasiittikomponenttien vähentämiseksi ne saavuttavat seuraavat teknologiset ratkaisut muodostaessaan resistiivisen kerroksen:

Kuva 8 – Resistiivisen kerroksen muoto

Tällaisten elementtien asennus suoritetaan uuneissa ja radioamatöörityöpajoissa juotosraudalla, toisin sanoen kuumalla ilmavirralla. Siksi niiden valmistuksessa kiinnitetään huomiota lämmityksen ja jäähdytyksen lämpötilakäyrään.

Kuva 9 - lämmitys- ja jäähdytyskäyrä SMD-vastuksia juotettaessa

johtopäätöksiä

Pinta-asennuskomponenttien käyttö vaikutti positiivisesti elektroniikkalaitteiden painoon ja mittoihin sekä elementin taajuusominaisuuksiin. Nykyaikainen teollisuus tuottaa suurimman osan SMD-mallien yleisistä elementeistä. Sisältää: vastukset, kondensaattorit, diodit, LEDit, transistorit, tyristorit, integroidut piirit.