SMD upori — vrste, parametri in značilnosti

Upor je element, ki ima nekakšen upor; uporablja se v elektroniki in elektrotehniki za omejevanje toka ali pridobivanje zahtevane napetosti (na primer z uporovnim delilnikom). Upori SMD so upori za površinsko montažo, z drugimi besedami, upori za površinsko montažo.

Glavne značilnosti uporov so nazivni upor, merjen v ohmih in je odvisen od debeline, dolžine in materiala uporovnega sloja ter od disipacije moči.

Elektronske komponente za površinsko montažo se odlikujejo po majhnih dimenzijah zaradi dejstva, da bodisi nimajo priključnih sponk v klasičnem smislu. Elementi za množično namestitev imajo dolge vodnike.

Prej so pri sestavljanju elektronske opreme komponente vezja povezovali med seboj (zgibni sklop) ali pa jih skozi tiskano vezje podajali v ustrezne luknje. Strukturno so njihovi zaključki ali kontakti izdelani v obliki metaliziranih blazinic na telesu elementov.Pri mikrovezjih in tranzistorjih za površinsko montažo imajo elementi kratke, toge "noge".

Ena od glavnih značilnosti uporov SMD je njihova velikost. To je dolžina in širina škatle, glede na te parametre so izbrani elementi, ki ustrezajo postavitvi plošče. Običajno so mere v dokumentaciji zapisane skrajšano s štirimestno številko, kjer prvi dve števki označujeta dolžino elementa v mm, drugi par znakov pa širino v mm. V resnici pa se lahko dimenzije razlikujejo od oznak, odvisno od vrste in serije elementov.

Tipične velikosti uporov SMD in njihovi parametri

 Slika 1 — oznake za dekodiranje standardnih velikosti.

1. SMD upori 0201:

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

• Razpon vrednosti: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Dovoljeno odstopanje od nominalne: 1% (F); 5 % (J)

• Nazivna moč: 0,05W

• Delovna napetost: 15V

• Najvišja dovoljena napetost: 50 V

• Temperaturno območje delovanja: –55 — +125 ° C

2. SMD upori 0402:

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

• Razpon vrednosti: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Dovoljeno odstopanje od nominalne: 1% (F); 5 % (J)

• Nazivna moč: 0,062W

• Delovna napetost: 50V

• Najvišja dovoljena napetost: 100 V

• Temperaturno območje delovanja: –55 — +125 ° C

3.SMD upori 0603:

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

• Razpon vrednosti: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Dovoljeno odstopanje od nominalne: 1% (F); 5 % (J)

• Nazivna moč: 0,1W

• Delovna napetost: 50V

• Najvišja dovoljena napetost: 100 V

• Temperaturno območje delovanja: –55 — +125 ° C

4. SMD upori 0805:

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

• Razpon vrednosti: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Dovoljeno odstopanje od nominalne: 1% (F); 5 % (J)

• Nazivna moč: 0,125W

• Delovna napetost: 150V

• Najvišja dovoljena napetost: 200 V

• Temperaturno območje delovanja: –55 — +125 ° C

5. SMD upori 1206:

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

• Razpon vrednosti: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Dovoljeno odstopanje od nominalne: 1% (F); 5 % (J)

• Nazivna moč: 0,25W

• Delovna napetost: 200V

• Najvišja dovoljena napetost: 400 V

• Temperaturno območje delovanja: –55 — +125 ° C

6. SMD upori 2010:

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

• Razpon vrednosti: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Dovoljeno odstopanje od nominalne: 1% (F); 5 % (J)

• Nazivna moč: 0,75W

• Delovna napetost: 200V

• Najvišja dovoljena napetost: 400 V

• Temperaturno območje delovanja: –55 — +125 ° C

7. SMD upori 2512:

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

• Razpon vrednosti: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Dovoljeno odstopanje od nominalne: 1% (F); 5 % (J)

• Nazivna moč: 1W

• Delovna napetost: 200V

• Najvišja dovoljena napetost: 400 V

• Temperaturno območje delovanja: –55 — +125 ° C

Kot lahko vidite, se s povečanjem velikosti upora čipa nazivna disipacija moči poveča v spodnji tabeli, ta odvisnost je bolj jasno prikazana, kot tudi geometrijske dimenzije drugih vrst uporov:

Tabela 1 - Označevanje uporov SMD

Odvisno od velikosti se lahko uporabi ena od treh vrst oznak moči upora. Obstajajo tri vrste oznak:

1. S 3 številkami. V tem primeru prva dva pomenita število ohmov, zadnja številka pa ničle. Tako so označeni upori serije E-24 z odstopanjem od nazivne vrednosti (toleranca) 1 ali 5%. Standardna velikost uporov s to oznako je 0603, 0805 in 1206. Primer takšne oznake: 101 = 100 = 100 Ohm

Slika 2 je slika upora SMD z nazivno vrednostjo 10.000 Ohm, znanega tudi kot 10 kOhm.

 2. S 4 znaki. V tem primeru prve 3 števke označujejo število ohmov, zadnja pa število ničel. Tako so opisani upori serije E-96 s standardnimi velikostmi 0805, 1206. Če je v oznaki prisotna črka R, igra vlogo vejice, ki ločuje cela števila od ulomkov. Tako oznaka 4402 pomeni 44.000 ohmov ali 44 kOhm.

Slika 3 — Slika 44 kΩ SMD upora

3. Označevanje s kombinacijo 3 znakov — številk in črk. V tem primeru sta prva 2 znaka številki, ki označujeta kodirano vrednost upora v ohmih. Tretji znak je množitelj. Tako so upori standardne velikosti 0603 označeni iz uporov serije E-96, z dovoljenim odstopanjem 1%. Prevod črk v faktor se izvede v naslednjem vrstnem redu: S = 10 ^ -2; R = 10^-1; B = 10; C = 10 ^ 2; D = 10^3; E = 104; F = 10^5.

Dekodiranje kod (prva dva znaka) se izvede v skladu s spodnjo tabelo.

Tabela 2 — kode za dekodiranje za označevanje uporov SMD

Slika 4 — upor s trimestno oznako 10C, če uporabite tabelo in dano število faktorjev, potem je 10 124 Ohm, C pa faktor 10 ^ 2, kar je enako 12 400 Ohm ali 12,4 kOhm.

Glavni parametri uporov

V idealnem uporu se upošteva le njegov upor. V resnici je situacija drugačna - upori imajo tudi parazitske induktivno-kapacitivne komponente.Spodaj je ena možnost za enakovredno uporovno vezje:

Slika 5 — Ekvivalentno uporno vezje

Kot lahko vidite na diagramu, obstajajo tako kondenzatorji (kondenzatorji) kot induktivnost. Njihova prisotnost je posledica dejstva, da ima vsak prevodnik določeno induktivnost, skupina prevodnikov pa ima parazitno kapacitivnost. V uporu so ti povezani z lokacijo njegove uporovne plasti in njeno zasnovo.

Ti parametri se običajno ne upoštevajo v enosmernih in nizkofrekvenčnih tokokrogih, lahko pa imajo pomemben vpliv v visokofrekvenčnih radijskih prenosnih tokokrogih in v stikalnih napajalnikih, kjer tokovi tečejo s frekvencami od deset do sto kHz. V takih vezjih lahko vsaka parazitska komponenta, v mesu nepravilne napeljave prevodnih poti tiskanega vezja, onemogoči delovanje.

Induktivnost in kapacitivnost sta torej elementa, ki vplivata na impedanco in robove tokov in napetosti kot funkcijo frekvence. Najboljši glede frekvenčnih karakteristik so elementi za površinsko montažo zaradi popolnoma enake majhnosti.

Slika 6 - Graf prikazuje razmerje med celotno upornostjo upora in aktivnim uporom pri različnih frekvencah

Impedanca vključuje tako aktivni upor kot parazitsko induktivnost in kapacitivnost. Graf prikazuje padec impedance z naraščajočo frekvenco.

Zasnova upora

Upori za površinsko montažo so poceni in priročni za avtomatsko sestavljanje elektronskih naprav na tekočem traku. Vendar pa niso tako enostavni, kot se zdijo.

Slika 7 — Notranja zgradba upora SMD

Upor temelji na substratu iz Al2O3 — aluminijevega oksida.Je dober dielektrik in material z dobro toplotno prevodnostjo, kar je enako pomembno, saj se med delovanjem vsa moč upora sprosti v toploto.

Kot uporovni sloj se uporablja tanek kovinski ali oksidni film, na primer krom, rutenijev dioksid (kot je prikazano na zgornji sliki). Lastnosti uporov so odvisne od materiala, iz katerega je ta film sestavljen.Uporovni sloj posameznih uporov je film debeline do 10 mikronov, izdelan iz materiala z nizkim TCR (temperaturnim koeficientom upora), kar daje visoko temperaturno stabilnost. parametrov in možnost ustvarjanja visoko natančnih elementov, primer takega materiala je konstantan, vendar ocene takšnih uporov redko presegajo 100 ohmov.

Uporne blazinice so oblikovane iz niza plasti. Notranja kontaktna plast je izdelana iz dragih materialov, kot sta srebro ali paladij. Vmesni del je izdelan iz niklja. In zunanji je svinčev kositer. Ta oblika je posledica potrebe po zagotavljanju visoke adhezije (kohezije) plasti. Od njih sta odvisna zanesljivost stikov in hrup.

Za zmanjšanje parazitskih komponent pridejo do naslednjih tehnoloških rešitev pri oblikovanju uporovnega sloja:

Slika 8 — Oblika uporovne plasti

Namestitev takšnih elementov se izvaja v pečeh in v radioamaterskih delavnicah s spajkalnikom, to je s tokom vročega zraka. Zato je pri njihovi izdelavi pozoren na temperaturno krivuljo ogrevanja in hlajenja.

Slika 9 — krivulja ogrevanja in hlajenja pri spajkanju SMD uporov

zaključki

Uporaba nadometnih komponent je pozitivno vplivala na težo in dimenzije elektronske opreme ter na frekvenčne karakteristike elementa. Sodobna industrija proizvaja večino običajnih elementov v modelih SMD. Vključno z: upori, kondenzatorji, diode, LED, tranzistorji, tiristorji, integrirana vezja.