Smd резистор 10 ом маркировка. Маркировка SMD-резисторов. Трёхсимвольная маркировка EIA96
Радиолюбителю при сборке электрических схем часто приходится сталкиваться с определением номинала неизвестных компонентов. Резистор используется чаще всего. С его обозначениями возникают и частые вопросы. В переводе с английского это название звучит как «Сопротивление». Они различаются как по номинальному сопротивлению, так и по допустимой мощности. Для того, чтобы мастер мог выбрать элемент с нужным номиналом на их корпусах наносят обозначение. В зависимости от типа резисторов кодировка может различаться, она бывает: буквенно-цифровая, цифровая либо цветовыми полосами. В этой статье мы расскажем подробнее, какая бывает маркировка резисторов отечественного и импортного производства, а также как расшифровать обозначения, указанные производителем.
Обозначение номинала буквами и цифрами
На сопротивлениях советского производства применяется буквенно-цифровая маркировка резисторов и обозначение цветовыми полосами (кольцами). Примером можно рассмотреть резисторы типа МЛТ, на них величина сопротивления указана цифро-буквенным способом. Резисторы до сотни Ом содержат в своей маркировке букву «R», или «Е», или «Ω». Тысячи Ом маркируются буквой «К», миллионы букву М, т.е. по буквам определяют порядок величины. При этом целые единицы от дробных отделяются этими же буквами. Давайте рассмотрим несколько примеров.
На фото сверху вниз:
- 2К4 = 2,4 кОм или 2400 Ом;
- 270R = 270 Ом;
- К27 = 0,27 кОм или 270 Ом.
Маркировка третьего непонятна, возможно он развернут не той стороной. Кроме этого на резисторах от 1 Вт может присутствовать маркировка по мощности. Маркировка довольно удобна и наглядна. Она может незначительно отличаться в зависимости от типа резисторов и года их производства. Также может присутствовать дополнительная буква, которая указывает класс точности.
Импортные сопротивления, в том числе китайские, тоже могут маркироваться буквами. Яркий пример – это керамические резисторы.
В первой части обозначения указано 5W – это мощность резистора равная 5 Вт. 100R – значит, что его сопротивление в 100 Ом. Буква J говорит о допуске отклонений от номинального значения равном 5% в обе стороны. Полная таблица допусков изображена ниже. Класс точности или допустимое отклонение от номинала не всегда существенно влияет на работу схемы, хотя это зависит от их назначения.
Как определить номинал по цветовым кольцам
В последнее время выводные сопротивления чаще обозначаются с помощью цветовых полос и это относится как к отечественным, так и к зарубежным элементам. В зависимости от количества цветовых полос меняется способ их расшифровки. В общем виде он собран в ГОСТ 175-72.
Цветовая маркировка резисторов может выглядеть в виде 3, 4, 5 и 6 цветовых колец. При этом кольца могут быть смещены к одному из выводов. Тогда кольцо, которое ближе всех к проволочному выводу, считают первым и расшифровку цветного кода начинают с него. Или одно из колец может отсутствовать, обычно предпоследнее. Тогда первое это то, возле которого есть пара.
Другой вариант, когда маркировочные кольца расположены равномерно, т.е. заполняют поверхность равномерно. Тогда первое кольца определяют по цветам. Допустим, одно из крайних колец (первое) не может быть золотого цвета, тогда можно определить с какой стороны идет отчет.
Обратите внимание при таком способе маркировки из 4-х колец третье кольцо – это множитель. Как разобраться в этой таблице? Возьмем верхний резистор первое кольцо красного цвета, это 2, второе фиолетового – это 7, третье, множитель красное – это 100, а допуск у нас коричневый – это 1%. Тогда: 27*100=2700 Ом или 2,7 кОм с допуском отклонения в 1% в обе стороны.
Второй резистор имеет цветовую маркировку из 5 полос. У нас: 2, 7, 2, 100, 1%, тогда: 272*100=27200 Ом или 27,2 кОм с допуском в 1%.
У резисторов из 3 полос цветовая маркировка производится по такой логике:
- 1 полоса – единицы;
- 2 полоса – сотни;
- 3 полоса – множитель.
Точность таких компонентов равна 20%.
Расшифровать цветовое обозначение вам поможет программа ElectroDroid, она доступна для Android в Play Market, в её бесплатной версии есть данная функция.
Другой способ расшифровки цветового кода от компании Philips предполагает использование 4, 5 и 6 полос. Тогда последняя полоса несет информацию о температурном коэффициенте сопротивления (насколько изменяется сопротивление при изменении температуры).
Чтобы определить номинал воспользуйтесь таблицей. Обратите внимание на последнюю колонку – это ТКС.
На корпусе цветные кольца распределяются, так как показано на этой схеме:
Более подробно узнать о том, как расшифровать маркировку резисторов, вы можете из данных видео:
Маркировка SMD резисторов
В современной электронике один из ключевых факторов при разработке устройства – его миниатюризация. Этим вызвано создание безвыводных элементов. SMD-компоненты отличаются малыми размерами, за счет их безвыводной конструкции. Пусть вас не смущает такой способ монтажа, он используется в большей части современной электроники и отличается хорошей надежностью. К тому же это упрощает конструкцию многослойной печатной платы. Дословная расшифровка с переводом обозначает «устройство для поверхностного монтажа», они и монтируются на поверхность печатной платы. Из-за миниатюрных размеров возникают трудности с обозначением их номинала и характеристик на корпусе, поэтому идут на компромисс и используют методы маркировки по цифрам, с буквами или используя кодовую систему. Давайте разберемся, как маркируются SMD резисторы.
Если на SMD-резисторе нанесено 3 цифры тогда расшифровка производится следующим образом: XYZ, где X и Y – это первые две цифры номинала, а Z количество нолей. Рассмотрим на примере.
Возможно обозначение 4-мя цифрами, тогда всё таким же образом, только первые три цифры, это сотни, десятки и единицы, а последняя – нули.
Если в маркировку введены буквы, то расшифровка подобна отечественным резисторам МЛТ.
SMD резисторы для поверхностного монтажа имеют три основные характеристики: размер элемента (типоразмер), сопротивление в Омах, допуск сопротивления в процентах. Типоразмер обозначается четырехзначной цифрой. Ниже приведена таблица распространенных типоразмеров и их геометрических размеров.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Трехзначная нумерация резисторов с допуском 2%, 5% и 10%
Резисторы с допуском 2%, 5% и 10% всех типоразмеров маркируются тремя цифрами. Первые две цифры обозначают мантиссу, третья - показатель степени по основанию 10 для определения номинала резистора в Омах. Например, маркировка 512 означает, что резистор имеет номинал 51x100 Ом = 5.1 КОм, маркировка 104 означает номинал 10x10000 = 100кОм.
Существуют также SMD резисторы с нулевым сопротивлением или так называемые перемычки. Они маркируются символом 0 или 000.
Ниже приведена таблица, используя которую вы сможете быстро определить номинал SMD резистора.
| Изображение | Номинал | Изображение | Номинал |
| 10 Ом | 51 Ом | ||
| 100 Ом | 510 Ом | ||
| 1 кОм | 5.1 кОм | ||
| 10 кОм | 51 кОм | ||
| 100 кОм | 510 кОм | ||
| 1 МОм | 5.1 МОм |
Четырехзначная нумерация резисторов с допуском 1%
Резисторы с допуском 1% типоразмеров от 0805 и выше маркируются четырьмя цифрами. Первые три из них обозначают мантиссу, а последняя - показатель степени по основанию 10 для задания номинала резистора в Омах. Буква R также служит для обозначения десятичной точки. Например, маркировка 3401 означает, что резистор имеет номинал 340x10 Ом = 3.4 КОм.
| Код | Значение | Код | Значение | Код | Значение | Код | Значение |
| 01 | 100 | 25 | 178 | 49 | 316 | 73 | 562 |
| 02 | 102 | 26 | 182 | 50 | 326 | 74 | 576 |
| 03 | 105 | 27 | 187 | 51 | 332 | 75 | 590 |
| 04 | 107 | 28 | 191 | 52 | 340 | 76 | 604 |
| 05 | 110 | 29 | 196 | 53 | 348 | 77 | 619 |
| 06 | 113 | 30 | 200 | 54 | 357 | 78 | 634 |
| 07 | 115 | 31 | 205 | 55 | 365 | 79 | 649 |
| 08 | 118 | 32 | 210 | 56 | 374 | 80 | 665 |
| 09 | 121 | 33 | 215 | 57 | 383 | 81 | 681 |
| 10 | 124 | 34 | 221 | 58 | 392 | 82 | 698 |
| 11 | 127 | 35 | 226 | 59 | 402 | 83 | 715 |
| 12 | 130 | 36 | 232 | 60 | 412 | 84 | 732 |
| 13 | 133 | 37 | 237 | 61 | 422 | 85 | 750 |
| 14 | 137 | 38 | 243 | 62 | 432 | 86 | 768 |
| 15 | 140 | 39 | 249 | 63 | 442 | 87 | 787 |
| 16 | 143 | 40 | 255 | 64 | 453 | 88 | 806 |
| 17 | 147 | 41 | 261 | 65 | 464 | 89 | 825 |
| 18 | 150 | 42 | 267 | 66 | 475 | 90 | 845 |
| 19 | 154 | 43 | 274 | 67 | 487 | 91 | 866 |
| 20 | 158 | 44 | 280 | 68 | 499 | 92 | 887 |
| 21 | 162 | 45 | 287 | 69 | 511 | 93 | 909 |
| 22 | 165 | 46 | 294 | 70 | 523 | 94 | 931 |
| 23 | 169 | 47 | 301 | 71 | 536 | 95 | 953 |
| 24 | 174 | 48 | 309 | 72 | 549 | 96 | 976 |
В общем, термин SMD (от англ. Surface Mounted Device) можно отнести к любому малогабаритному электронному компоненту, предназначенному для монтажа на поверхность платы по технологии SMT (технология поверхностного монтажа).
SMT технология (от англ. Surface Mount Technology ) была разработана с целью удешевления производства, повышению эффективности изготовления печатных плат с использованием более мелких электронных компонентов: резисторов, конденсаторов, транзисторов и т. д. Сегодня рассмотрим один из таких – SMD резистор.
SMD резисторы
SMD резисторы – это миниатюрные , предназначенные для поверхностного монтажа. SMD резисторы значительно меньше, чем их традиционный аналог. Они часто бывают квадратной, прямоугольной или овальной формы, с очень низким профилем.
Вместо проволочных выводов обычных резисторов, которые вставляются в отверстия печатной платы, у SMD резисторов имеются небольшие контакты, которые припаяны к поверхности корпуса резистора. Это избавляет от необходимости делать отверстия в печатной плате, и тем самым позволяет более эффективно использовать всю ее поверхность.
Типоразмеры SMD резисторов
В основном термин типоразмер включает в себя размер, форму и конфигурацию выводов (тип корпуса) какого-либо электронного компонента. Например, конфигурация обычной микросхемы, которая имеет плоский корпус с двусторонним расположением выводов (перпендикулярно плоскости основания), называется DIP.
Типоразмер SMD резисторов стандартизированы, и большинство производителей используют стандарт JEDEC. Размер SMD резисторов обозначается числовым кодом, например, 0603. Код содержит в себе информацию о длине и ширине резистора. Таким образом, в нашем примере код 0603 (в дюймах) длина корпуса составляет 0,060 дюйма, шириной 0,030 дюйма.
Такой же типоразмер резистора в метрической системе будет иметь код 1608 (в миллиметрах), соответственно длина равна 1,6 мм, ширина 0,8мм. Чтобы перевести размеры в миллиметры, достаточно размер в дюймах перемножить на 2,54.
Размеры SMD резисторов и их мощность
Размер резистора SMD зависит главным образом от необходимой мощности рассеивания. В следующей таблице перечислены размеры и технические характеристики наиболее часто используемых SMD резисторов.
Маркировка SMD резисторов
Из-за малого размера SMD резисторов, на них практически невозможно нанести традиционную цветовую маркировку резисторов.
В связи с этим был разработан особый способ маркировки. Наиболее часто встречающаяся маркировка содержит три или четыре цифры, либо две цифры и букву, имеющая название EIA-96.
Маркировка с 3 и 4 цифрами
В этой системе первые две или три цифры обозначают численное значение сопротивления резистора, а последняя цифра показатель множителя. Эта последняя цифра указывает степень, в которую необходимо возвести 10, чтобы получить окончательный множитель.
Еще несколько примеров определения сопротивлений в рамках данной системы:
- 450 = 45 х 10 0 равно 45 Ом
- 273 = 27 х 10 3 равно 27000 Ом (27 кОм)
- 7992 = 799 х 10 2 равно 79900 Ом (79,9 кОм)
- 1733 = 173 х 10 3 равно 173000 Ом (173 кОм)
Буква “R” используется для указания положения десятичной точки для значений сопротивления ниже 10 Ом. Таким образом, 0R5 = 0,5 Ом и 0R01 = 0,01 Ом.
SMD резисторы повышенной точности (прецизионные) в сочетании с малыми размерами, создали необходимость в новой, более компактной маркировке. В связи с этим был создан стандарт EIA-96. Данный стандарт предназначен для резисторов с допуском по сопротивлению в 1%.
Эта система маркировки состоит из трех элементов: две цифры указывают код , а следующая за ними буква определяет множитель. Две цифры представляют собой код, который дает трехзначное число сопротивления (см. табл.)
Например, код 04 означает 107 Ом, а 60 соответствует 412 Ом. Множитель дает конечное значение резистора, например:
- 01А = 100 Ом ±1%
- 38С = 24300 Ом ±1%
- 92Z = 0.887 Ом ±1%
Онлайн калькулятор SMD резисторов
Этот калькулятор поможет вам найти величину сопротивления SMD резисторов. Просто введите код, написанный на резисторе и его сопротивление отразится внизу.
Калькулятор может быть использован для определения сопротивления SMD резисторов, которые маркированы 3 или 4 цифрами, а так же по стандарту EIA-96 (2 цифры + буква).
Хотя мы сделали все возможное, чтобы проверить функцию данного калькулятора, мы не можем гарантировать, что он вычисляет правильные значения для всех резисторов, поскольку иногда производители могут использовать свои пользовательские коды.
Поэтому чтобы быть абсолютно уверенным в значении сопротивления, лучше всего дополнительно измерить сопротивление с помощью мультиметра.
Устройство, конструкция и технология производства чип-резисторов
SMD-резисторы широко распространены и ими уже никого не удивишь. Но, несмотря на это, немногие интересуются их устройством и конструкцией. А, зря! Тут есть чем утолить голод любопытства, ведь чип-резисторы впитали в себя все самые передовые технологии и методы производства резисторов.
Устройство SMD-резистора
В основе практически любого чип-резистора лежит так называемая плёночная технология (Film Technology), где резистивный слой представляет собой тонкую или толстую плёнку, нанесённую на изоляционную подложку, которая является основанием и заодно служит для отвода тепла.
В общих чертах SMD-резистор устроен так.
Типовой SMD-резистор состоит из керамической подложки, на которую нанесён резистивный слой. Сопротивление этого слоя зависит от его толщины, формы и материала из которого он изготовлен. Для окончательной "подгонки" до номинального сопротивления используется лазерный тримминг. О нём мы ещё поговорим.
Так как от толщины плёнки зависит как сложность изготовления изделия, так и его технические характеристики, то чип-резисторы делят на две большие группы:
Толстоплёночные (Thick Film Chip Resistors). Толщина плёнки ~0,0027"...0,00039" (70...10 мкм). Считаются самыми дешёвыми резисторами;
Тонкоплёночные (Thin Film Chip Resistors). Толщина плёнки 0,00025" (6,35 мкм) и вплоть до 50 нм.
Резисторы с толстой и тонкой плёнкой несколько различаются по устройству и технологии производства, хотя внешне их отличить довольно трудно.
Толстоплёночные чип-резисторы. Технология производства.
Толстоплёночные резисторы изготавливают печатным методом. В них резистивный слой, который представляет собой пасту, наносят на поверхность подложки с помощью трафаретов. Затем производят термообработку (вжигание) получившегося отпечатка при температуре 700-900 0 С в конвейерной печи, благодаря чему образуется крепкая монолитная структура.
Паста состоит из смеси нескольких компонентов:
Функциональная основа - высокодисперсный порошок резистивного материала (нанопорошок с размером частиц 500-100 нм и менее);
Стеклосвязка . Мелкодисперсный низкоплавкий стекольный порошок (стеклянная фритта) на основе свинцово-боро-алюмо силикатных стекол;
Органические связующие вещества необходимые для придания пасте вязкости.
В качестве резистивного материала для пасты используются металлы или их оксиды. В основном это оксиды рутения, серебра и палладия. Примером может служить диоксид рутения RuO 2 . Также может использоваться композиция палладий-серебро. Из-за наличия серебра в составе пасты ТКС толстоплёночных резисторов довольно высок (50 ppm/ 0 С и более).
Вжигание отпечатка пасты приводит к размягчению стеклянной фритты, которая обволакивает и связывает проводящие частицы. Финальная подгонка сопротивления до номинала осуществляется с помощью лазерной обрезки.
В следующем анимационном ролике фирмы YAGEO пошагово показан процесс изготовления SMD резисторов с толстой плёнкой.
Толстоплёночные резисторы иногда называют керметными, так как основой их резистивного слоя является смесь порошков металлов и оксидов.
Тонкоплёночный чип-резистор. Устройство и конструкция.
Тонкоплёночный чип-резистор по своему устройству схож с толстоплёночным. Основное и немаловажное отличие заключается в том, что резистивный слой на керамической подложке создаётся методом вакуумного ионного напыления. Это, пожалуй, самое важное отличие от резисторов с толстой плёнкой.
Благодаря этому удаётся сформировать очень тонкий однородный слой толщиной вплоть до 50 нм.
Резисторы с тонкой плёнкой очень термостабильны, имеют очень низкий ТКС (25 ppm/K). ТКС прецизионных резисторов может достигать ±2 ppm/ 0 С (серия PLTU от Vishay).
Материалом резистивной плёнки, как правило, служит нихром (сплав никеля и хрома). Нихромовая плёнка обладает довольно низким ТКС (до 10 ppm/ 0 С) что позволяет изготавливать очень точные резисторы с допуском в ±0,01%.
Резистивный слой.
В качестве основы резистивного слоя чип-резисторов используются различные материалы:
Никель-хром (он же нихром, Nichrome, NiCr ). Обладает низким TCR (ТКС), который составляет 10 ppm/ 0 С (-55...+125 0 С). Благодаря этому широко используется при производстве тонкоплёночных резисторов;
Нитрид тантала (Tantalum nitride, TaN ). Используется в тонкоплёночных резисторах, устойчивых к высокой влажности (moisture-resistant);
Нитрид дитантала (Ta 2 N ). Его TCR составляет 25 ppm/ 0 С (-55...+125 0 С);
Диоксид рутения (Ruthenium oxide, RuO 2 ) (используется в толстоплёночных резисторах);
Рутенит свинца Pb 2 Ru 2 O 6 и рутенит висмута (Bi 2 Ru 2 O 7) (применяется в чип-резисторах с толстой плёнкой);
Диоксиды рутения, легированные ванадием (Ru 0,8 V 0,2 O 2 , Ru 0,9 V 0,1 O 2 , Ru 0,67 V 0,33 O 2);
Оксид свинца (PbO);
Висмут иридий (Bi 2 Ir 2 O 7).
Сплав никеля (Nikel alloy). Низкоомные (0,03...10 Ом) тонкоплёночные резисторы (Vishay, серия L-NS).
Подложка SMD-резистора (Substrate).
Наиболее используемый материал подложки SMD-резисторов - это чистая керамика на основе 94...96% поликристаллического оксида алюминия Al 2 O 3 (Alumina ). Она обладает высокой твёрдостью, хорошей адгезией, огнеупорностью и является изолятором.
Немаловажно и то, что она обладает хорошей теплопроводностью, ведь от резистивного слоя необходимо отводить тепло. Такую керамику часто применяют в качестве подложек для интегральных схем и микросборок.
Высокомощные чип-резисторы могут иметь подложку из нитрида алюминия (Aluminum nitride - AlN ). Это высокочистая керамика, обладающая высокой теплопроводностью.
Такая подложка применяется в чип-резисторах серии PCAN фирмы Vishay.
Слой пентаоксида тантала создают путём распыления, после чего происходит самостоятельный рост оксидной плёнки.
Поверх слоя Ta 2 O 5 уже наносится внешний слой эпоксидной смолы, служащий для механической защиты и изоляции. Замечательным свойством таких резисторов является то, что даже при механическом повреждении защитного слоя из пентаоксида тантала, он будет "зарастать" за счёт самовосстановления.
Естественно, производители всё время ищут новые способы и методы защиты резистивной плёнки. По понятным причинам технологические детали могут не раскрываться.
Например, в технической записке "Major Advancements in the Protection of Thin Film Nichrome-Based Resistors with Specialized Passivation Methods (SPM) " фирмы Vishay рассказывается о специальных методах пассивации (SPM), благодаря которым удаётся изготовить маломощные тонкоплёночные резисторы с нихромовой плёнкой, которые устойчивы к воздействию влаги и не уступают по своей стабильности резисторам с плёнкой на основе нитрида тантала Ta 2 N.
В серии L низкоомных резисторов того же Vishay используется нихромовая плёнка (NiCr) и защитное покрытие из пентаоксида тантала (Ta 2 O 5).
Как видим, технологические приёмы могут комбинироваться. Всё зависит от стоимости производства и требуемых характеристик готового изделия.
Серостойкие резисторы (Sulfur resistant resistors)
В последнее время можно услышать о так называемых серостойких резисторах - Sulfur resistant resistors или Anti-Sulfur resistors . Например, в своих промо-материалах компания Gigabyte заявляет о том, что в их материнских платах применяются такие чип-резисторы.
Долгосрочная надёжность чип-резисторов во многом зависит от той окружающей среды, в которой они эксплуатируются.
Наличие в окружающей среде газов с содержанием серы приводит к тому, что они проникают сквозь микропоры и трещины в защитном эпоксидном или стеклянном покрытии SMD-резистора. Как правило, самым незащищённым участком является граница защитного покрытия и внешних контактов.
На фото поперечного среза толстоплёночного резистора показана область, подвергшаяся воздействию серосодержащих газов и образованию сульфида серебра.
Механизм повреждения чип-резистора такими газами следующий.
Наличие сульфида серебра в структуре чип-резистора с течением времени приводит к росту его номинального сопротивления вплоть до электрического "обрыва".
Чтобы предотвратить образование сульфида серебра производители используют разные методы. Компромиссным вариантом считается легирование серебра драгоценными металлами. В чип-резисторах, от которых требуется долговременная надёжность вместо серебра и вовсе применяется палладий или платина.
Кроме этого участок, наиболее подверженный воздействию газов дополнительно покрывают защитными покрытиями или сплавами.
Anti-Sulfur резисторы применяются в оборудовании, которое задействовано на промышленных производствах, в нефтяной промышленности, телекоммуникационных и IT-системах, автомобильной электронике.
Лазерный тримминг резисторов.
Чтобы привести сопротивление резистивного слоя к заданному номиналу используется лазерная подгонка или на зарубежный манер, тримминг (trimming - "обрезка"). Суть её заключается в удалении части топологического рисунка из плёнки за счёт лазерного излучения.
На фото показан пример обрезки (L-Cut), сделанный с помощью лазерного тримминга (слева резистор на 33 Ома (330), справа на 1 МОм (105)).
Чтобы подобрать требуемую величину сопротивления резистора на поверхности резистивного слоя делают лазерный "надрез". В зависимости от требуемых характеристик форма надреза может быть весьма оригинальной. Вот основные из них:
Поперечный i-рез ("Plunge Cut"). Самый "быстрый" и наименее точный подгоночный рез.
L-рез ("L Cut"). Из его достоинств можно отметить малое среднеквадратичное отклонение R s и высокую точность. Более медленный тип реза, по сравнению с поперечным i-резом.
На фото показан L-рез на поверхности SMD-резистора типоразмера 2512 на 100 кОм (рядом для масштаба положена миллиметровая линейка). Скорее всего, это толстоплёночный резистор. Защитный слой мне удалось снять острым лезвием перочинного ножа.
Кроме реза типа L, может применяться так называемый Opposing "L", когда делается два L-реза по обоим сторонам плёнки.
"Серпантин" или "Змейка" ("Serpentine"). Можно встретить название "Меандр" ("Meandering"). Это "медленный" рез, но за счёт него обеспечивается самый большой прирост сопротивления.
Такой рез используется при изготовлении чип-резисторов мегаомных и гигаомных номиналов.
"Двойной поперечный рез" ("Double Plunge Cut"). Высокая точность и малое среднеквадратичное отклонение R s .
"Vernier". Очень похожий на предыдущий рез. Судя по всему, назван так из-за сходства со штангенциркулем (vernier caliper).
"U-рез" ("U-Cut"). Применяется для изготовления высоковольтных резисторов с высокой долговременной стабильностью.
"П-рез" ("Plunge Cut: Top Hat Resistor"). Продольный "быстрый" рез, используемый для нормировки Top-Hat резисторов.
"Скан-рез" или Scrub. Также можно встретить название "Shave-рез". Применяется для изготовления высоковольтных резисторов. Самый медленный, но наиболее точный и стабильный рез. Боковая часть плёнки удаляется лазером.
Также применяется симметричный скраб ("Symetrical Scrub"), когда часть резистивной плёнки удаляется с обеих сторон.
"Multiplunge". Такой тип реза обеспечивает практически линейное изменение сопротивления. Используя "i-рез" создаются последовательные секции многосекционного резистора (резисторной SMD-сборки).
Для подгонки многосекционного резистора "лестничного" типа может использоваться перерезка шунтирующих перемычек.
На следующей картинке показан резистор "лестничного типа" (Ladder resistor), а также пример использования данной топологии в структуре резистивной плёнки.
Если хорошенько присмотреться, то на поверхности толстоплёночных чип-резисторов иногда можно разглядеть разрезы, сделанные лазером. Они слегка проступают под внешним защитным покрытием.
Как видим, несмотря на кажущуюся простоту, для изготовления SMD-резисторов требуется высокоточное оборудование и строгое соблюдение технологии производства.
Прочие резисторы для монтажа на поверхность
Естественно, кроме рядовых SMD-резисторов существуют и другие. Например, чип-резисторы серии UBR (Ultra-Broadband resistors) способны работать в частотном диапазоне вплоть до 20 Гигагерц (20 GHz).
Номинальная мощность их невелика, всего 125 mW и выпускаются они в корпусе типоразмера 0402. Конструкция их также отличается от той, что привычна для рядовых чип-резисторов и называется "Glass wafer sandwich", что можно перевести, как "сэндвич из стеклянных пластин". В качестве подложки и верхней оболочки используется стекло.
Применяются такие резисторы в высокочастотной аппаратуре (спутниковой, оптоволоконной).
Также существуют так называемые Power Metal Strip ® резисторы (Vishay). Их резистивным слоем является монолитный резистивный элемент из сплава никель-хром или марганец-медь.
Подложка в таких резисторах отсутствует, так как резистивный элемент является самонесущей конструкцией. Толщина резистивного элемента составляет 0,0089" (226,06 мкм).
Наличие массивного резистивного элемента позволяет быстро поглощать тепловую энергию. Обычным чип-резисторам на основе плёнок требуется время на отвод тепла в подложку, а затем и в печатную плату.
К резисторам Power Metal Strip ® относятся такие серии, как WSL, WSK, WSLP, WSR. Как правило, это очень низкоомные резисторы (вплоть до миллиОм).
Используются такие резисторы в устройствах, где имеют место высокоэнергетические, кратковременные импульсные переходные процессы, которые сопровождаются быстрым и обильным выделением тепла.
К SMD-резисторам также относятся и MELF-резисторы , так как они также предназначены для монтажа на поверхность. Их подложка выполнена в виде цилиндрического стрежня из керамики, а резистивный слой имеет спиралевидную лазерную нарезку. Резистивным материалом может быть, как плёнка из углерода, так и металла.
За счёт цилиндрической формы подложки эффективная площадь охлаждения таких резисторов больше, чем SMD-резисторов с аналогичной площадью монтажа. Благодаря этому они более устойчивы к импульсной нагрузке, чем стандартные SMD-резисторы, а также способны выдерживать более высокое рабочее напряжение.
SMT-технология не обошла стороной и фольговые резисторы (Bulk Metal ® Foil, BMF ), которые также адаптировали под этот вид монтажа. Как известно, фольговые резисторы обладают самой высокой температурной стабильностью (имеют самый низкий ТКС).
Например, чип-резисторы серии VSMP (Vishay) имеют ТКС 0,2 ppm/ 0 С (-55 0 С...+125 0 С, относительно +25 0 С). А для температурного диапазона 0 0 С...+60 0 С ТКС составляет вообще 0,05 ppm/ 0 С!
Не составляет особого труда встретить на печатных платах и всевозможные SMD-перемычки (zero ohm jumpers , SMD Jumpers ). Примером может служит серия тонкоплёночных SMD-перемычек PZHT (Vishay).
В зависимости от типоразмера, который начинается с 02016, эти SMD-перемычки способны выдержать ток от 0,28А (PZHT02016 ) до 2А (PZHT2512 ) при рабочей температуре 215 0 С. Проводящим слоем в них является плёнка золота (Au) или сплава олова и серебра (SnAg).
В приведённом материале были затронуты вопросы, в основном, касающиеся конструкции, материалов и технологии изготовления SMD-резисторов. Но, несмотря на это, многие вопросы, например, относящиеся к типоразмеру, маркировке и мощности чип-резисторов затронуты не были. Рассказ и без того получился более чем содержательным для формата интернет-статьи. Если есть что добавить, пишите в комментариях!
Были схемы на дискретных электронных элементах - резисторах, транзисторах, конденсаторах, диодах, индуктивностях, и они при работе нагревались. И их еще приходилось охлаждать - целая система вентиляции и охлаждения строилась. Нигде не было кондиционеров, люди жару терпели, а все машинные залы продувались и охлаждались централизованно и непрерывно, днями и ночами. И расход энергии шел на мегаватты. Блок питания компьютера занимал отдельный шкаф. 380 вольт, три фазы, подводка снизу, из-под фальшпола. Другой шкаф занимал процессор. Еще один - оперативная память на магнитных сердечниках. А все вместе занимало зал площадью около 100 квадратных метров. И машина имела оперативную память, страшно сказать, 512 КБ.
А надо было делать компьютеры все мощнее и мощнее.
Потом изобрели БИС - большие интегральные схемы. Это когда вся схема прорисована в одной твердотельной форме. Многослойный параллелепипед, в котором слои микроскопической толщины содержат нариcованные, напыленные или наплавленные в вакууме те же самые электронные элементы, только микроскопические, и «раздавленные» в плоскость. Обычно целая БИС герметизируется в одном корпусе, и тогда уж ничего не боится - железяка железякой, хоть молотком бей (шутка).
Только БИС (или СБИС - сверхбольшие интегральные схемы) содержат функциональные блоки или отдельные электронные устройства - процессоры, регистры, блоки полупроводниковой памяти, контроллеры, операционные усилители. И стоит задача их собрать уже в конкретное изделие: мобильный телефон, флешку, компьютер, навигатор и пр. Но они же такие маленькие, эти БОЛЬШИЕ интегральные схемы, как их собрать?
И тогда придумали технологию поверхностного монтажа.
Метод сборки комплексных электронных схем SMT/ТМП
Собирать на плату вперемешку микросхемы, БИСы, сопротивления, конденсаторы по старинке очень скоро стало неудобно и нетехнологично. И монтаж по традиционной «сквозной» технологии стал громоздким и трудно автоматизируемым, и результаты получались не в согласии с реалиями времени. Миниатюрные гаджеты требуют и миниатюрных, и, самое главное, удобных в компоновке плат. Промышленность уже может выпускать сопротивления, транзисторы и пр. совсем маленькими и совсем плоскими. Дело оставалось за малым - сделать плоскими, прижатыми к поверхность их контакты. И разработать технологию трассировки и изготовления плат как основы для поверхностного монтажа, а также методы пайки элементов к поверхности. Кроме прочих плюсов, пайку научились делать целиком - всю плату сразу, что ускоряет работу и дает однородность ее качества. Этот метод получил название «т ехнология м онтажа на п оверхность (ТМП)», или surface mount technology (SMT). Так как монтируемые элементы стали уж совсем плоскими, в обиходе они получили название «чипы», или «чип-компоненты» (или еще SMD - surface mounted device, например, SMD-резисторы).
Шаги изготовления платы по ТМП
Изготовление ТМП-платы затрагивает как процесс ее проектирования, изготовления, подбор определенных материалов, так и специфические технические средства для припаивания чипов на плату.
- Проектирование и изготовление платы - основа для монтажа. Вместо отверстий для сквозного монтажа делаются контактные площадки для припаивания плоских контактов элементов.
- Нанесение паяльной пасты на площадки. Это можно делать шприцем вручную или с помощью трафаретной печати при массовом изготовлении.
- Точная установка компонентов на плату поверх нанесенной паяльной пасты.
- Помещение платы со всеми компонентами в печь для пайки. Паста оплавляется и очень компактно (благодаря присадкам, увеличивающим поверхностное натяжение припоя) припаивает контакты с одинаковым качеством по всей поверхности платы. Однако критичны требования как ко времени операции, температуре, так и к точности химического состава материалов.
- Окончательная обработка: остывание, мойка, нанесение защитного слоя.
Различаются варианты технологии для серийного и для ручного производства. Массовое производство при условии широкой автоматизации и последующем контроле качества дает и гарантировано высокие результаты.
Однако SMT-технология может вполне уживаться и с традиционным монтажом на одной плате. В этом случае как раз и может быть востребован монтаж SMT вручную.
Резисторы SMD
Резистор - самый распространенный компонент электронных схем. Существует даже специально разработанная схемотехника, которая строится только из транзисторов и резисторов (T-R-логика). Это значит, без остальных элементов построить процессор можно, а вот без этих двух - никак. (Пардон, есть еще ТТ-логика, где вообще одни транзисторы, но некоторым из них приходится играть роль резисторов). Это в производстве больших интегральных схем доходят до таких крайностей, а для поверхностного монтажа все-таки выпускается весь набор необходимых элементов.
Для столь компактной сборки они должны обладать строго определенными размерами. Каждый SMD-прибор - это маленький параллелепипед с выступающими из него контактами - ножками, или пластинками, или металлическими наконечниками с двух сторон. Важно то, что контакты на монтажной стороне должны лежать строго в плоскости, и на этой плоскости иметь необходимую для пайки площадь - тоже прямоугольную.
Размеры резистора: l - длина, w - ширина, h - высота. За типоразмеры берутся важные для монтажа длина и ширина.
Они могут быть кодированы в одной из двух систем: дюймовой (JEDEC) или метрической (мм). Коэффициент пересчета из одной системы в другую - это длина дюйма с мм = 2,54.
Типоразмеры кодируются четырехзначным цифровым кодом, где первые две цифры - длина, вторые - ширина девайса. Причем размеры берутся или в сотых долях дюйма, или в десятых долях миллиметра, в зависимости от стандарта.
А код 1608 в метрической системе означает 1,6 мм длины и 0,8 мм ширины. Применив коэффициент пересчета, легко убедиться, что это один и тот же типоразмер. Однако существуют и другие измерения, которые определяются типоразмером.
Маркировка чип-резисторов, номиналы
Ввиду малой площади прибора для нанесения обычного для резисторов номинала пришлось изобретать специальную маркировку. Их бывает две чисто цифровые - трехцифровая и четырехцифровая) и две буквенно-цифровых (EIA-96), в которой две цифры и буква и кодировка для значений сопротивления меньше 0, в которой используется буква R для указания положения десятичной точки.
И есть еще одна особая маркировка. «Резистор» без всякого сопротивления, то есть просто перемычка из металла, имеет маркировку 0, или 000.
Цифровые маркировки
Цифровые маркировки содержат показатель (N) множителя (10 N) в качестве последней цифры, остальные две или три - мантисса сопротивления.
