Oleme juba tutvunud peamiste raadiokomponentidega: takistid, kondensaatorid, dioodid, transistorid, mikroskeemid jne ning uurinud ka nende paigaldamist trükkplaadile. Tuletagem veel kord meelde selle protsessi põhietappe: kõigi komponentide juhtmed juhitakse avadesse, mis on saadaval trükkplaat. Pärast seda lõigatakse juhtmed ära ja seejärel koos tagakülg Plaadid on joodetud (vt joon. 1).
Seda meile juba tuntud protsessi nimetatakse DIP redigeerimiseks. See paigaldus on algajatele raadioamatööridele väga mugav: komponendid on suured, neid saab ilma luubi või mikroskoobi abita joota isegi suure “nõukogude” jootekolviga. Seetõttu on kõik Master Kit komplektid isejootmiseks mõeldud DIP-kinnitusega.
Riis. 1. DIP paigaldus
Kuid DIP-i paigaldamisel on väga olulisi puudusi:
Suured raadiokomponendid ei sobi kaasaegsete miniatuursete elektroonikaseadmete loomiseks;
- väljundraadiokomponentide tootmine on kallim;
- DIP-kinnituseks mõeldud trükkplaat on ka kallim, kuna on vaja palju auke puurida;
- DIP-paigaldust on raske automatiseerida: enamasti tuleb ka suurtes elektroonikatehastes DIP-detailide paigaldus ja jootmine teha käsitsi. See on väga kallis ja aeganõudev.
Seetõttu DIP-kinnitust kaasaegse elektroonika tootmisel praktiliselt ei kasutata ning see on asendatud tänapäeva standardiks oleva nn SMD protsessiga. Seetõttu peaks igal raadioamatööril sellest vähemalt üldine ettekujutus olema.
SMD paigaldamine
SMD komponendid (kiibi komponendid) on komponendid elektrooniline skeem, kantakse trükkplaadile pindpaigaldustehnoloogia abil - SMT tehnoloogia (ing. pinnale mount tehnoloogia). See tähendab, et kõik elektroonilised elemendid, mis on sel viisil tahvlile kinnitatud SMD komponendid(Inglise) pinnale paigaldatud seade). Kiibi komponentide paigaldamise ja jootmise protsessi nimetatakse õigesti SMT protsessiks. Ütlemine "SMD installimine" pole täiesti õige, kuid Venemaal on see juurdunud tehnilise protsessi nime versioon, nii et me ütleme sama.
Joonisel fig. 2. näitab SMD kinnitusplaadi osa. Sama plaat, mis on valmistatud DIP-elementidel, on mitu korda suuremate mõõtmetega.
Joonis 2. SMD kinnitus
SMD installil on vaieldamatud eelised:
Raadiokomponente on odav toota ja need võivad olla nii miniatuursed kui soovitakse;
- trükkplaadid on ka mitmekordse puurimise puudumise tõttu odavamad;
- paigaldust on lihtne automatiseerida: komponentide paigaldust ja jootmist teostavad spetsiaalsed robotid. Samuti puudub selline tehnoloogiline toiming nagu juhtmete lõikamine.
SMD takistid
Kõige loogilisem on alustada tutvust takistitega kiibikomponentidega, kui kõige lihtsamate ja levinumate raadiokomponentidega.
SMD takisti on oma füüsikaliste omaduste poolest sarnane "tavalise" väljundversiooniga, mida oleme juba uurinud. Kõik selle füüsikalised parameetrid (takistus, täpsus, võimsus) on täpselt samad, erinev on ainult keha. Sama reegel kehtib ka kõigi teiste SMD komponentide kohta.
Riis. 3. CHIP takistid
SMD takistite standardsuurused
Teame juba, et väljundtakistitel on teatud standardsuuruste võre, olenevalt nende võimsusest: 0,125W, 0,25W, 0,5W, 1W jne.
Kiiptakistite jaoks on saadaval ka standardsuuruste ruudustik, ainult sel juhul tähistatakse standardmõõtu neljakohalise koodiga: 0402, 0603, 0805, 1206 jne.
Takistite põhisuurused ja nende spetsifikatsioonid on näidatud joonisel 4.
Riis. 4 Kiiptakistite põhisuurused ja parameetrid
SMD takistite märgistamine
Takistid on korpusel märgistatud koodiga.
Kui koodil on kolm või neli numbrit, siis viimane number tähistab nullide arvu. 5. takisti koodiga “223” on järgmine takistus: 22 (ja kolm nulli paremale) Ohm = 22000 Ohm = 22 kOhm. Takisti koodi "8202" takistus on: 820 (ja kaks nulli paremal) Ohm = 82000 Ohm = 82 kOhm.
Mõnel juhul on märgistus tähtnumbriline. Näiteks koodiga 4R7 takisti takistus on 4,7 oomi ja koodiga 0R22 takistil 0,22 oomi (siin on täht R eraldusmärk).
Samuti on olemas nulltakistusega takistid ehk jumpertakistid. Neid kasutatakse sageli kaitsmetena.
Muidugi ei pea te koodisüsteemi meeles pidama, vaid lihtsalt mõõtma multimeetriga takisti takistust.
Riis. 5 Kiibi takistite märgistamine
Keraamilised SMD kondensaatorid
Väliselt on SMD kondensaatorid väga sarnased takistitega (vt joonis 6.). On ainult üks probleem: mahtuvuse koodi pole neile märgitud, seega on ainus viis selle kindlaksmääramiseks mõõta seda multimeetriga, millel on mahtuvuse mõõtmise režiim.
SMD-kondensaatorid on saadaval ka standardsetes suurustes, mis on tavaliselt sarnased takistite suurustega (vt eespool).
Riis. 6. Keraamilised SMD kondensaatorid
Elektrolüütilised SMS-kondensaatorid
Joonis 7. Elektrolüütilised SMS-kondensaatorid
Need kondensaatorid on sarnased nende plii kolleegidega ja nende märgistus on tavaliselt selge: mahtuvus ja tööpinge. Kondensaatori kaanel olev triip tähistab selle negatiivset klemmi.
SMD transistorid
Joonis 8. SMD transistor
Transistorid on väikesed, nii et nende täisnime pole võimalik neile kirjutada. Need piirduvad koodimärgistusega ja tähistuste jaoks puudub rahvusvaheline standard. Näiteks võib kood 1E näidata transistori BC847A tüüpi või võib-olla mõnda muud. Kuid see asjaolu ei häiri absoluutselt ei elektroonikatootjaid ega tavalisi tarbijaid. Raskused võivad tekkida ainult remondi ajal. Trükkplaadile paigaldatud transistori tüübi kindlaksmääramine ilma selle plaadi tootja dokumentatsioonita võib mõnikord olla väga keeruline.
SMD dioodid ja SMD LED-id
Mõnede dioodide fotod on näidatud alloleval joonisel:
Joonis 9. SMD dioodid ja SMD LED-id
Polaarsus peab olema näidatud dioodi korpusel ühele servale lähemal asuva triibu kujul. Tavaliselt tähistab triip katoodiklemmi.
SMD LED-il on ka polaarsus, mida tähistab kas ühe tihvti juures olev täpp või muul viisil (selle kohta saate täpsemalt lugeda komponendi tootja dokumentatsioonist).
SMD-dioodi või LED-i tüübi määramine, nagu transistori puhul, on keeruline: dioodi korpusele on tembeldatud mitteinformatiivne kood ja enamasti pole LED-i korpusel üldse mingeid märke, välja arvatud polaarsusmärk. Kaasaegse elektroonika arendajad ja tootjad hoolivad vähe selle hooldatavusest. Eeldatakse, et trükkplaati parandab teenindusinsener, kellel on konkreetse toote täielik dokumentatsioon. Selline dokumentatsioon kirjeldab selgelt, kuhu trükkplaadile konkreetne komponent on paigaldatud.
SMD komponentide paigaldus ja jootmine
SMD kokkupanek on optimeeritud eelkõige automaatseks kokkupanekuks spetsiaalsete tööstusrobotite poolt. Kuid amatöörraadiokujundusi saab teha ka kiibikomponente kasutades: piisava hoole ja tähelepanelikkusega saab riisitera suuruseid detaile jootma kõige tavalisema jootekolbiga, peate teadma vaid mõningaid peensusi.
Kuid see on eraldi suure õppetunni teema, nii et automaatse ja käsitsi SMD installimise kohta tuleb rohkem üksikasju eraldi.
Arvuti elemendibaasis (ja mitte ainult) on üks kitsaskoht - elektrolüütkondensaatorid. Need sisaldavad elektrolüüti, elektrolüüt on vedelik. Seetõttu põhjustab sellise kondensaatori kuumutamine selle rikke, kuna elektrolüüt aurustub. Ja küte süsteemiüksuses on regulaarne nähtus.
Seetõttu on kondensaatorite väljavahetamine aja küsimus. Üle poole keskmise ja madalama hinnakategooria emaplaatide tõrgetest on tingitud kuivadest või paisunud kondensaatoritest. Veelgi sagedamini lähevad sel põhjusel arvuti toiteplokid rikki.
Kuna tänapäevastel plaatidel on trükkimine väga tihe, tuleb kondensaatorite vahetamist teha väga hoolikalt. Võite kahjustada ja mitte märgata väikest raamimata elementi või murda (lühikesed) jäljed, mille paksus ja vaheline kaugus on veidi suurem kui juuksekarva paksus. Sellist asja on hiljem üsna raske parandada. Nii et ole ettevaatlik.
Seega on kondensaatorite asendamiseks vaja õhukese otsaga jootekolbi, mille võimsus on 25–30 W, tükki paksu kitarrikeeli või paksu nõela, jootevoogu või kampoli.
Kui muudate elektrolüütkondensaatori vahetamisel polaarsust või paigaldate madala nimipingega kondensaatori, võib see plahvatada. Ja see näeb välja järgmine:
Seega valige hoolikalt varuosa ja paigaldage see õigesti. Elektrolüütkondensaatorid on alati märgistatud negatiivse klemmiga (tavaliselt kere värvist erinevat värvi vertikaalne triip). Trükkplaadile on märgitud ka negatiivse kontakti auk (tavaliselt musta varjundiga või täisvalgega). Nimetused on kirjutatud kondensaatori korpusele. Neid on mitu: pinge, võimsus, tolerantsid ja temperatuur.
Esimesed kaks on alati kohal, teised võivad puududa. Pinge: 16V(16 volti). Mahutavus: 220 µF(220 mikrofaradi). Need väärtused on asendamisel väga olulised. Pinge saab valida võrdse või suurema nimiväärtusega. Kuid mahtuvus mõjutab kondensaatori laadimis-/tühjenemisaega ja mõnel juhul võib see olla vooluringi teatud osa jaoks oluline.
Seetõttu tuleks võimsus valida võrdne korpusel märgituga. Alloleval fotol vasakul on roheline paisunud (või lekkiv) kondensaator. Üldiselt on nende roheliste kondensaatoritega pidevalt probleeme. Kõige tavalisemad asenduskandidaadid. Paremal on töötav kondensaator, mille jootme.
Kondensaator on joodetud järgmiselt: kõigepealt otsige plaadi tagaküljelt üles kondensaatori jalad (minu jaoks on see kõige raskem hetk). Seejärel soojendage ühte jalga ja vajutage kergelt kondensaatori korpust soojendatud jala küljelt. Jooteaine sulamisel kondensaator kaldub. Tehke sarnane protseduur teise jalaga. Tavaliselt eemaldatakse kondensaator kahes etapis.
Pole vaja kiirustada ja pole vaja liiga tugevalt vajutada. Emaplaat ei ole kahepoolne PCB, vaid mitmekihiline (kujutage ette vahvlit). Üle pingutamine võib kahjustada trükkplaadi sisemiste kihtide kontakte. Seega ei mingit fanatismi. Muide, pikaajaline kuumutamine võib ka plaati kahjustada, näiteks põhjustada kontakti koorumise või eraldumise. Seetõttu pole vaja ka jootekolbiga kõvasti vajutada. Kallutame jootekolbi ja vajutame kergelt kondensaatorile.
Pärast kahjustatud kondensaatori eemaldamist on vaja teha augud, et uut kondensaatorit saaks vabalt või vähese vaevaga sisestada. Nendel eesmärkidel kasutan joodetava detaili jalgadega sama jämedat kitarri keelt. Nendel eesmärkidel sobib ka õmblusnõel, kuid nõelad on nüüd tavalisest rauast, nöörid aga terasest. On võimalus, et nõel jääb joodisesse kinni ja puruneb, kui proovite seda välja tõmmata. Ja nöör on üsna painduv ning teras ja joodis kleepuvad palju halvemini kui raud.
Kondensaatorite eemaldamisel ummistab joodis kõige sagedamini plaadi augud. Kui proovite kondensaatorit jootma samamoodi, nagu soovitasin seda jootma, võite kahjustada kontakti ja selleni viivat rada. Mitte maailmalõpp, aga väga ebasoovitav sündmus. Seega, kui augud ei ole joodisega ummistunud, tuleb neid lihtsalt laiendada. Ja kui teete, siis peate nööri või nõela ots tihedalt augu külge suruma ja teisel pool plaati toetage jootekolb selle augu vastu. Kui see valik on ebamugav, tuleks jootekolbi ots toetuda nöörile peaaegu põhjas. Kui joodis sulab, mahub nöör auku. Sel hetkel peate seda pöörama nii, et see ei haaraks joodist.
Pärast augu saamist ja laiendamist on vaja selle servadest eemaldada liigne joodis, kui see on olemas, vastasel juhul võib kondensaatori jootmise ajal tekkida tinakork, mis võib jootma külgnevaid radu nendes kohtades, kus tihend on tihe. Pöörake tähelepanu allolevale fotole - kui lähedal on rajad aukudele. Selle jootmine on väga lihtne, kuid raskesti märgatav, kuna paigaldatud kondensaator segab vaadet. Seetõttu on väga soovitatav eemaldada liigne joote.
Kui teil pole läheduses raadioturgu, leiate tõenäoliselt asendamiseks ainult kasutatud kondensaatori. Enne paigaldamist tuleks selle jalgu vajadusel töödelda. Soovitav on eemaldada jalgadelt kogu joote. Jalad katan tavaliselt räbustiga ja tinan puhta jootekolvi otsaga, joodis koguneb jootekolvi otsale. Seejärel kraabin tarbenoaga (igaks juhuks) kondensaatori jalgu.
See on tegelikult kõik. Sisestame kondensaatori, määrige jalad räbusti ja jootmisega. Muide, kui kasutate männi kampolit, siis on parem see pulbriks purustada ja paigalduskohale kanda, kui jootekolb kampoli sisse kasta. Siis saab see kenasti välja.
Kondensaatori vahetamine ilma seda plaadilt lahtijootmata
Remonditingimused on erinevad ja mitmekihilisel (näiteks arvuti emaplaadil) trükkplaadil kondensaatori vahetamine ei ole sama, mis toiteallika (ühekihiline, ühepoolne trükkplaat) kondensaatori vahetamine. Peate olema äärmiselt ettevaatlik ja ettevaatlik. Kahjuks ei ole kõik sündinud jootekolb käes ja millegi parandamine (või parandamine) on väga vajalik.
Nagu ma juba artikli esimeses pooles kirjutasin, on rikete põhjuseks enamasti kondensaatorid. Seetõttu on kondensaatorite väljavahetamine kõige suurem levinud liigid remont, vähemalt minu puhul. Spetsialiseerunud töökodadel on selleks otstarbeks spetsiaalne varustus. Kui teil seda pole, peate kasutama tavalisi seadmeid (räbusti, jootekolb ja jootekolb). Sel juhul aitab kogemus palju.
Peamine eelis seda meetodit on see, et plaadi kontaktpadjad peavad olema palju vähem kuumuse käes. Vähemalt kaks korda. Odavatele emaplaatidele trükkimine koorub üsna sageli kuumuse tõttu maha. Jäljed tulevad ära ja selle hilisem parandamine on üsna problemaatiline.
Selle meetodi puuduseks on see, et peate ikkagi lauale survet avaldama, mis võib samuti põhjustada negatiivseid tagajärgi. Kuigi isikliku kogemuse põhjal pole ma kunagi pidanud kõvasti pressima. Sel juhul on kõik võimalused jalgade külge jootmiseks, mis jäävad pärast kondensaatori mehaanilist eemaldamist.
Seega algab kondensaatori asendamine kahjustatud osa eemaldamisega emaplaadilt.
Peate asetama sõrme kondensaatorile ja kerge survega proovima seda üles-alla ja vasakule-paremale liigutada. Kui kondensaator liigub vasakule ja paremale, asuvad jalad piki vertikaaltelge (nagu fotol), muidu piki horisontaaltelge. Jalgade asendi saate määrata ka negatiivse markeri järgi (kondensaatori korpusel olev riba, mis näitab negatiivset kontakti).
Järgmisena peaksite kondensaatorit vajutama piki selle jalgade telge, kuid mitte järsult, vaid sujuvalt, suurendades aeglaselt koormust. Selle tulemusena eraldatakse jalg kehast, seejärel kordame protseduuri teise jala jaoks (vajutage vastasküljelt).
Mõnikord tõmmatakse jalg koos kondensaatoriga välja halva joodisega. Sel juhul võid tekkinud auku veidi laiendada (mina teen seda kitarrikeele jupiga) ja pista sinna vasktraadi jupi, soovitavalt jala paksusega.
Pool tööd on tehtud, nüüd liigume otse kondensaatori vahetamise juurde. Tasub teada, et joote ei kleepu hästi selle jalaosa külge, mis oli kondensaatori korpuse sees ja parem on see traadilõikuritega ära hammustada, jättes alles väikese osa. Seejärel töödeldakse väljavahetamiseks ettevalmistatud kondensaatori jalad ja vana kondensaatori jalad joodisega ja joodetakse. Kondensaatorit on kõige mugavam jootma panna plaadile 45 kraadise nurga all. Siis suudad talle kergesti tähelepanu pöörata.
Saadud välimus on loomulikult ebaesteetiline, kuid see toimib ja see meetod on eelmisest palju lihtsam ja ohutum plaadi kuumutamisel jootekolbiga. Head renoveerimist!
Kui saidi materjalid olid teile kasulikud, saate neid toetada edasine areng ressurssi, pakkudes talle (ja mulle).
Meie turbulentsel elektroonikaajastul on elektroonikatoote peamisteks eelisteks väiksus, töökindlus, paigaldamise ja lahtivõtmise lihtsus (seadmete lahtivõtmine), madal energiatarve ja mugav kasutatavus ( inglise keelest- Kasutuslihtsus). Kõik need eelised pole mingil juhul võimalikud ilma pindpaigaldustehnoloogiata - SMT-tehnoloogia ( S urface M ount T tehnoloogia) ja loomulikult ilma SMD komponentideta.
Mis on SMD komponendid
SMD komponente kasutatakse absoluutselt kogu kaasaegses elektroonikas. SMD ( S urface M paigaldatud D evice), mis inglise keelest tõlgituna tähendab "pinnale paigaldatavat seadet". Meie puhul on pinnaks trükkplaat, millel pole raadioelementide jaoks läbivaid auke:
Sel juhul SMD komponente plaatide aukudesse ei sisestata. Need on joodetud kontaktradadele, mis asuvad otse trükkplaadi pinnal. Alloleval fotol on tinavärvilised kontaktipadjad mobiiltelefoniplaadil, millel varem olid SMD komponendid.
SMD komponentide plussid
SMD komponentide suurim eelis on nende väiksus. Alloleval fotol on näidatud lihtsad takistid ja:
Tänu SMD komponentide väikestele mõõtmetele on arendajatel võimalus paigutada pindalaühikule suurem arv komponente kui lihtsad väljundraadioelemendid. Sellest tulenevalt suureneb paigaldustihedus ja selle tulemusena vähenevad elektroonikaseadmete mõõtmed. Kuna SMD komponendi kaal on kordades väiksem kui sama lihtsa väljundraadioelemendi kaal, on ka raadioseadmete kaal kordades kergem.
SMD komponente on palju lihtsam lahti joota. Selleks vajame fööni. SMD komponentide lahtijootmise ja jootmise kohta saate lugeda artiklist, kuidas SMD-sid õigesti jootma. Neid on palju keerulisem sulgeda. Tehastes asetavad spetsiaalsed robotid need trükkplaadile. Tootmises ei joota neid käsitsi keegi, välja arvatud raadioamatöörid ja raadioseadmete remondimehed.
Mitmekihilised lauad
Kuna SMD komponentidega seadmetel on väga tihe paigaldus, peaks plaadil olema rohkem radu. Kõik rajad ei mahu ühele pinnale, seega tehakse trükkplaate mitmekihiline. Kui seadmed on keerulised ja neil on palju SMD komponente, on plaadil rohkem kihte. See on nagu mitmekihiline kook, mis on valmistatud lühikestest kihtidest. SMD komponente ühendavad trükitud rajad asuvad otse plaadi sees ja neid ei saa kuidagi näha. Mitmekihiliste plaatide näide on lauad Mobiiltelefonid, arvuti- või sülearvutiplaadid ( emaplaat, videokaart, RAM jne).
Alloleval fotol on siniseks tahvliks Iphone 3g, roheliseks arvuti emaplaadiks.
Kõik raadioseadmete parandajad teavad, et kui mitmekihiline plaat on üle kuumenenud, läheb see mulliga paisuma. Sel juhul katkevad kihtidevahelised ühendused ja plaat muutub kasutuskõlbmatuks. Seetõttu on SMD komponentide vahetamisel peamiseks trumbiks õige temperatuur.
Mõned plaadid kasutavad trükkplaadi mõlemat külge ja kinnitustihedus, nagu aru saate, kahekordistub. See on veel üks SMT-tehnoloogia eelis. Ah jaa, tasub arvestada ka asjaoluga, et SMD komponentide tootmiseks kulub palju vähem materjali ja nende maksumus miljonite tükkide masstootmisel maksab sõna otseses mõttes sente.
Peamised SMD komponentide tüübid
Vaatame meie peamisi kasutatud SMD elemente kaasaegsed seadmed. Takistid, kondensaatorid, väikese väärtusega induktiivpoolid ja muud komponendid näevad välja nagu tavalised väikesed ristkülikud või pigem rööptahukad))
Ilma vooluringita plaatidel on võimatu teada, kas see on takisti, kondensaator või isegi mähis. Hiinlased märgivad oma äranägemise järgi. Suurtele SMD elementidele panevad nad ikkagi koodi või numbrid, et määrata nende identiteet ja väärtus. Alloleval fotol on need elemendid märgitud punase ristkülikuna. Ilma diagrammita on võimatu öelda, millist tüüpi raadioelemente need kuuluvad, samuti nende reitingut.
SMD komponentide standardsuurused võivad olla erinevad. Siin on takistite ja kondensaatorite standardsuuruste kirjeldus. Siin on näiteks kollane ristkülikukujuline SMD kondensaator. Neid nimetatakse ka tantaaliks või lihtsalt tantaaliks:
Ja SMD-d näevad välja sellised:
On olemas ka seda tüüpi SMD-transistore:
Mis on suure nimiväärtusega, näevad SMD versioonis välja sellised:
Ja muidugi, kuidas me saame oma mikroelektroonika ajastul elada ilma mikrolülitusteta! SMD tüüpi kiibipakette on palju, kuid jagan need peamiselt kahte rühma:
1) Mikroskeemid, mille kontaktid on paralleelsed trükkplaadiga ja asuvad mõlemal küljel või piki perimeetrit.
2) Mikroskeemid, milles tihvtid asuvad mikroskeemi enda all. See on mikroskeemide eriklass, mida nimetatakse BGA-ks (inglise keelest Pallivõre massiiv- pallide hulk). Selliste mikroskeemide klemmid on sama suurusega lihtsad jootekuulid.
Alloleval fotol on BGA kiip ja selle tagakülg, mis koosneb kuultihvtidest.
BGA kiibid on tootjatele mugavad, kuna säästavad kõvasti ruumi trükkplaadil, kuna selliseid kuule võib iga BGA kiibi all olla tuhandeid. See teeb tootjate elu palju lihtsamaks, kuid ei muuda remondimeeste elu lihtsamaks.
Kokkuvõte
Mida peaksite oma kujunduses kasutama? Kui teie käed ei värise ja soovite teha väikese raadiovea, on valik ilmne. Kuid ikkagi ei mängi amatöörraadiokujunduses mõõtmed suurt rolli ning massiivsete raadioelementide jootmine on palju lihtsam ja mugavam. Mõned raadioamatöörid kasutavad mõlemat. Iga päevaga töötatakse välja üha uusi mikroskeeme ja SMD komponente. Väiksem, õhem, töökindlam. Tulevik kuulub kindlasti mikroelektroonikale.
Laadimine...