Er det mulig å erstatte SMD-kondensatorer med vanlige? SMD komponenter

I vår turbulente elektronikkalder er hovedfordelene med et elektronisk produkt liten størrelse, pålitelighet, enkel installasjon og demontering (demontering av utstyr), lavt energiforbruk og praktisk brukervennlighet ( fra engelsk– brukervennlighet). Alle disse fordelene er på ingen måte mulig uten overflatemonteringsteknologi - SMT-teknologi ( S overflate M telle T eknologi), og selvfølgelig uten SMD-komponenter.

Hva er SMD-komponenter

SMD-komponenter brukes i absolutt all moderne elektronikk. SMD ( S overflate M montert D utkast), som oversatt fra engelsk betyr "overflatemontert enhet." I vårt tilfelle er overflaten et trykt kretskort, uten gjennomgående hull for radioelementer:

I dette tilfellet settes ikke SMD-komponenter inn i hullene på platene. De er loddet på kontaktspor, som er plassert direkte på overflaten av kretskortet. Bildet nedenfor viser tinnfargede kontaktputer på et mobiltelefonkort som tidligere hadde SMD-komponenter.

Fordeler med SMD-komponenter

Den største fordelen med SMD-komponenter er deres lille størrelse. Bildet nedenfor viser enkle motstander og:

Takket være de små dimensjonene til SMD-komponenter har utviklere muligheten til å plassere et større antall komponenter per arealenhet enn enkle utgangsradioelementer. Følgelig øker installasjonstettheten, og som et resultat avtar dimensjonene til elektroniske enheter. Siden vekten av en SMD-komponent er mange ganger lettere enn vekten til det samme enkle utgangsradioelementet, vil vekten til radioutstyret også være mange ganger lettere.

SMD-komponenter er mye lettere å avlodde. For dette trenger vi en hårføner. Du kan lese hvordan du avlodder og lodder SMD-komponenter i artikkelen om hvordan du lodder SMD-er riktig. Det er mye vanskeligere å forsegle dem. I fabrikker plasserer spesielle roboter dem på et trykt kretskort. Ingen lodder dem manuelt i produksjonen, bortsett fra radioamatører og radioutstyrsreparatører.

Flerlags plater

Siden utstyr med SMD-komponenter har en veldig tett installasjon, bør det være flere spor på brettet. Ikke alle spor passer på en overflate, så kretskort lages flerlags. Hvis utstyret er komplekst og har mange SMD-komponenter, vil brettet ha flere lag. Det er som en flerlagskake laget av korte lag. De trykte sporene som forbinder SMD-komponenter er plassert direkte inne i kortet og kan ikke sees på noen måte. Et eksempel på flerlagskort er mobiltelefonkort, datamaskin- eller bærbare kort (hovedkort, skjermkort, RAM, etc.).

På bildet nedenfor er det blå kortet Iphone 3g, det grønne kortet er datamaskinens hovedkort.

Alle radioutstyrsreparatører vet at hvis et flerlagskort er overopphetet, vil det svelle med en boble. I dette tilfellet brytes mellomlagsforbindelsene og brettet blir ubrukelig. Derfor er hovedtrumfkortet ved utskifting av SMD-komponenter riktig temperatur.

Noen kort bruker begge sider av kretskortet, og monteringstettheten, som du forstår, dobles. Dette er en annen fordel med SMT-teknologi. Å ja, det er også verdt å ta hensyn til det faktum at materialet som kreves for produksjon av SMD-komponenter er mye mindre, og kostnadene deres under masseproduksjon av millioner av stykker koster bokstavelig talt pennies.

Hovedtyper av SMD-komponenter

La oss se på de viktigste SMD-elementene som brukes i våre moderne enheter. Motstander, kondensatorer, lavverdi-induktorer og andre komponenter ser ut som vanlige små rektangler, eller rettere sagt, parallellepipeder))

På kort uten en krets er det umulig å vite om det er en motstand, en kondensator eller til og med en spole. Kineserne markerer som de vil. På store SMD-elementer setter de fortsatt en kode eller tall for å bestemme deres identitet og verdi. På bildet nedenfor er disse elementene markert i et rødt rektangel. Uten et diagram er det umulig å si hvilken type radioelementer de tilhører, samt deres vurdering.

Standardstørrelsene på SMD-komponenter kan være forskjellige. Her er en beskrivelse av standardstørrelsene for motstander og kondensatorer. Her er det for eksempel en gul rektangulær SMD-kondensator. De kalles også tantal eller ganske enkelt tantal:

Og slik ser SMD-er ut:

Det finnes også disse typene SMD-transistorer:

Som har en høy valør, i SMD-versjon ser de slik ut:

Og selvfølgelig, hvordan kan vi leve uten mikrokretser i vår tidsalder med mikroelektronikk! Det er mange SMD-typer av brikkepakker, men jeg deler dem hovedsakelig inn i to grupper:

1) Mikrokretser der pinnene er parallelle med kretskortet og er plassert på begge sider eller langs omkretsen.

2) Mikrokretser der pinnene er plassert under selve mikrokretsen. Dette er en spesiell klasse av mikrokretser kalt BGA (fra engelsk Ball rutenett array- en rekke baller). Terminalene til slike mikrokretser er enkle loddekuler av samme størrelse.

Bildet nedenfor viser en BGA-brikke og dens bakside, bestående av kulepinner.

BGA-brikker er praktiske for produsenter fordi de sparer mye plass på kretskortet, fordi det kan være tusenvis av slike kuler under enhver BGA-brikke. Dette gjør livet mye enklere for produsentene, men gjør ikke livet lettere for reparatørene.

Gjenoppta

Hva bør du bruke i designene dine? Hvis hendene dine ikke rister og du vil lage en liten radiofeil, er valget åpenbart. Men likevel, i amatørradiodesign spiller ikke dimensjoner noen stor rolle, og lodding av massive radioelementer er mye enklere og mer praktisk. Noen radioamatører bruker begge deler. Hver dag utvikles flere og flere nye mikrokretser og SMD-komponenter. Mindre, tynnere, mer pålitelig. Fremtiden tilhører definitivt mikroelektronikk.

I elementbasen til en datamaskin (og ikke bare) er det en flaskehals - elektrolytiske kondensatorer. De inneholder en elektrolytt, elektrolytten er en væske. Derfor fører oppvarming av en slik kondensator til svikt, ettersom elektrolytten fordamper. Og oppvarming i systemenheten er en vanlig forekomst.

Derfor er det et spørsmål om tid å bytte kondensatorer. Mer enn halvparten av feilene på hovedkort i mellom- og lavere priskategorier skyldes tørre eller hovne kondensatorer. Enda oftere bryter strømforsyninger til datamaskiner av denne grunn.

Siden utskriften på moderne brett er veldig tett, må utskifting av kondensatorer gjøres veldig nøye. Det er mulig å skade og ikke legge merke til et lite uinnrammet element eller å bryte (korte) spor, tykkelsen og avstanden mellom disse er litt større enn tykkelsen til et menneskehår. Det er ganske vanskelig å fikse noe slikt senere. Så vær forsiktig.

Så for å erstatte kondensatorer trenger du et loddejern med en tynn spiss med en effekt på 25-30 W, et stykke tykk gitarstreng eller en tykk nål, loddefluss eller kolofonium.

Hvis du snur polariteten når du bytter ut en elektrolytisk kondensator eller installerer en kondensator med lav spenning, kan den godt eksplodere. Og slik ser det ut:

Så velg reservedelen nøye og installer den riktig. Elektrolytiske kondensatorer er alltid merket med en negativ terminal (vanligvis en vertikal stripe med en annen farge enn kroppsfargen). På kretskortet er hullet for negativkontakten også merket (vanligvis med svart skyggelegging eller helt hvit). Rangeringene er skrevet på kondensatorhuset. Det er flere av dem: spenning, kapasitet, toleranser og temperatur.

De to første er alltid til stede, de andre kan være fraværende. Spenning: 16V(16 volt). Kapasitet: 220 µF(220 mikrofarad). Disse verdiene er svært viktige ved utskifting. Spenningen kan velges lik eller med høyere nominell verdi. Men kapasitansen påvirker lade-/utladingstiden til kondensatoren og kan i noen tilfeller være viktig for en del av kretsen.

Derfor bør kapasiteten velges lik den som er angitt på saken. Til venstre på bildet nedenfor er en grønn hoven (eller lekker) kondensator. Generelt er det konstante problemer med disse grønne kondensatorene. De vanligste kandidatene for avløser. Til høyre er en fungerende kondensator, som vi skal lodde.

Kondensatoren er loddet som følger: finn først bena til kondensatoren på baksiden av brettet (for meg er dette det vanskeligste øyeblikket). Varm deretter et av bena og trykk lett på kondensatorkroppen fra siden av det oppvarmede benet. Når loddetinn smelter, vipper kondensatoren. Utfør en lignende prosedyre med det andre benet. Vanligvis fjernes kondensatoren i to trinn.

Det er ikke nødvendig å forhaste seg, og det er ingen grunn til å trykke for hardt. Hovedkortet er ikke et dobbeltsidig PCB, men et flerlags (tenk deg en wafer). Overdrivelse kan skade kontaktene på de indre lagene av kretskortet. Så ingen fanatisme. Langvarig oppvarming kan forresten også skade brettet, for eksempel føre til avskalling eller riving av kontaktputen. Derfor er det heller ikke nødvendig å trykke hardt med loddebolt. Vi lener loddebolten og trykker lett på kondensatoren.

Etter å ha fjernet den skadede kondensatoren, er det nødvendig å lage hull slik at den nye kondensatoren kan settes inn fritt eller med liten innsats. Til disse formålene bruker jeg en gitarstreng av samme tykkelse som bena på delen som skal loddes. En synål er også egnet til disse formålene, men nåler er nå laget av vanlig jern, og strenger er laget av stål. Det er en sjanse for at nålen vil sette seg fast i loddetinn og knekke når du prøver å trekke den ut. Og strengen er ganske fleksibel og stål og loddemetall fester seg mye dårligere enn jern.

Ved fjerning av kondensatorer tetter loddet seg oftest hullene i brettet. Hvis du prøver å lodde kondensatoren på samme måte som jeg rådet deg til å lodde den, kan du skade kontaktputen og sporet som fører til den. Ikke verdens undergang, men en svært uønsket hendelse. Derfor, hvis hullene ikke er tette med loddetinn, må de bare utvides. Og hvis du gjør det, må du presse enden av strengen eller nålen tett til hullet, og på den andre siden av brettet, lene loddebolten mot dette hullet. Hvis dette alternativet er upraktisk, bør loddeboltspissen lenes mot strengen nesten ved basen. Når loddetinn smelter, vil strengen passe inn i hullet. I dette øyeblikket må du rotere den slik at den ikke tar tak i loddetinn.

Etter å ha oppnådd og utvidet hullet, er det nødvendig å fjerne overflødig loddemiddel fra kantene, hvis noen, ellers, under lodding av kondensatoren, kan det dannes en tinnhette som kan lodde tilstøtende spor på de stedene der forseglingen er tett. Vær oppmerksom på bildet nedenfor - hvor nær sporene er hullene. Lodding av dette er veldig enkelt, men vanskelig å legge merke til, siden den installerte kondensatoren forstyrrer utsikten. Derfor er det svært tilrådelig å fjerne overflødig loddemetall.

Hvis du ikke har et radiomarked i nærheten, kan du mest sannsynlig bare finne en brukt kondensator for utskifting. Før installasjon bør bena behandles om nødvendig. Det anbefales å fjerne all loddetinn fra bena. Jeg pleier å belegge bena med flussmiddel og fortinne loddeboltspissen med en ren, loddetinn samler seg på loddeboltspissen. Så skraper jeg bena på kondensatoren med en verktøykniv (i tilfelle).

Det er alt, faktisk. Vi setter inn kondensatoren, smører bena med fluss og loddetinn. Forresten, hvis du bruker furukolofonium, er det bedre å knuse det til pulver og påføre det på installasjonsstedet enn å dyppe et loddejern i et stykke kolofonium. Da ordner det seg pent.

Bytte ut en kondensator uten å avlodde den fra brettet

Reparasjonsforholdene varierer, og å bytte en kondensator på et flerlags (for eksempel PC-hovedkort) kretskort er ikke det samme som å bytte en kondensator i en strømforsyning (en-lags, ensidig kretskort). Du må være ekstremt forsiktig og forsiktig. Dessverre ble ikke alle født med loddebolt i hendene, og å reparere (eller prøve å reparere) noe er veldig nødvendig.

Som jeg allerede skrev i første halvdel av artikkelen, er oftest årsaken til sammenbrudd kondensatorer. Derfor er utskifting av kondensatorer den vanligste typen reparasjon, i hvert fall i mitt tilfelle. Spesialiserte verksteder har spesialutstyr for disse formålene. Hvis du ikke har det, må du bruke konvensjonelt utstyr (flussmiddel, loddebolt og loddebolt). I dette tilfellet hjelper erfaring mye.

Den største fordelen med denne metoden er at kontaktplatene til brettet må utsettes for mye mindre varme. Minst to ganger. Utskrift på billige hovedkort flasser ganske ofte av på grunn av varme. Sporene går av, og å fikse dette senere er ganske problematisk.

Ulempen med denne metoden er at du fortsatt må legge press på brettet, noe som også kan føre til negative konsekvenser. Selv om jeg fra min personlige erfaring aldri har måttet legge for mye press. I dette tilfellet er det stor sjanse for lodding til bena som er igjen etter mekanisk fjerning av kondensatoren.

Så, å erstatte en kondensator begynner med å fjerne den skadede delen fra hovedkortet.

Du må plassere fingeren på kondensatoren og, med lett trykk, prøve å svinge den opp og ned og til venstre og høyre. Hvis kondensatoren svinger til venstre og høyre, er bena plassert langs den vertikale aksen (som på bildet), ellers langs den horisontale aksen. Du kan også bestemme posisjonen til bena med den negative markøren (en stripe på kondensatorkroppen som indikerer den negative kontakten).

Deretter bør du trykke kondensatoren langs aksen til bena, men ikke skarpt, men jevnt, sakte øke belastningen. Som et resultat blir benet skilt fra kroppen, så gjentar vi prosedyren for det andre benet (trykk fra motsatt side).

Noen ganger trekkes benet ut sammen med kondensatoren på grunn av dårlig loddetinn. I dette tilfellet kan du utvide det resulterende hullet litt (jeg gjør dette med et stykke gitarstreng) og sette inn et stykke kobbertråd der, helst i samme tykkelse som benet.

Halve jobben er gjort, nå går vi direkte til å bytte kondensator. Det er verdt å merke seg at loddetinn ikke fester seg godt til den delen av benet som var inne i kondensatorkroppen, og det er bedre å bite det av med trådkuttere, og etterlate en liten del. Deretter blir bena på kondensatoren klargjort for utskifting og bena til den gamle kondensatoren behandlet med loddetinn og loddet. Det er mest praktisk å lodde kondensatoren ved å plassere den på brettet i en vinkel på 45 grader. Da kan du lett holde ham på oppmerksomhet.

Det resulterende utseendet er selvfølgelig uestetisk, men det fungerer, og denne metoden er mye enklere og sikrere enn den forrige når det gjelder oppvarming av brettet med et loddebolt. Lykke til med oppussing!

Hvis nettstedets materiell var nyttig for deg, kan du støtte videreutviklingen av ressursen ved å støtte den (og meg).

Vi har allerede blitt kjent med de viktigste radiokomponentene: motstander, kondensatorer, dioder, transistorer, mikrokretser, etc., og også studert hvordan de er montert på et trykt kretskort. La oss igjen huske hovedstadiene i denne prosessen: ledningene til alle komponentene føres inn i hullene i kretskortet. Deretter kuttes ledningene av, og deretter lodding utføres på baksiden av brettet (se fig. 1).
Denne prosessen, som allerede er kjent for oss, kalles DIP-redigering. Denne installasjonen er veldig praktisk for nybegynnere radioamatører: komponentene er store, de kan loddes selv med et stort "sovjetisk" loddejern uten hjelp av et forstørrelsesglass eller mikroskop. Det er derfor alle Master Kit-sett for gjør-det-selv-lodding involverer DIP-montering.

Ris. 1. DIP-installasjon

Men DIP-installasjon har svært betydelige ulemper:

Store radiokomponenter er ikke egnet for å lage moderne elektroniske miniatyrenheter;
- utgangsradiokomponenter er dyrere å produsere;
- et trykt kretskort for DIP-montering er også dyrere på grunn av behovet for å bore mange hull;
– DIP-installasjon er vanskelig å automatisere: i de fleste tilfeller, selv i store elektronikkfabrikker, må installasjon og lodding av DIP-deler gjøres manuelt. Det er veldig dyrt og tidkrevende.

Derfor er DIP-montering praktisk talt ikke brukt i produksjon av moderne elektronikk, og den er erstattet av den såkalte SMD-prosessen, som er dagens standard. Derfor bør enhver radioamatør ha minst en generell idé om det.

SMD installasjon

SMD-komponenter (brikkekomponenter) er komponenter i en elektronisk krets trykket på et trykt kretskort ved bruk av overflatemonteringsteknologi - SMT-teknologi. flate montere teknologi). Det vil si at alle elektroniske elementer som er "fiksert" på brettet på denne måten kalles SMD komponenter(engelsk) flate montert enhet). Prosessen med å montere og lodde brikkekomponenter kalles korrekt SMT-prosessen. Å si "SMD-installasjon" er ikke helt riktig, men i Russland er dette versjonen av navnet på den tekniske prosessen som har slått rot, så vi vil si det samme.

I fig. 2. viser et utsnitt av SMD-monteringskortet. Det samme brettet, laget på DIP-elementer, vil ha flere ganger større dimensjoner.

Fig.2. SMD montering

SMD-installasjon har ubestridelige fordeler:

Radiokomponenter er billige å produsere og kan være så små som man ønsker;
- kretskort er også billigere på grunn av fraværet av flere boringer;
- installasjonen er enkel å automatisere: installasjon og lodding av komponenter utføres av spesielle roboter. Det er heller ingen slik teknologisk operasjon som å kutte ledninger.

SMD motstander

Det er mest logisk å begynne å bli kjent med brikkekomponenter med motstander, som de enkleste og mest utbredte radiokomponentene.
SMD-motstanden ligner i sine fysiske egenskaper på den "konvensjonelle" utgangsversjonen som vi allerede har studert. Alle dens fysiske parametere (motstand, nøyaktighet, kraft) er nøyaktig de samme, bare kroppen er annerledes. Den samme regelen gjelder for alle andre SMD-komponenter.

Ris. 3. CHIP motstander

Standardstørrelser på SMD-motstander

Vi vet allerede at utgangsmotstander har et visst rutenett av standardstørrelser, avhengig av deres effekt: 0,125W, 0,25W, 0,5W, 1W, etc.
Et standard rutenett med standardstørrelser er også tilgjengelig for brikkemotstander, bare i dette tilfellet er standardstørrelsen angitt med en firesifret kode: 0402, 0603, 0805, 1206, etc.
Hovedstørrelsene på motstander og deres tekniske egenskaper er vist i fig. 4.

Ris. 4 Grunnleggende størrelser og parametere for brikkemotstander

Merking av SMD-motstander

Motstander er merket med en kode på kabinettet.
Hvis koden har tre eller fire sifre, betyr det siste sifferet antall nuller i fig. 5. motstand med kode “223” har følgende motstand: 22 (og tre nuller til høyre) Ohm = 22000 Ohm = 22 kOhm. Motstandskode "8202" har en motstand på: 820 (og to nuller til høyre) Ohm = 82000 Ohm = 82 kOhm.
I noen tilfeller er merkingen alfanumerisk. For eksempel har en motstand med kode 4R7 en motstand på 4,7 Ohm, og en motstand med kode 0R22 har en motstand på 0,22 Ohm (her er bokstaven R skilletegn).
Det er også null motstand motstander, eller jumper motstander. De brukes ofte som sikringer.
Selvfølgelig trenger du ikke å huske kodesystemet, men bare mål motstanden til motstanden med et multimeter.

Ris. 5 Merking av brikkemotstander

Keramiske SMD-kondensatorer

Eksternt er SMD-kondensatorer veldig like motstander (se fig. 6.). Det er bare ett problem: kapasitanskoden er ikke merket på dem, så den eneste måten å bestemme det på er å måle den med et multimeter som har en kapasitansmålemodus.
SMD-kondensatorer er også tilgjengelige i standardstørrelser, vanligvis lik motstandsstørrelser (se ovenfor).

Ris. 6. Keramiske SMD-kondensatorer

Elektrolytiske SMS-kondensatorer

Fig.7. Elektrolytiske SMS-kondensatorer

Disse kondensatorene ligner på deres lead-out-motstykker, og merkingene på dem er vanligvis tydelige: kapasitans og driftsspenning. En stripe på hetten på kondensatoren markerer dens negative terminal.

SMD transistorer

Fig.8. SMD transistor

Transistorer er små, så det er umulig å skrive hele navnet på dem. De er begrenset til kodemerking, og det finnes ingen internasjonal standard for betegnelser. For eksempel kan kode 1E indikere typen transistor BC847A, eller kanskje en annen. Men denne omstendigheten plager verken produsenter eller vanlige forbrukere av elektronikk i det hele tatt. Vanskeligheter kan bare oppstå under reparasjoner. Å bestemme typen transistor installert på et trykt kretskort uten produsentens dokumentasjon for dette kortet kan noen ganger være svært vanskelig.

SMD-dioder og SMD-lysdioder

Bilder av noen dioder er vist i figuren nedenfor:

Fig.9. SMD-dioder og SMD-lysdioder

Polariteten må angis på diodekroppen i form av en stripe nærmere en av kantene. Vanligvis er katodeterminalen merket med en stripe.

En SMD LED har også en polaritet, som indikeres enten med en prikk nær en av pinnene, eller på annen måte (du kan finne ut mer om dette i dokumentasjonen til komponentprodusenten).

Å bestemme typen SMD-diode eller LED, som i tilfellet med en transistor, er vanskelig: en uinformativ kode er stemplet på diodekroppen, og oftest er det ingen merker i det hele tatt på LED-kroppen, bortsett fra polaritetsmerket. Utviklere og produsenter av moderne elektronikk bryr seg lite om vedlikeholdsevnen. Det forutsettes at kretskortet repareres av en servicetekniker som har fullstendig dokumentasjon for et bestemt produkt. Slik dokumentasjon beskriver tydelig hvor på kretskortet en bestemt komponent er installert.

Installasjon og lodding av SMD-komponenter

SMD-montering er optimalisert primært for automatisk montering av spesielle industriroboter. Men amatørradiodesign kan også lages ved hjelp av brikkekomponenter: med tilstrekkelig forsiktighet og oppmerksomhet kan du lodde deler på størrelse med et riskorn med det mest vanlige loddebolten, du trenger bare å kjenne til noen få finesser.

Men dette er et emne for en egen stor leksjon, så flere detaljer om automatisk og manuell SMD-installasjon vil bli diskutert separat.