Резисторы в безвыводном исполнении (SMD), как и другие компоненты, требуют маркировки. По ней можно получить информацию о номинале резистора и его точности. Но в случае с СМД-компонентами проблемой становятся габариты. Нанести полное буквенно-цифровое обозначение на ограниченном пространстве невозможно. Маркировка в виде цветовых полос также не выход – разместить необходимое количество меток также не хватит места. Проблемой станет и определение первого знакоместа (откуда начинать считывание): утолщенная линия или смещение маркировки к одной из сторон также потребует дополнительного пространства. Поэтому для безвыводных элементов принята особая система обозначений.
Характеристики
Такие миниатюрные резисторы прекрасно подходят для поверхностного монтажа. Маркировка позволяет узнать типоразмер, мощность и сопротивление изделия.
По форме СМД-резисторы бывают прямоугольными, квадратными, круглыми, овальными, профиль – низкий. Низкопрофильные элементы размещаются на плате очень компактно и существенно экономят полезную площадь.
SMD-резисторы классифицируют по ряду параметров, таких как:
- Номинальное сопротивление
. Эта величина измеряется при определенных параметрах внешней среды, важнейшим из которых является температура. Обычно номинальным считается сопротивление, измеренное при температуре +20 °C и нормальном атмосферном давлении. - Допуск на номинальное сопротивление
. Возможные допуски – от 0,05 до +5 %. Наиболее популярные и доступные по цене детали с допусками +/-1 % и +/-5 %. Более точные модели приходится предварительно заказывать, и стоят они значительно дороже менее точных аналогов. - Температурный коэффициент изменения сопротивления (ТКС)
. Этот параметр характеризует обратимое относительное изменение сопротивления детали при колебании температуры на 1 °C. Температурные изменения детали возможны из-за перепадов температуры окружающей среди или саморазогрева резистора. Единица измерения этой величины – ppm. Современные SMD-резисторы производят с ТКС, значение которого находится в пределах +/-5…+/-200 ppm. Если для составления схемы используются детали одного производителя, то значения их номинальных сопротивлений и ТКС ближе друг к другу, чем это отражено в паспорте на каждую деталь. Поэтому использование деталей одного производителя позволяет улучшить точность схемы как при постоянной температуре, так и при ее изменениях. - Мощность рассеивания
. Этот параметр зависит от размера, его определяют по таблице.
Резисторные сборки
Рис. 8. Резисторная сборка 4609X-101-222LF
Резисторная сборка (resistors network, resistors array) представляет собой комбинацию из нескольких резисторов, размещенных в одном корпусе. Существует большое количество разных типов этих изделий, но, к сожалению, четкая система их классификации, как в литературе, так и у производителей отсутствует.
Резисторы внутри корпуса сборки могут быть не соединены между собой (Isolated) т. е. каждый резистор имеет два вывода на корпусе сборки, или сконфигурированы в определенную схему (Bussed). Часто встречаются изделия, у которых соединены между собой вывод 1 каждого резистора с подключением к одному общему пину сборки, а каждый второй вывод резисторов имеет свой собственный вывод на корпусе изделия. Кроме того, можно встретить сборки с последовательным, последовательно- параллельным и другими видами соединений резисторов внутри корпуса. Сборки можно классифицировать по количеству входящих в них резисторов, по величине допуска, максимальному рабочему напряжению, мощности рассеивания, типоразмеру, по типу монтажа (SMD и выводной) и т.д. Эти компоненты очень удобно использовать в схемах АЦП и ЦАП, применять качестве делителей напряжения, использовать в компьютерной технике, потребительской электронике и т.д.
Примеры
- серия 4600X от Bourns с рабочим напряжением до 100В
Рис. 9. Конфигурация резисторных сборок серии 4600X от Bourns
- серия CAY16 от Bourns в SMD корпусе типоразмера 1206 с изолированными резисторами
- серия 4114R-2 от Bourns — 14 выводных резисторов с одним общим выводом
Типовые размеры SMD-резисторов
Размеры и форму этих деталей определяет нормативный документ JEDEC. На корпус наносится маркировка, которая сообщает о длине и ширине резистора в дюймах. Это наиболее распространенный вариант, используемый производителями, поставщиками, продавцами.
Например, маркировка 0804 означает, что длина детали равна 0,08 дюйма, а ширина – 0,04 дюйма. В системе СИ размеры указываются в миллиметрах. Для перевода в миллиметры дюймы умножают на 2,54. Обозначение резистора 0804 в системе СИ – 2010. Длина – 2,0 мм, ширина – 1,0 мм.
Для подбора нужного вида детали, расшифровки кодов можно воспользоваться калькулятором SMD-резисторов или специальной программой «Резистор». С их помощью можно узнать номинальное сопротивление имеющегося резистора или, наоборот, выяснить, как выглядит маркирорвка для нужного номинала.
Каждый размер SMD-резистора имеет определенную максимальную рассеиваемую мощность.
Мощность (Вт) | ||
0201 | 0,6 | 0,05 |
0402 | 1,1 | 0,062 |
0603 | 1,6 | 0,1 |
0805 | 2,1 | 0,125 |
1206 | 3,1 | 0,25 |
Рассеиваемая мощность
Если через резистор проходит электрический ток, электрическая энергия преобразуется в тепловую и резистор нагревается. Тепло рассеивается в окружающую среду. Причем, тепловая энергия должна быть передана в окружающую среду так, чтобы температура резистора и окружающих его элементов оставалась в пределах нормы. Мощность, выделяемая на резисторе, определяется по формуле:
Здесь V
— напряжение в вольтах на резисторе сопротивлениемR
в омах,
I
— протекающий через резистор ток в амперах. Мощность, которую резистор может рассеивать без ухудшения параметров в течение длительного периода времени, называется
предельной рассеиваемой мощностью
. В общем случае, чем больше корпус резистора, тем большую мощность может он рассеивать. Выпускаются резисторы различной мощности и можно встретить резисторы от 0,01 Вт до сотен ватт. Углеродистые резисторы обычно выпускаются мощностью 0,125–2 Вт.
Резисторы с цветовой кодировкой мощностью 0,125, 0,25, 0,5 и 1 Вт в компьютерном блоке питания
Типы маркировки SMD-резисторов
Резисторы для поверхностного монтажа – детали очень маленьких размеров, поэтому стандартная система, применяемая на проволочных сопротивлениях, для данного случая не подходит. Детали 0402 не маркируются, а резисторы остальных типоразмеров обозначаются различными, специально для них разработанными способами. Выбор конкретного варианта зависит от типоразмера и допуска.
Маркировка из трех или четырех цифр
Резисторы с допусками 2 %, 5 %, 10 % всех типоразмеров имеют обозначения, в которых первые две или три цифры характеризуют численное значение номинального сопротивления. Последняя – это множитель, показывающий, в какую степень необходимо возвести 10, чтобы получить окончательный результат. Например, 103 означает номинал 10 000 Ом или 10 кОм.
В обозначении резисторов с номинальным сопротивлением менее 10 Ом используется буква R, которая ставится на месте десятичной запятой. Например, 0R5 – обозначает номинальное сопротивление 0,5 Ом.
Маркировка из двух цифр и одной буквы
Этот вариант применяется для прецизионных (очень точных деталей с допуском по сопротивлению 1 % и менее), которые отличаются очень маленькими габаритами. Их маркируют в соответствии со стандартом EIA-96.
Такая маркировка состоит из двух элементов:
- цифры – характеризуют код номинального сопротивления резистора;
- буква – определяет множитель, показывающий степень, в которую необходимо возвести 10, чтобы получить конечный результат.
Маркировка с цифрами в начале и буквой после них может использоваться для деталей с допусками 2 %, 5 %, 10 %. Расшифровка таких маркировок осуществляется по таблицам.
Терморезисторы типоразмеров 0805 и 0603
NTC Термисторы EWTF05 Номиналом: 10 кОм, 22 кОм, 47 кОм, 100 кОм. | NTC Термисторы EWTF03 Номиналом: 10 кОм, 22 кОм, 47 кОм, 100 кОм. |
Маркировка сопротивлений SMD резисторов ряда E24 с отклонением номинала 5%
Маркир. | Номинал | I | Маркир. | Номинал | I | Маркир. | Номинал | I | Маркир. | Номинал |
0 | 0 Ом | I | I | I | ||||||
1R0 | 1 Ом | I | 101 | 100 Ом | I | 102 | 1кОм | I | 104 | 100кОм |
1R1 | 1,1 Ом | I | 111 | 110 Ом | I | 112 | 1,1кОм | I | 114 | 110кОм |
1R2 | 1,2 Ом | I | 121 | 120 Ом | I | 122 | 1,2кОм | I | 124 | 120кОм |
1R3 | 1,3 Ом | I | 131 | 130 Ом | I | 132 | 1,3кОм | I | 134 | 130кОм |
1R5 | 1,5 Ом | I | 151 | 150 Ом | I | 152 | 1,5кОм | I | 154 | 150кОм |
1R6 | 1,6 Ом | I | 161 | 160 Ом | I | 162 | 1,6кОм | I | 164 | 160кОм |
1R8 | 1,8 Ом | I | 181 | 180 Ом | I | 182 | 1,8кОм | I | 184 | 180кОм |
2R0 | 2,0 Ом | I | 201 | 200 Ом | I | 202 | 2,0кОм | I | 204 | 200кОм |
2R2 | 2,2 Ом | I | 221 | 220 Ом | I | 222 | 2,2кОм | I | 224 | 220кОм |
2R4 | 2,4 Ом | I | 241 | 240 Ом | I | 242 | 2,4кОм | I | 244 | 240кОм |
2R7 | 2,7 Ом | I | 271 | 270 Ом | I | 272 | 2,7кОм | I | 274 | 270кОм |
3R0 | 3,0 Ом | I | 301 | 300 Ом | I | 302 | 3,0кОм | I | 304 | 300кОм |
3R3 | 3,3 Ом | I | 331 | 330 Ом | I | 332 | 3,3кОм | I | 334 | 330кОм |
3R6 | 3,6 Ом | I | 361 | 360 Ом | I | 362 | 3,6кОм | I | 364 | 360кОм |
3R9 | 3,9 Ом | I | 391 | 390 Ом | I | 392 | 3,9кОм | I | 394 | 390кОм |
4R3 | 4,3 Ом | I | 431 | 430 Ом | I | 432 | 4,3кОм | I | 434 | 430кОм |
4R7 | 4,7 Ом | I | 471 | 470 Ом | I | 472 | 4,7кОм | I | 474 | 470кОм |
5R1 | 5,1 Ом | I | 511 | 510 Ом | I | 512 | 5,1кОм | I | 514 | 510кОм |
5R6 | 5,6 Ом | I | 561 | 560 Ом | I | 562 | 5,6кОм | I | 564 | 560кОм |
6R2 | 6,2 Ом | I | 621 | 620 Ом | I | 622 | 6,2кОм | I | 624 | 620кОм |
6R8 | 6,8 Ом | I | 681 | 680 Ом | I | 682 | 6,8кОм | I | 684 | 680кОм |
7R5 | 7,5 Ом | I | 751 | 750 Ом | I | 752 | 7,5кОм | I | 754 | 750кОм |
8R2 | 8,2 Ом | I | 821 | 820 Ом | I | 822 | 8,2кОм | I | 824 | 820кОм |
9R1 | 9,1 Ом | I | 911 | 910 Ом | I | 912 | 9,1кОм | I | 914 | 910кОм |
10R(100) | 10 Ом | I | 102 | 1кОм | I | 103 | 10кОм | I | 105 | 1МОм |
11R(110) | 11 Ом | I | 112 | 1,1кОм | I | 113 | 11кОм | I | 115 | 1,1МОм |
12R(120) | 12 Ом | I | 122 | 1,2кОм | I | 123 | 12кОм | I | 125 | 1,2МОм |
13R(130) | 13 Ом | I | 132 | 1,3кОм | I | 133 | 13кОм | I | 135 | 1,3МОм |
15R(150) | 15 Ом | I | 152 | 1,5кОм | I | 153 | 15кОм | I | 155 | 1,5МОм |
16R(160) | 16 Ом | I | 162 | 1,6кОм | I | 163 | 16кОм | I | 165 | 1,6МОм |
18R(180) | 18 Ом | I | 182 | 1,8кОм | I | 183 | 18кОм | I | 185 | 1,8МОм |
20R(200) | 20 Ом | I | 202 | 2,0кОм | I | 203 | 20кОм | I | 205 | 2,0МОм |
22R(220) | 22 Ом | I | 222 | 2,2кОм | I | 223 | 22кОм | I | 225 | 2,2МОм |
24R(240) | 24 Ом | I | 242 | 2,4кОм | I | 243 | 24кОм | I | 245 | 2,4МОм |
27R(270) | 27 Ом | I | 272 | 2,7кОм | I | 273 | 27кОм | I | 275 | 2,7МОм |
30R(300) | 30 Ом | I | 302 | 3,0кОм | I | 303 | 30кОм | I | 305 | 3,0МОм |
33R(330) | 33 Ом | I | 332 | 3,3кОм | I | 333 | 33кОм | I | 335 | 3,3МОм |
36R(360) | 36 Ом | I | 362 | 3,6кОм | I | 363 | 36кОм | I | 365 | 3,6МОм |
39R(390) | 39 Ом | I | 391 | 390 Ом | I | 393 | 39кОм | I | 395 | 3,9МОм |
43R(430) | 43 Ом | I | 431 | 430 Ом | I | 433 | 43кОм | I | 435 | 4,3МОм |
47R(470) | 47 Ом | I | 471 | 470 Ом | I | 473 | 47кОм | I | 475 | 4,7МОм |
51R(510) | 51 Ом | I | 511 | 510 Ом | I | 513 | 51кОм | I | 515 | 5,1МОм |
56R(560) | 56 Ом | I | 561 | 560 Ом | I | 563 | 56кОм | I | 565 | 5,6МОм |
62R(620) | 62 Ом | I | 621 | 620 Ом | I | 623 | 62кОм | I | 625 | 6,2МОм |
68R(680) | 68 Ом | I | 681 | 680 Ом | I | 683 | 68кОм | I | 685 | 6,8МОм |
75R(750) | 75 Ом | I | 751 | 750 Ом | I | 753 | 75кОм | I | 755 | 7,5МОм |
82R(820) | 82 Ом | I | 821 | 820 Ом | I | 823 | 82кОм | I | 825 | 8,2МОм |
91R(910) | 91 Ом | I | 911 | 910 Ом | I | 913 | 91кОм | I | 915 | 9,1МОм |
106 | 10МОм |
Резисторы или сопротивления, так же как и конденсаторы, являются самыми распространёнными компонентами электронных схем. Резисторы в исполнение для поверхностного монтажа изготавливаются посредством нанесения резистивной пасты на керамическую подложку и последующее ее спекание под воздействием высоких температур. На поверхности резистора как правило указывается номинал сопротивления в условном обозначении. Для увеличения рассеиваемой мощности и повышения стабильности характеристик керамическое основание может быть заменено на металлическое. SMD резисторы предназначены для автоматического монтажа и пайки посредством оплавления паяльной пасты в парогазовой фазе печи инфракрасного нагрева. Резисторы упаковываются в блистер ленту, которая в свою очередь наматывается на пластмассовую катушку.
Наряду с широкой номенклатурой пассивных компонентов: резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, дросселей, разъемов, переключателей, компания поставляет со склада активные компоненты: SMD транзисторы, SMD диоды, стабилитроны, светодиоды, микросхемы.
Что такое SMD-резистор – внутреннее устройство
Данный прибор состоит из керамической подложки с нанесенным на нее резистивным слоем из определенного материала и контактных площадок, а также защитного покрытия (полимер, смола, стекло). Сопротивление слоя зависит от типа материала и его толщины. Разные составляющие элементы могут быть выполнены из хрома, никеля, олова, оксидов рутения, серебра или палладия, а также различных сплавов.
В конструкцию СМД-резистора входят:
- Подложка, изготовленная из диэлектрика с хорошей теплопроводностью – оксида алюминия.
- Резистивный слой – тонкая металлическая (хромовая) или оксидная пленка (оксид рутения) толщиной до 10 мкм. Материал резистивного слоя имеет низкий ТКС, обеспечивающий стабильность параметров при изменении температуры и возможность изготавливать прецизионные резисторы. Для изготовления деталей номинальным сопротивлением менее 100 Ом для резистивного слоя используется константан. Резистивный элемент определяет большинство электрических свойств SMD-резистора.
- Контактные площадки. Их формируют из нескольких слоев. Внутренний слой изготавливают из драгметаллов – палладия или серебра. Промежуточный слой – никелевый, наружный – свинцово-оловянный. Использование этих материалов обеспечивает идеальную связанность слоев, которая определяет надежность контактов и уровень шумов.
Состав резистивного слоя, характер его обработки, технология нанесения на подложку чаще всего являются ноу-хау производителя и держатся в строжайшей тайне.
Классификация по изготовлению
Кроме типологии элементов по внешнему виду и месту установки, существует классификация по критериям производства.
Вводные компоненты сопротивления изготавливают:
- проволочными. В качестве резистивного компонента выступает проволока, наматываемую на сердечник. С целью уменьшить паразитную индуктивность, применяют бифилярный тип намотки. Проволоку подбирают из материалов, имеющих низкий резистивный температурный коэффициент, в том числе с невысоким удельным сопротивлением;
- металлопленочными. В качестве основного элемента сопротивления выступает металлическая пленка;
- композитными. В состав таких элементов входят сплавы.
Внимание!
Для изготовления SMD-резисторов используют металлическую пленку. Соответственно, деление идет на тонко и толстопленночные.
Элементы также деля на постоянные и переменные. По названию можно догадаться, что нагрузка первого остается неизменным на протяжении всего времени эксплуатации. У переменных компонентов показатель сопротивления меняют с помощью специального бегунка.
Технология поверхностного монтажа SMD-резисторов
Монтаж поверхностных резисторов в любительских мастерских осуществляется с помощью фена, а в производственных условиях происходит в специальных печах.
Этапы монтажа деталей на плату в серийном и массовом производстве:
- На плате размещают небольшие прокладки из серебра или золота, свинцово-оловянные пластины, на которых будут закрепляться SMD-компоненты.
- С помощью машины на подготовленные монтажные площадки наносится паяльная паста и смесь, состоящая из флюса и припоя.
- После подготовки печатной платы в устройство (Pick-машину) подаются компоненты в лотках, на рулонах ленты или в трубках. Затем машины размещают их на плате. Производительность оборудования может достигать 60 000 элементов в час.
- Собранная плата поступает в печь с температурой, достаточной для расплавления припоя.
- После извлечения из печи платы охлаждают и очищают от рассеянных частиц припоя.
Качество проверяют визуальным осмотром, в ходе которого определяют отсутствующие детали и степень очистки.
Разработка и внедрение технологии поверхностного монтажа (SMT) позволили автоматизировать процесс сборки плат и ускорить его, сделать проще, дешевле и эффективней. На практике может встречаться гибрид технологий поверхностного и сквозного монтажа.
Применение резисторов поверхностного монтажа положительно сказывается на массе и размерах радиоэлектронных устройств, на их частотных параметрах.