Особенности smd маркировки

О многослойных платах

Монтаж в аппаратуре с SMD компонентами часто бывает достаточно плотным. Поэтому и дорожек самим платам надо больше, чтобы при дальнейшей эксплуатации не возникало проблем. На одну поверхность все дорожки влезть не могут, потому и был разработан многослойный вариант плат.

В плате будет больше слоёв, если само оборудование применяют достаточно сложное. Прямо внутри платы размещаются сами дорожки, увидеть их практически невозможно. Платы компьютеров и мобильных телефонов — пример использования подобных технологий на практике.

Обратите внимание! При перегреве многослойных плат они просто вздуваются, как пузырь. Межслойные связи начинают рваться, из-за чего главный компонент выходит из строя

Правильно подобранная температура — самый важный фактор при любом ремонте.

Иногда применяют обе стороны печатной платы для работы. Из-за этого плотность монтажа становится в два раза больше. Ещё одно преимущество современных SMT технологий. Материала для производства таких компонентов тоже уходит в несколько раз меньше. Себестоимость благодаря такой конструкции уменьшают.

Допустимые схемы

Необходимые материалы и инструменты

Для того чтобы своими руками выполнять работы по впаиванию SMD-компонентов, понадобится наличие определенных инструментов и расходных материалов, к которым можно отнести следующие:

• паяльник для пайки SMD-контактов;
• пинцет и бокорезы;
• шило или игла с острым концом;
• припой;
• увеличительное стекло или лупа, которые необходимы при работе с очень мелкими деталями;
• нейтральный жидкий флюс безотмывочного типа;
• шприц, с помощью которого можно наносить флюс;
• при отсутствии последнего материала можно обойтись спиртовым раствором канифоли;
• для удобства паяния мастера пользуются специальным паяльным феном.

Использование флюса просто необходимо, и он должен быть жидким. В таком состоянии этот материал обезжиривает рабочую поверхность, а также убирает образовавшиеся окислы на паяемом металле. В результате этого на припое появляется оптимальная сила смачивания, и капля для пайки лучше сохраняет свою форму, что облегчает весь процесс работы и исключает образование «соплей». Использование спиртового раствора канифоли не позволит добиться значимого результата, да и образовавшийся белый налет вряд ли удастся убрать.

Очень важен выбор паяльника. Лучше всего подходит такой инструмент, у которого возможна регулировка температуры. Это позволяет не переживать за возможность повреждения деталей перегревом, но этот нюанс не касается моментов, когда требуется выпаивать SMD-компоненты. Любая паяемая деталь способна выдерживать температуру около 250–300 °С, что обеспечивает регулируемый паяльник. При отсутствии такого устройства можно воспользоваться аналогичным инструментом мощностью от 20 до 30 Вт, рассчитанным на напряжение 12–36 В.

Использование паяльника на 220 В приведет к не лучшим последствиям. Это связано с высокой температурой нагрева его жала, под действием которой жидкий флюс быстро улетучивается и не позволяет эффективно смачивать детали припоем.

Специалисты не советуют пользоваться паяльником с конусным жалом, так как припой трудно наносить на детали и тратится уйма времени. Наиболее эффективным считается жало под названием «Микроволна». Очевидным его преимуществом является небольшое отверстие на срезе для более удобного захвата припоя в нужном количестве. Еще с таким жалом на паяльнике удобно собирать излишки пайки.

Использовать припой можно любой, но лучше применять тонкую проволочку, с помощью которой комфортно дозировать количество используемого материала. Паяемая деталь при помощи такой проволочки будет лучше обработана за счет более удобного доступа к ней.

Преимущества SMD компонентов

Наиболее весомый аргумент в пользу частей SMD – это небольшие размеры. На нижних фотографиях можно наблюдать обычные резисторы и аналогичные такого формата:

Из-за незначительных размеров элементов SMD специалисты на единице площади могут размещать множество компонентов. Их будет гораздо больше, чем обычных выводных радиоэлементов. Поэтому плотность сборки возрастает, а размеры электронных конструкций становятся меньше. Т. к. компоненты SMD обладают куда меньшим весом, чем самые элементарные выводные радиоэлементы, то общая масса аппаратуры снижается в разы.

У обычных радиоэлементов всегда имеются паразитные параметры. К примеру, емкость или паразитная индуктивность. Ниже мы можем наблюдать эквивалентную схему обычного конденсатора. В нем:

• сопротивление диэлектрика находится между обкладками;
• R означает сопротивление выводов;
• L – это индуктивность между ними.

В частицах SMD подобных параметров очень мало, т. к. их размеры небольшие. Поэтому качество передачи легких сигналов становится значительно лучше. В схемах с высокими частотами возникает меньше помех. Это происходит при помощи маленьких значений соответствующих параметров.

Элементы SMD гораздо легче выпаивать. Для этой задачи будет нужна паяльная станция с феном. Выпаивание и запаивание можно изучить в интернете в тематических материалах и видеороликах

Важно знать – запаивать будет существенно сложнее. Компоненты на печатных платах располагают в производственных компаниях автоматические механизмы

На заводах вручную этим никто не занимается. Исключение составляют только радиолюбители и специалисты.

Программа для расшифровки SMD деталей

Благодаря специальным программам для техников и профессионалов проще определить, что за деталь находится перед специалистом. Приложение расшифровывает элементы маркировки, присутствующие на корпусе. После нажатия кнопки проверки легко получить краткую расшифровку основных характеристик. Некоторые решения поддерживают поиск информации на дополнительных сайтах.

1. Сначала вводят код SMD с упаковки.
2. Потом указывают наименование прибора.
3. Следующими используются кнопки для поиска относительно той или иной модели.
4. Пользователь может увидеть собранные данные, сохранить их и присвоить файлу определённое название.
5. Далее идёт выборка из базы компонентов, дающая описание производителя, типа корпуса, функционального назначения.
6. Если есть — отображается чертёж.
7. Назначение выводов компонента располагается в отдельной строке программы для расшифровки обозначений SMD деталей.

Возможные обозначения

Что это такое

SMD — сокращённое сочетание трёх терминов из английского языка — Surface Mounted Device. Расшифровывается понятие как «прибор, устанавливающийся на поверхности».

Различные элементы

Интересно. Например, у обычных радиодеталей ножки вставляются в отверстия на печатной плате. Потом с другой стороны проходит припой. SMD приборы отличаются тем, что просто накладываются на специальные контактные площадки, предусмотренные для этого. Припой организуют с этой же стороны.

Благодаря такому поверхностному монтажу появилась возможность уменьшить габариты и плотность элементов, расположенных на плате. Сама установка тоже стала проще. С такими технологиями легко справляются даже автоматизированные роботы. Автомат сам легко определяет, на каком месте расположить элемент. После этого происходят к разогреву площади посредством ИК. Либо поверхность обрабатывают лазером, пока не достигается температура плавления. После использования специальной монтажной пены процесс можно считать завершённым. С работой поможет и существующее обозначение СМД диодов.

Резисторы

Маркировка для полупроводников

На корпус прибора наносят точные сведения, чтобы покупатель мог сразу определить, какое приспособление перед ним

Это важно, учитывая, что внутри одного корпуса могут находиться мелкие детали, обладающие разными параметрами

Поэтому уделяют внимание определению SMD компонентов по их маркировке

Диоды

Обычное они снабжаются цветной маркировкой. По крайней мере, если корпус — цилиндрической формы. Изделия помечаются при помощи цветных полосок, в количестве одной или двух штук. Полоски легко отыскать у вывода катода, которым снабжаются диоды.

В прямоугольном корпусе устройства снабжаются примерно такими же обозначениями. Некоторые производители включают разные символы и цифры в свои обозначения.

Стабилитроны

Маркировка у них бывает как цветовой, так и символьной. Полоски для маркировки тоже располагаются ближе к выводам стабилитронов.

Предохранители

Светодиоды

Обычно SMD светодиоды не снабжаются дополнительной маркировкой. Исключение — для товаров-подделок с низким качеством. На них часто наносят разные символы, чтобы изделие смотрелось убедительнее. Есть цифровые обозначения, но они нужны, только чтобы увидеть размер прибора. Вся остальная информация размещается в сопроводительных документах. Немного по-другому выставлены требования к маркировке зарубежных смд диодов.

Главное — учесть, что некоторые приборы могут выпускаться в разных модификациях, с некоторыми отличиями по основным характеристикам. Даже при одном типоразмере разные светодиоды отличаются по цвету, цветовой температуре.

Маркировка и взаимозамена

Электронные компоненты для поверхностного монтажа прочно вошли в нашу жизнь и сегодня составляют не менее 70% от числа всех производимых про­мышленностью электронных приборов и устройств. Чтобы иметь представле­ние о виде этих приборов, достаточно открыть корпус любого современного устройства, например мобильного телефона. В далеком прошлом элементы SMD можно было увидеть разве что в наручных электронных часах и разработ­ках ВПК.

SMD (Surface Mounted Device) — это компоненты, предназначенные для поверхностного монтажа. SMD резисторы и конденсаторы выглядят как кирпичики.

Сегодня любой современный печатный монтаж, сделанный производствен­ным способом (то есть серийно), немыслим без этих электронных компонен­тов, имеющих малые размеры и поверхностный монтаж на плате. Поэтому они получили названия планарных элементов в SMD (SMT) корпусах. Эти эле­менты не очень популярны среди радиолюбителей именно из-за трудностей монтажа: используется технология насыщения, минимизация и интеграция до­рожек и мест для пайки элементов в печатном монтаже. А для ремонтников- профессионалов и опытных радиолюбителей SMD-элементы – основной рабо­чий материал.

SMD транзистор на схеме

Как по маркировке правильно определить тип установленного в плату SMD- прибора, быстро и точно найти замену, подскажет предлагаемый материал. Поскольку многие корпуса внешне похожи друг на друга, важнейшее значе­ние приобретают их размеры, а для идентификации прибора необходимо знать не только маркировку, но и тип корпуса.

Возможна ситуация, когда фирмы-производители в один и тот же корпус под одной и той же маркировкой помещают разные по назначению и электричес­ким характеристикам приборы. Так, фирма Philips помещает в корпус SOT-323 мини-транзистор n-p-n проводимости BC818W и маркирует его кодом Н6, а фирма Motorola в такой же корпус с точно такой же маркировкой Н6 помеща­ет р-п-р транзистор MUN5131T1.

Можно спорить о частоте таких совпадений, но они нередки и встречаются даже среди продукции одной фирмы. Так, у фирмы Siemens в корпусе SOT-23 (аналог КТ-46) с маркировкой 1А выпускают- ся транзисторы ВС846А и SMBT3904, естественно, с разными электрическими параметрами. Различить такие совпадения может только опытный человек по окружающим компонентам обвески и схеме включения.

К сожалению, иногда путаница наблюдается и с цоколевкой выводов элемен­тов в одинаковых SMD-корпусах, выпускающихся разными фирмами. Это про­исходит из-за неоправданно большого количества действующих стандартов, регламентирующих требования к таким корпусам.
Практически каждая зару­бежная фирма-производитель работает по своим стандартам. Это происходит потому, что органы стандартизации не поспевают за разработками производи­телей. Однако есть тенденция к единой стандартизации корпусов и обозначе­ний элементов для поверхностного монтажа.

Таблица условных обозначений (маркировки) на корпусах SMD транзисторов для поверхностного монтажа, их тип и аналоги.

А пока встречаются элементы, корпус которых имеет стандартные размеры, но нестандартное название. Корпуса с одним и тем же названием могут иметь разную высоту. Она зависит от емкости и рабочего напряжения конденсаторов и величины рассеиваемой мощности резисторов.

Зарубежная маркировка SMD

В таблице ниже обобщена информация о маркировочных кодах полупроводниковых приборов ведущих зарубежных фирм.  Для компактности в настоящий справочный материал не включены приборы-двойники, имеющие одинаковую маркировку и одинаковое название, но производимые разными изготовителями. Например, транзистор BFR93A выпускается не только фирмой Siemens, но и Philips Semiconductors, и Temic Telefunken.

Таблица маркировочных кодах полупроводниковых приборов ведущих зарубежных фирм.

Среди 18 представленных типов корпусов наиболее часто встречается SOT-23 – Small Outline Transistor. Он имеет почтенный возраст и пережил несколько попыток стандартизации.

Выше были приведены нормы конструктивных допусков, которыми руководствуются разные фирмы. Несмотря на рекомендации МЭК, JEDEC, EIAJ, двух абсолютно одинаковых типоразмеров в табл.1 найти невозможно.

Приводимые сведения будут подспорьем специалистам, ремонтирующим импортную радиоаппаратуру. Зная маркировочный код и размеры ЭРЭ, можно определить тип элемента и фирму-изготовитель, а затем по каталогам найти электрические параметры и подобрать возможную замену.

Кроме того, многие фирмы используют свои собственные названия корпуса. Следует отметить, что отечественные типы корпусов, такие как КТ-46 – это аналог SOT-23, KT-47 – это аналог SOT-89, КТ-48 – это аналог SOT-143, были гостированы еще в 1988 году.

Выпущенные за это время несколько десятков разновидностей отечественных SMD-элементов маркируют, как правило, только на упаковочной таре, транзисторы КТ3130А9 – еще и разноцветными метками на корпусе. Самые “свежие” типы корпусов – это SOT-23/5 (или, по-другому, SOT-23-5) и SOT-89/5 (SOT-89-5), где цифра “5” указывает на количество выводов.

Назвать такие обозначения удачными – трудно, поскольку их легко можно перепутать с трехвыводными SOT-23 и SOT-89. В продолжение темы заметим, что появились сообщения о сверхминиатюрном 5-выводном корпусе SOT-323-5 (JEDEC specification), в котором фирма Texas Instruments планирует выпускать логические элементы PicoGate Logic серии ACH1G и ACHT1G.

Из всех корпусов “случайным” можно назвать относительно крупногабаритный SOT-223. Обычно на нем помещаются если не все, то большинство цифр и букв названия ЭРЭ, по которым однозначно определяется его тип. Несмотря на миниатюрность SMD-элементов, их параметры, включая рассеиваемую мощность, мало чем отличаются от корпусных аналогов.

Для сведения, в справочных данных на транзисторы в корпусе SOT-23 указывается максимально допустимая мощность 0,25-0,4 Вт, в корпусе SOT-89 – 0,5-0,8 Вт, в корпусе SOT-223 – 1-2 Вт.

Маркировочный код элементов может быть цифровым, буквенным или буквенно-цифровым. Количество символов кода от 1 до 4, при этом полное наименование ЭРЭ содержит 5-14 знаков.

Самые длинные названия применяют:

• американская фирма Motorola,
• японская Seiko Instruments
• тайваньская Pan Jit.

Нюансы при пайке чипов

Пайку SMD-компонентов оптимальнее осуществлять при помощи специальной станции, температура которой стабилизирована. Но в ее отсутствие остается, естественно, только паяльник. Его необходимо запитать через реостат, т. к. температура нагрева жала таких приборов от 350 до 400 градусов, что неприемлемо для чип-компонентов и может их повредить. Необходимый уровень – от 240 до 280 градусов.

Нельзя не только перегревать SMD-элементы, но и передерживать жало паяльника на контактах. Использовать лучше припои, не содержащие в своем составе свинца, т. к. они тугоплавки и при рекомендованной температуре работать ими проблематично.

Пайка печатной чип-платы

В местах пайки требуется обязательное лужение дорожек. SMD-элемент лучше придерживать при помощи пинцета, а длительность прикосновения жала паяльника к ножке чипа не должна превышать полторы-две секунды. С микросхемами нужно работать еще более аккуратно.

Для начала припаиваются крайние ножки (предварительно необходимо точно совместить все выводы с контактами), а после уже все остальные. В случае если припой попал на две ножки и выводы слиплись между собой, можно использовать заточенную спичку. Ее нужно проложить между контактами и прикоснуться паяльником к одному из них.

Частые ошибки при пайке

Зачастую при пайке SMD-компонентов допускается 3 основных ошибки. Но они не критичны и вполне подлежат исправлению.

1. Прикосновение к контакту самым концом жала из опасения перегрева. При таком условии температура будет недостаточной, так что нужно стараться паять таким образом, чтобы была максимальная поверхность соприкосновения, только в этом случае получится качественно смонтированная плата.
2. Использование слишком малого количества припоя, при этом пайка длится очень продолжительное время. В этом случае происходит испарение части флюса. На припое не образуется достаточного защитного слоя, а в результате происходит окисление. Идеальный вариант – одновременное соприкосновение с контактом и паяльника, и припоя.
3. Очень раннее отведение паяльника от контакта. Хотя и следует действовать аккуратно и не перегревать чипы, все же время прогрева должно быть достаточным для качественной пайки.

Для тренировки имеет смысл взять любую ненужную печатную плату и поучиться пайке.

Пайка чип-платы

Итак, не прилагая чрезмерных усилий, можно начинать пайку печатных плат. Отверстия, которые присутствуют на ней, прекрасно выполняют работу по фиксированию элементов. Немного опыта, конечно, тут не повредит, ведь именно для этого производилась тренировка на ненужной платформе. Изначально к контактам подводится помимо жала еще и припой, и сделать это нужно так, чтобы был равномерный прогрев и вывода, и платформы (места контакта).

Убирать припой следует после того, как контактная точка полностью и равномерно им покрылась. Далее нужно отвести паяльник, а после ждать, пока олово остынет. И только после этого можно производить монтаж SMD-компонентов. После обязательно нужно проверить качество пропаянных контактов при помощи пинцета. Конечно, при первых попытках платформа не будет выглядеть как с завода, а даже наоборот, но со временем, набравшись опыта, появится возможность даже посоревноваться с роботами.

Пайка в заводских условиях

Этот процесс происходит на основе группового метода. Пайка SMD-компонентов выполняется с помощью специальной паяльной пасты, которая равномерно распределяется тончайшим слоем на подготовленную печатную плату, где уже имеются контактные площадки. Этот способ нанесения называется шелкографией. Применяемый материал по своему виду и консистенции напоминает зубную пасту. Этот порошок состоит из припоя, в который добавлен и перемешан флюс. Процесс нанесения выполняется автоматически при прохождении печатной платы по конвейеру.

Далее установленные по ленте движения роботы раскладывают в нужном порядке все необходимые элементы. Детали в процессе передвижения платы прочно удерживаются на установленном месте за счет достаточной липкости паяльной пасты. Следующим этапом происходит нагрев конструкции в специальной печи до температуры, которая немного больше той, при которой плавится припой. В итоге такого нагрева происходит расплавление припоя и обтекание его вокруг ножек компонентов, а флюс испаряется. Этот процесс и делает детали припаянными на свои посадочные места. После печки плате дают остыть, и все готово.

Основные виды SMD компонентов

Давайте рассмотрим основные SMD элементы, используемые в наших современных устройствах. Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности с малым номиналом, предохранители, диоды  и другие компоненты выглядят как обычные маленькие прямоугольники, а точнее, параллелепипеды))

На платах без схемы невозможно узнать, то ли это резистор, то ли конденсатор то ли вообще катушка. Китайцы метят как хотят. На крупных SMD элементах все-таки ставят код или цифры, чтобы определить их принадлежность и номинал.  На фото ниже в красном прямоугольнике помечены эти элементы. Без схемы невозможно сказать, к какому типу радиоэлементов они относятся, а также их номинал.

Типоразмеры SMD компонентов могут быть разные. Вот здесь есть описание типоразмеров для резисторов и конденсаторов. Вот, например, прямоугольный SMD конденсатор желтого цвета. Еще их называют танталовыми или просто танталами:

А вот  так выглядят SMD транзисторы:

Есть еще и такие виды SMD транзисторов:

Катушки индуктивности, которые обладают большим номиналом, в SMD исполнении выглядят вот так:

Ну и конечно, как же без микросхем в наш век микроэлектроники! Существует очень много SMD типов корпусов микросхем, но я их делю  в основном на две группы:

1) Микросхемы, у которых выводы параллельны печатной плате и находятся с двух сторон или по периметру.

2) Микросхемы, у которых выводы находятся под самой микросхемой. Это особый класс микросхем, называется BGA (от английского  Ball grid array  – массив из шариков). Выводы таких микросхем представляют из себя простые припойные шарики одинаковой величины.

На фото ниже BGA микросхема и обратная  ее сторона, состоящая из шариковых выводов.

Микросхемы BGA удобны производителям тем, что они очень сильно экономят место на печатной плате, потому что таких шариков под какой-нибудь микросхемой BGA могут быть тысячи. Это значительно облегчает жизнь производителям, но нисколько не облегчает жизнь ремонтникам.