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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Elektronische Bauteile für die Oberflächenmontage. Vergleichsdaten
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Referenzmaterialien Aufgrund ihrer Vorteile wird die Oberflächenmontage in der modernen Elektronik häufig eingesetzt. In den letzten Jahren haben auch Funkamateure begonnen, diese Art der Installation zu nutzen – solche Designs tauchen immer häufiger auf den Seiten von Radio auf. Von den elektrischen Eigenschaften her entsprechen elektronische Bauteile für die Oberflächenmontage (SM) in den meisten Fällen ihren herkömmlichen Pendants und unterscheiden sich lediglich in der Gestaltung der Anschlüsse. Der Zweck dieses Artikels besteht darin, den Lesern die Palette der derzeit beliebtesten oberflächenmontierten Funkkomponenten und deren Kennzeichnung vorzustellen, damit Funkamateure diese Komponenten (im Ausland werden sie als Surface Mounted Device - SMD bezeichnet) sicherer in ihrem Gerät verwenden können Entwicklungen. Am interessantesten sind in dieser Hinsicht Elemente mit zwei Anschlüssen – PM-Widerstände, PM-Kondensatoren, PM-Dioden usw. –, da sie bei der Herstellung einer Leiterplatte keine Probleme bereiten. Es ist schwieriger, eine Leiterplatte für Transistoren, Mikroschaltungen und andere mehrpolige Teile herzustellen, dafür gibt es jedoch geeignete Techniken (z. B. die Verwendung von Schablonen). Bei der Wahl der Montageart ist zu berücksichtigen, dass die geringen Abmessungen der PM-Teile und dementsprechend die geringen Abstände zwischen den Kontaktpads dafür auf der Platine die zulässige Betriebsspannung des Gerätes begrenzen. Deshalb lassen sich Komponenten, die mit hohen Spannungen betrieben werden, am besten mit konventioneller Installation betreiben. Die Miniaturität vieler PM-Teile verursacht verständlicherweise Probleme bei der Kennzeichnung. Hierfür gibt es spezielle Standards, die jedoch nur beratenden Charakter haben, sodass viele Unternehmen eigene Kennzeichnungssysteme verwenden oder Produkte überhaupt nicht kennzeichnen. Für besonders kleine Teile, wie zum Beispiel Widerstände, ist das Fehlen einer Kennzeichnung legalisiert. Es ist nicht üblich, Nennleistungsbezeichnungen für Keramikkondensatoren mit kleiner Kapazität zu verwenden (obwohl es dafür Standards gibt). All dies führt zu Komplikationen bei der Reparatur importierter Geräte. Die geringe Größe von PM-Komponenten erfordert viel mehr Sorgfalt und Präzision beim Einbau als herkömmliche. Der Lötkolben muss mit einem Temperaturregler ausgestattet sein. Aufgrund einer Überhitzung des Teils kann es zu einem Kontaktverlust mit den Anschlüssen kommen. Da dies kaum zu bemerken ist, gestaltet sich die Fehlerbehebung als sehr arbeitsintensiv. Widerstände Das Aussehen eines permanenten PM-Widerstands ist in Abb. dargestellt. 1 (in dieser und anderen Abbildungen sind die Pins grau hervorgehoben).
Die Größenbezeichnung besteht aus vier Zahlen (Tabelle 1). Die ersten beiden entsprechen ungefähr der Länge L im akzeptierten Maßsystem (entweder metrisch oder Zoll), und die letzten beiden entsprechen der Breite W. Für Funkamateure sind die Größen 0805 und 1206 von größtem Interesse.
Eine Reihe von Unternehmen verwenden „persönliche“ Bezeichnungen für Widerstandsgrößen. Tabelle 2 stellt einige davon vor. XNUMX.
Zur Angabe des Widerstandswertes wird üblicherweise eine weit verbreitete digitale Markierung verwendet, bei der die ersten Ziffern den Wert darstellen und die letzte als Multiplikator (ein Exponent von 10) dient. Widerstände mit Toleranzen von ±20, ±10 und ±5 % sind mit drei Zahlen gekennzeichnet, bei einer Toleranz von ±1 % und genauer mit vier. Für Widerstände mit einem Widerstandswert von weniger als 10 Ohm und einer Toleranz von ±5 % oder mehr genügen zwei Zahlen, zwischen denen der Buchstabe R steht; Wenn die Widerstandstoleranz ±1 % oder weniger beträgt, sind drei Ziffern erforderlich und der Buchstabe R wird vor der letzten Ziffer platziert. Kennzeichnungsbeispiele: 472 = 47-102 Ohm = 4700 Ohm = 4,7 kOhm; 105=10-105Ohm = 1Ohm = 000 MOhm; 000 = 1-3482 = 348 Ohm = 102 kOhm; 34800R34,8 = 8 Ohm. Für Widerstände mit einem Widerstandswert von 2 Ohm und mehr ist es sinnvoll, eine einfache Regel anzuwenden: Den signifikanten Ziffern muss eine Anzahl von Nullen zugewiesen werden, die der letzten Ziffer entspricht. Widerstände der Größe 0603 (1608) mit einer Toleranz von ±1 % oder weniger haben eine Codemarkierung aus zwei Zahlen und einem Buchstaben, die in der Tabelle angegeben sind. 3. Die signifikanten Ziffern des Nennwerts werden durch den digitalen Bezeichnungscode und der Multiplikator durch den Buchstabencode (letzte beiden Spalten) bestimmt. Beispiel: 53C = 348·102Ohm = 34,8 kOhm.
Zusätzlich zu den Widerständen stellen sie Kontaktbrücken in mehreren Standardgrößen her, die als widerstandslose Widerstände betrachtet werden können. Solche Jumper für die Oberflächenmontage sind praktischer als diejenigen, die bei herkömmlichen Drahtbrücken verwendet werden. Die gängigsten Pullovergrößen sind 0805 (2012) und 1206 (3216). Jumper sind immer gleich gekennzeichnet – LLC. Wenn die Platine des zu entwickelnden Geräts oberflächenmontierte Elemente verwenden soll, ist die Verwendung abgestimmter PM-Widerstände mehr als ratsam. Die einzigen Ausnahmen können die relativ seltenen Fälle sein, in denen der Widerstand drahtbasiert sein muss. Tatsache ist, dass die Industrie ausschließlich drahtlose PM-Trimmwiderstände herstellt. Im Design unterscheiden sich PM-Abstimmwiderstände kaum von herkömmlichen. Auf der isolierenden (meist keramischen) Basis wird eine Widerstandsbahn in Form eines offenen Rings aus einem Verbundwerkstoff einer speziellen Zusammensetzung aufgebracht. An den Enden der Schiene sind die Anschlüsse in Form dünner Metallstreifen verstärkt, die den Rand des Sockels bedecken. Bei der Montage werden diese Pins mit den Leiterbahnen der Leiterplatte verlötet. Ein auf einem Rotormotor montierter Kontakt gleitet entlang der Widerstandsbahn, die mit einem speziellen Miniaturschraubendreher gedreht wird. Als Beispiel in Abb. In Abb. 2 und 3 zeigen schematisch eine Gesamtansicht von zwei Arten von Trimmwiderständen von Bourns – 3303W-3 bzw. 3314Z-2. Ihre Rotordrehachse steht senkrecht zur Platine. Sie produzieren auch Designversionen von Widerständen, bei denen die Drehachse des Rotors parallel zur Platine verläuft.
Der Drehwinkel des Motors von Schloss zu Schloss ist je nach Widerstandstyp unterschiedlich und liegt üblicherweise im Bereich von 210...270 Grad. Das Sortiment dieser Widerstände umfasst auch Multiturn-Widerstände. Achten Sie beim Kauf eines Widerstands auf die maximal zulässige Anzahl von Einstellzyklen (ein Zyklus – Drehen des Motors von Anschlag zu Anschlag und zurück). Bei einigen Widerstandstypen überschreitet diese Zahl 10 nicht. Der Standardwertbereich der von führenden Unternehmen hergestellten Trimmwiderstände ist recht breit. Insbesondere bietet Bourns Entwicklern Widerstände mit maximalen Widerständen von 10, 20, 50, 100, 200, 500 Ohm, 1, 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 200, 250, 500 kOhm und 1 MOhm an. Die Nennwerte sind mit einem Code gekennzeichnet. Der Code ist derselbe wie bei Dauerwiderständen: Die ersten beiden Ziffern sind aussagekräftig und die dritte ist die Anzahl der Nullen (das Ergebnis wird in Ohm angegeben). Aufgrund der Tatsache, dass auf dem Körper des Abstimmwiderstands häufig nicht genügend Platz vorhanden ist, um auch nur drei Zeichen des Wertcodes unterzubringen, wurden spezielle Codes mit weniger Zeichen entwickelt. Daher verwenden die Unternehmen Nidec und Bourns einen zweistelligen Zahlencode, der in der Tabelle aufgeführt ist. 4.
Zur Typbezeichnung bei der Bestellung von Produkten verwendet jedes Unternehmen in der Regel ein eigenes System. Die Bezeichnung des gleichnamigen Unternehmens Bourns besteht aus fünf Elementen. Die erste besteht aus vier Zahlen, die den Gruppentyp angeben; Es folgt ein Buchstabe, der die Verpackungsmerkmale des fertigen Produkts angibt (dies gilt für die Installation vom Band mit automatischen Geräten in einer Produktionsumgebung). Dann, durch einen Bindestrich getrennt, eine Zahl, die die Konstruktionsmerkmale des Motors charakterisiert (1 – mit einem Schlitz für einen normalen Schraubendreher, 2 – eine kreuzschlitzförmige Aussparung für einen Kreuzschlitzschraubendreher, 3 – ein Low-Profile-Motor mit Rotation mit einem Kreuzschlitzschraubendreher). Als nächstes folgt, durch einen Bindestrich getrennt, ein dreistelliger Code für den Widerstandswert und ein Buchstabe, der die Reliefmerkmale des Verpackungsbandes angibt. Kondensatoren Für die Oberflächenmontage werden Keramik- und Oxidkondensatoren hergestellt. Das Aussehen von Keramik-Permanentkondensatoren ist in Abb. dargestellt. 4 und in der Tabelle. 5 - ihre Standardgrößen. Das Prinzip der Markierung von Keramikkondensatoren ist das gleiche wie das von Widerständen, Sie müssen das Ergebnis lediglich durch Pikofarad anstelle von Ohm ersetzen.
Es ist auch möglich, mit einem speziellen Code bestehend aus einem oder zwei Buchstaben und einer Zahl zu kennzeichnen. Der erste Buchstabe der beiden gibt nur den Hersteller an. Der zweite Buchstabe entspricht der Kapazität (siehe Tabelle 6) und die Zahl gibt den Grad des Faktors 10 an. Beispiel: S3=4f7-103pF.
In der Praxis sind die meisten hergestellten Permanentkeramik-PM-Kondensatoren nicht gekennzeichnet. Und wenn ihre Kapazität durch Messung bestimmt werden kann, können die TKE-Gruppe und die Nennspannung nur anhand der Begleitdokumentation ermittelt werden (diese muss beim Verkäufer vorliegen). In Wirklichkeit liegt sie im Bereich von 6...100 V (bei einigen Typen „großer“ Kondensatoren bis zu 500 V). Da PM-Kondensatoren hauptsächlich in Niederspannungsgeräten eingesetzt werden, stellt sich die Frage nach ihrer Nennspannung in der Regel nicht. Neben permanenten Kondensatoren stellt die Industrie auch keramische Abstimmkondensatoren her. Das Aussehen der beliebtesten davon – TZC03 und TZBX4 – ist in Abb. dargestellt. 5, a, b, bzw.
Diese Kondensatoren haben eine Keramikscheibe zwischen den Platten und das Gehäuse (Basis) besteht aus Kunststoff. Die Grenzen der Kapazitätsänderung liegen zwischen 1...3 und 14...70 pF. Die wichtigsten technischen Eigenschaften dieser Kondensatoren sind in der Tabelle zusammengefasst. 7.
Oxid-Permanentkondensatoren für die Oberflächenmontage werden in zwei Gruppen unterteilt: Tantal und Aluminium. Tantalkondensatoren sind in einem rechteckigen Gehäuse untergebracht (Abb. 6). Der Pluspol auf der Vorderseite des Gehäuses ist durch einen kontrastierenden Streifen (dunkel oder hell) gekennzeichnet, der quer über das Gehäuse angebracht ist.
Die Standardgrößen von Kondensatoren und ihre Bezeichnungen sind in der Tabelle zusammengefasst. 8, und von einigen Unternehmen verwendete „personenbezogene“ Bezeichnungen sind in der Tabelle aufgeführt. 9.
Die Kennzeichnung von Kondensatoren der Größen A und B besteht aus einem Buchstaben und drei Zahlen. Der Buchstabe gibt die Nennspannung des Kondensators gemäß Tabelle an. Bei 10 stehen die ersten beiden Ziffern für die Kapazität in Pikofarad und die dritte für die Zehnerpotenz, die einen Multiplikator darstellt. Auf dem Gehäuse von Kondensatoren „großer“ Standardgrößen sind Kapazität und Spannung ohne Codierung angegeben. So entspricht beispielsweise die Aufschrift 10 10V einer Kapazität von 25 µF und einer Spannung von 10 V.
Die Kapazität der hergestellten Kondensatoren liegt zwischen 0,1 und 100 µF (Serie E6), die zulässige Abweichung vom Nennwert beträgt ±20 %. Nennspannung - 4, 6,3, 10, 16, 20, 25, 35 und 50 V. Das Aussehen von Aluminiumkondensatoren ist in Abb. 7 dargestellt. XNUMX.
Sie werden nach Durchmesser D klassifiziert (Tabelle 11).
Bei diesen Kondensatoren ist der Pluspol wie bei Tantalkondensatoren mit einem Streifen in einer kontrastierenden Farbe – hell oder dunkel – gekennzeichnet. Kapazität und Nennspannung sind meist direkt auf dem Gehäuse vermerkt, z. B. 10 16V entspricht 10 µF, 16 V. Manchmal wird stattdessen auch eine Codebezeichnung bestehend aus einem Buchstaben und drei Zahlen verwendet. Der Buchstabe gibt die Spannung an (Tabelle 12) und die Zahlen geben die Kapazität in Picofarad und den Grad des Multiplikators von 10 an. Die A475-Kennzeichnung bedeutet also eine Kapazität von 4,7 μF und eine Spannung von 10 V.
Kondensatoren werden mit Kapazitäten von 0,1 bis 1000 μF (Serie E6) mit einer zulässigen Abweichung vom Nennwert von ±20 % hergestellt; Die Nennspannungen betragen 4, 6,3, 10, 16, 25, 35 und 50 V. Dioden Bei den diskreten Halbleiterbauelementen, die für die Oberflächenmontage vorgesehen sind, ergibt sich der eigentliche Effekt bei Amateurfunkgeräten aus der Verwendung von Komponenten mit nur zwei Anschlüssen – Dioden, Zenerdioden, Varicaps usw. Bei der Verwendung von PM-Transistoren werden Sie höchstwahrscheinlich mehr Nachteile haben als Vorteile. Wir möchten Sie daran erinnern, dass die vollen Vorteile der Oberflächenmontage nur unter den Bedingungen der fabrikmäßigen Massenproduktion zum Tragen kommen. Es ist bekannt, dass Dioden wie andere Halbleiterbauelemente in zwei Schritten hergestellt werden. Im ersten Schritt wird das Gerät selbst (der sogenannte Kristall) hergestellt und im zweiten Schritt in das Gehäuse eingebaut. Die Eigenschaften von Halbleiterbauelementen hängen mit Ausnahme der Verlustleistung natürlich nicht von dem spezifischen Gehäuse ab, in dem sie montiert sind. Mit anderen Worten: Wenn passive Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren, Drosseln usw. direkt entweder in „konventioneller“ Bauweise oder für PM hergestellt werden, wird die Art der Halbleiterbauelemente erst beim „Verpacken“ dieser Bauelemente bestimmt in ein Paket. Daher ist es in Bezug auf Halbleiterbauelemente (und insbesondere Dioden) richtiger, nicht die Geräte selbst, sondern deren Gehäuse zu berücksichtigen. Natürlich gibt es Geräte, die nur in einem Gehäusetyp produziert werden, aber das bedeutet nur, dass die Hersteller es nicht für ratsam halten, sie in anderen Gehäusen zu montieren. Bisher wurden sehr viele Gehäusetypen für PMs entwickelt, so dass es nahezu unmöglich ist, vollständige Informationen über alle weltweit hergestellten Gehäuse bereitzustellen. Der Zweck dieses Artikels ist bescheidener – er soll einen allgemeinen Überblick über die häufigsten davon geben. Hinsichtlich der Markierung ähneln Halbleiterbauelemente für PM den herkömmlichen. Wenn der Körper zu klein ist und nicht genügend Platz für vollständige Markierungen vorhanden ist, wird eine verkürzte Markierung verwendet; manchmal fehlt es völlig. Für ihre Bezeichnungen gibt es keinen einheitlichen internationalen Standard, sondern nur nationale Standards. Sie sind jedoch nicht verpflichtend, daher verwenden viele Unternehmen ihre „personenbezogenen“ Bezeichnungen. Professionelle Entwickler nutzen in der Regel Markenkataloge, die detaillierte Informationen zu ihren Produkten liefern. Amateurfunkentwickler müssen sich mit Katalogen von Firmen begnügen, die Funkkomponenten verkaufen, oder im Internet nach den notwendigen Informationen suchen. Probleme mit der Bezeichnung von Funkelementen führen zu erheblichen Schwierigkeiten bei der Reparatur importierter Geräte und es fehlen meist Schaltpläne. Selbst wenn ein fehlerhaftes Element, beispielsweise ein Transistor, identifiziert werden konnte, ist es häufig nicht möglich, seinen Typ und einen möglichen Austausch zu bestimmen. Manchmal tun Gerätehersteller dies aus offensichtlich kommerziellen Gründen – um ihre Servicezentren nicht arbeitslos zu lassen, entfernen sie die Markierungen von gekauften Funkelementen mit großem Einsatz und bringen ihre eigene „Marken“-Markierung an, etwa A1 oder ähnliches. Um die Darstellung zu vereinfachen, meinen wir im Folgenden mit Dioden alle Arten von Halbleiterbauelementen mit zwei Anschlüssen. Eines der häufigsten Gehäuse – zylindrisches Glas – wird in zwei Versionen hergestellt: MELF (D0213AB; MLL41) und MiniMELF (SOD80; D0213AA; MLL34). Das Erscheinungsbild dieses Falles ist in Abb. dargestellt. 8, und die Abmessungen sind in der Tabelle. 13. Die Kathode der Diode ist mit einem dunklen kreisförmigen Streifen markiert. Der Diodentyp wird normalerweise durch direkte Markierungen auf dem Gehäuse angegeben, einige Unternehmen verwenden jedoch ihre eigenen „persönlichen“ Bezeichnungen.
Bei den SMA-, SMB- und SMC-Gehäusen handelt es sich um ein Parallelepiped aus Kunststoff mit Endplattenanschlüssen neben dem Gehäuse (Abb. 9) und darunter gebogen. Die Abmessungen der Gehäuse sind in der Tabelle zusammengefasst. 14. Der Buchstabe K in der Tabelle gibt die Länge des Teils jeder Klemme an, der sich unter dem Gehäuse befindet. Auf der Seite des Anodenanschlusses befindet sich am Diodenkörper eine Aussparung, die in ihrer Form derjenigen ähnelt, die bei Kunststoff-Mikroschaltungsgehäusen als Schlüssel bezeichnet wird – sie bezeichnet den ersten Anschluss.
Die Gehäuse SOD123 und SOD323 bestehen ebenfalls aus Kunststoff und haben die gleiche Form wie das SMA-SMC. Der Unterschied liegt in der Gestaltung der Leitungen (Abb. 10), plattenförmig, aber vom Körper weg gerichtet. Die Abmessungen der SOD123- und SOD323-Gehäuse sind in der Tabelle dargestellt. 15.
Die Polarität der Diode wird durch einen breiten Streifen in Kontrastfarbe bestimmt, der auf der kathodenseitigen Oberkante des Gehäuses angebracht ist. Hier ist auch die Kennzeichnung des Diodentyps angebracht. Neben Einzeldioden stellen Firmen Baugruppen aus zwei oder vier Dioden her. Die einfachsten Baugruppen aus zwei Dioden mit einem gemeinsamen Anschluss werden normalerweise in weit verbreitete Transistorgehäuse mit drei Anschlüssen SOT23 (Abb. 11) „gepackt“, deren Anschlüsse die gleiche Form wie die von SOD123, SOD323 haben. Die gemeinsame Elektrode der Baugruppe (meistens die Kathode) ist normalerweise mit Pin 3 verbunden. In einem solchen Gehäuse wird manchmal eine einzelne Diode platziert – in diesem Fall bleibt einer der Pins frei.
Die Pinbelegung von Dioden und Baugruppen stellt in der Regel kein Problem dar – Kathode und Anode jeder einzelnen Diode lassen sich leicht mit einem Ohmmeter bestimmen. Bei Zenerdioden oder Varicaps kann es jedoch sein, dass das Ohmmeter stromlos ist. Diodenbrücken werden in vierpoligen DB- und MB-S-Gehäusen hergestellt, deren Aussehen in Abb. dargestellt ist. 12, und die Abmessungen sind in der Tabelle angegeben. 16. Schlussfolgerungen – die gleichen wie für die Fälle SOD 123 und SOD323. Die Pinbelegung der Brücke ist in der Regel direkt am Gehäuse angegeben.
Der Diodentyp ist normalerweise auf dem Gehäuse angegeben, aufgrund der geringen Größe werden die Markierungen jedoch häufig gekürzt. Einige Unternehmen verwenden ihre „personenbezogene“ Bezeichnung, auch in abgekürzter Form. Die elektrischen Eigenschaften von PM-Dioden sind in der Tabelle dargestellt. 17 und 18.
Im Tisch. 18 zusammengefasste Dioden und Diodenbaugruppen in einem SOT23-Gehäuse mit drei Anschlüssen. Autor: D.Turchinsky, Moskau
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