Se o capacitor smd mudou de cor. Componentes SMD. Principais tipos de componentes SMD

Em nossa era turbulenta da eletrônica, as principais vantagens de um produto eletrônico são tamanho pequeno, confiabilidade, facilidade de instalação e desmontagem (desmontagem de equipamentos), baixo consumo de energia e usabilidade conveniente ( do inglês– facilidade de uso). Todas estas vantagens não são de forma alguma possíveis sem a tecnologia de montagem em superfície - tecnologia SMT ( S superfície M conta T tecnologia) e, claro, sem componentes SMD.

O que são componentes SMD

Os componentes SMD são usados ​​em absolutamente todos os eletrônicos modernos. SMD ( S superfície M montado D dispositivo), que traduzido do inglês significa “dispositivo montado em superfície”. No nosso caso, a superfície é PCB, sem furos passantes para radioelementos:

Neste caso, os componentes SMD não são inseridos nos orifícios das placas. Eles são soldados em trilhas de contato localizadas diretamente na superfície da placa de circuito impresso. A foto abaixo mostra blocos de contato cor de estanho em uma placa de telefone móvel que anteriormente possuía componentes SMD.

Prós dos componentes SMD

A maior vantagem dos componentes SMD é o seu pequeno tamanho. A foto abaixo mostra resistores simples e:

Graças às pequenas dimensões dos componentes SMD, os desenvolvedores têm a oportunidade de colocar um número maior de componentes por unidade de área do que simples elementos de rádio de saída. Consequentemente, a densidade de instalação aumenta e, como resultado, as dimensões diminuem dispositivos eletrônicos. Como o peso de um componente SMD é muitas vezes mais leve que o peso do mesmo elemento de rádio de saída simples, o peso do equipamento de rádio também será muitas vezes mais leve.

Os componentes SMD são muito mais fáceis de dessoldar. Para isso precisamos de um secador de cabelo. Você pode ler como dessoldar e soldar componentes SMD no artigo sobre como soldar SMDs corretamente. É muito mais difícil selá-los. Nas fábricas, robôs especiais os colocam em placas de circuito impresso. Ninguém os solda manualmente na produção, exceto rádios amadores e reparadores de equipamentos de rádio.

Placas multicamadas

Como os equipamentos com componentes SMD possuem uma instalação muito densa, deve haver mais trilhas na placa. Nem todas as trilhas cabem em uma superfície, então as placas de circuito impresso são feitas multicamadas. Se o equipamento for complexo e tiver muitos componentes SMD, a placa terá mais camadas. É como um bolo multicamadas feito de camadas curtas. As trilhas impressas que conectam os componentes SMD estão localizadas diretamente dentro da placa e não podem ser vistas de forma alguma. Um exemplo de placas multicamadas são as placas telefones celulares, placas de computador ou laptop (placa-mãe, placa de vídeo, BATER etc.).

Na foto abaixo, a placa azul é o Iphone 3g, a placa verde é a placa-mãe do computador.

Todos os reparadores de equipamentos de rádio sabem que se uma placa multicamada superaquecer, ela inchará e formará uma bolha. Neste caso, as conexões entre camadas se rompem e a placa fica inutilizável. Portanto, o principal trunfo na substituição de componentes SMD é a temperatura correta.

Algumas placas usam os dois lados da placa de circuito impresso e a densidade de montagem, como você entende, dobra. Esta é outra vantagem da tecnologia SMT. Ah, sim, também vale a pena levar em conta o fato de que o material necessário para a produção de componentes SMD é muito menor, e seu custo durante a produção em massa de milhões de peças custa literalmente alguns centavos.

Principais tipos de componentes SMD

Vejamos os principais elementos SMD usados ​​em nosso dispositivos modernos. Resistores, capacitores, indutores de baixo valor e outros componentes parecem pequenos retângulos comuns, ou melhor, paralelepípedos))

Em placas sem circuito é impossível saber se é um resistor, um capacitor ou mesmo uma bobina. A marca chinesa como quiserem. Em grandes elementos SMD, ainda colocam um código ou números para determinar sua identidade e valor. Na foto abaixo esses elementos estão marcados em um retângulo vermelho. Sem um diagrama, é impossível dizer a que tipo de elementos de rádio pertencem, bem como a sua classificação.

Os tamanhos padrão dos componentes SMD podem ser diferentes. Aqui está uma descrição dos tamanhos padrão para resistores e capacitores. Aqui, por exemplo, está um capacitor SMD retangular amarelo. Eles também são chamados de tântalo ou simplesmente tântalo:

E é assim que os SMDs se parecem:

Existem também estes tipos de transistores SMD:

Que possuem um alto valor, na versão SMD ficam assim:

E claro, como podemos viver sem microcircuitos na nossa era da microeletrônica! Existem muitos tipos de pacotes de chips SMD, mas eu os divido principalmente em dois grupos:

1) Microcircuitos em que os pinos ficam paralelos à placa de circuito impresso e localizados em ambos os lados ou ao longo do perímetro.

2) Microcircuitos nos quais os pinos estão localizados sob o próprio microcircuito. Esta é uma classe especial de microcircuitos chamada BGA (do inglês Matriz de grade de bola- uma série de bolas). Os terminais de tais microcircuitos são simples bolas de solda do mesmo tamanho.

A foto abaixo mostra um chip BGA e seu verso, composto por pinos esféricos.

Os chips BGA são convenientes para os fabricantes porque economizam muito espaço na placa de circuito impresso, porque pode haver milhares dessas bolas em qualquer chip BGA. Isto facilita muito a vida dos fabricantes, mas não facilita a vida dos reparadores.

Retomar

O que você deve usar em seus designs? Se suas mãos não tremem e você quer fazer um pequeno bug no rádio, a escolha é óbvia. Mesmo assim, em projetos de rádio amador, as dimensões não desempenham um grande papel, e soldar elementos de rádio massivos é muito mais fácil e conveniente. Alguns rádios amadores usam ambos. Todos os dias, mais e mais novos microcircuitos e componentes SMD estão sendo desenvolvidos. Menor, mais fino e mais confiável. O futuro definitivamente pertence à microeletrônica.

Já conhecemos os principais componentes do rádio: resistores, capacitores, diodos, transistores, microcircuitos, etc., e também estudamos como eles são montados em uma placa de circuito impresso. Recordemos mais uma vez as principais etapas deste processo: os terminais de todos os componentes são passados ​​​​nos orifícios da placa de circuito impresso. Depois disso, os cabos são cortados e, em seguida, com verso As placas são soldadas (ver Fig. 1).
Este processo, já conhecido por nós, é denominado edição DIP. Esta instalação é muito conveniente para rádios amadores iniciantes: os componentes são grandes, podem ser soldados mesmo com um grande ferro de solda “soviético” sem a ajuda de uma lupa ou microscópio. É por isso que todos os kits Master Kit para soldagem "faça você mesmo" envolvem montagem DIP.

Arroz. 1. Instalação DIP

Mas a instalação DIP tem desvantagens muito significativas:

Grandes componentes de rádio não são adequados para a criação de dispositivos eletrônicos modernos em miniatura;
- os componentes de rádio de saída são mais caros de fabricar;
- uma placa de circuito impresso para montagem DIP também é mais cara devido à necessidade de fazer muitos furos;
- A instalação DIP é difícil de automatizar: na maioria dos casos, mesmo em grandes fábricas de eletrônicos, a instalação e soldagem das peças DIP devem ser feitas manualmente. É muito caro e demorado.

Portanto, a montagem DIP praticamente não é utilizada na produção de eletrônicos modernos e foi substituída pelo chamado processo SMD, que é um padrão hoje. Portanto, qualquer radioamador deve ter pelo menos uma ideia geral sobre o assunto.

Instalação SMD

Componentes SMD (componentes de chip) são componentes circuito eletrônico, aplicado a uma placa de circuito impresso usando tecnologia de montagem em superfície - tecnologia SMT (eng. superfície montar tecnologia). Ou seja, tudo elementos eletrônicos, que são “fixados” na placa desta forma são chamados SMD componentes(Inglês) superfície montado dispositivo). O processo de montagem e soldagem dos componentes do chip é corretamente chamado de processo SMT. Dizer “instalação SMD” não é totalmente correto, mas na Rússia esta é a versão do nome do processo técnico que se enraizou, então diremos o mesmo.

Na Fig. 2. mostra uma seção da placa de montagem SMD. A mesma placa, feita em elementos DIP, terá dimensões várias vezes maiores.

Figura 2. Montagem SMD

A instalação SMD tem vantagens inegáveis:

Os componentes de rádio são baratos de produzir e podem ser tão miniatura quanto desejado;
- as placas de circuito impresso também são mais baratas devido à ausência de furações múltiplas;
- a instalação é fácil de automatizar: a instalação e soldagem dos componentes são realizadas por robôs especiais. Também não existe operação tecnológica como cortar cabos.

Resistores SMD

O mais lógico é começar a se familiarizar com os componentes do chip com resistores, como os componentes de rádio mais simples e difundidos.
Resistor SMD à sua maneira propriedades físicasé semelhante à versão inferencial “usual” que já estudamos. Todos os seus parâmetros físicos (resistência, precisão, potência) são exatamente iguais, apenas o corpo é diferente. A mesma regra se aplica a todos os outros componentes SMD.

Arroz. 3. Resistores de CHIP

Tamanhos padrão de resistores SMD

Já sabemos que os resistores de saída possuem uma determinada grade de tamanhos padrão, dependendo de sua potência: 0,125W, 0,25W, 0,5W, 1W, etc.
Uma grade padrão de tamanhos padrão também está disponível para resistores de chip, somente neste caso o tamanho padrão é indicado por um código de quatro dígitos: 0402, 0603, 0805, 1206, etc.
Tamanhos básicos de resistores e seus especificações técnicas são mostrados na Figura 4.

Arroz. 4 Tamanhos e parâmetros básicos de resistores de chip

Marcação de resistores SMD

Os resistores são marcados com um código na caixa.
Se o código tiver três ou quatro dígitos, então o último dígito significa o número de zeros. 5. O resistor com código “223” possui a seguinte resistência: 22 (e três zeros à direita) Ohm = 22000 Ohm = 22 kOhm. O código do resistor "8202" tem uma resistência de: 820 (e dois zeros à direita) Ohm = 82000 Ohm = 82 kOhm.
Em alguns casos, a marcação é alfanumérica. Por exemplo, um resistor com código 4R7 tem uma resistência de 4,7 Ohms, e um resistor com código 0R22 tem uma resistência de 0,22 Ohms (aqui a letra R é o caractere separador).
Existem também resistores de resistência zero ou resistores de jumper. Eles são frequentemente usados ​​como fusíveis.
Claro, você não precisa se lembrar do sistema de código, basta medir a resistência do resistor com um multímetro.

Arroz. 5 Marcação de resistores de chip

Capacitores SMD cerâmicos

Externamente, os capacitores SMD são muito semelhantes aos resistores (ver Fig. 6). Só há um problema: o código de capacitância não está marcado neles, então a única maneira de determiná-lo é medindo-o com um multímetro que possua modo de medição de capacitância.
Os capacitores SMD também estão disponíveis em tamanhos padrão, geralmente semelhantes aos tamanhos de resistores (veja acima).

Arroz. 6. Capacitores SMD cerâmicos

Capacitores eletrolíticos SMS

Figura 7. Capacitores eletrolíticos SMS

Esses capacitores são semelhantes aos seus equivalentes de saída e as marcações neles geralmente são claras: capacitância e tensão operacional. Uma faixa na tampa do capacitor marca seu terminal negativo.

Transistores SMD

Figura 8. Transistor SMD

Os transistores são pequenos, por isso é impossível escrever seu nome completo neles. Eles estão limitados a marcações de código e não existe um padrão internacional para designações. Por exemplo, o código 1E pode indicar o tipo de transistor BC847A, ou talvez algum outro. Mas esta circunstância não incomoda de forma alguma nem os fabricantes nem os consumidores comuns de eletrônicos. Dificuldades só podem surgir durante os reparos. Determinar o tipo de transistor instalado em uma placa de circuito impresso sem a documentação do fabricante desta placa às vezes pode ser muito difícil.

Diodos SMD e LEDs SMD

Fotos de alguns diodos são mostradas na figura abaixo:

Figura 9. Diodos SMD e LEDs SMD

A polaridade deve ser indicada no corpo do diodo em forma de faixa mais próxima de uma das bordas. Normalmente o terminal catódico é marcado com uma faixa.

Um LED SMD também possui uma polaridade, que é indicada por um ponto próximo a um dos pinos, ou de alguma outra forma (você pode saber mais sobre isso na documentação do fabricante do componente).

Determinar o tipo de diodo SMD ou LED, como no caso de um transistor, é difícil: um código não informativo está estampado no corpo do diodo e, na maioria das vezes, não há nenhuma marca no corpo do LED, exceto a marca de polaridade. Os desenvolvedores e fabricantes de eletrônicos modernos pouco se preocupam com sua facilidade de manutenção. Presume-se que a placa de circuito impresso será reparada por um engenheiro de serviço que possua a documentação completa para um produto específico. Essa documentação descreve claramente onde um determinado componente está instalado na placa de circuito impresso.

Instalação e soldagem de componentes SMD

A montagem SMD é otimizada principalmente para montagem automática por robôs industriais especiais. Mas projetos de rádios amadores também podem ser feitos usando componentes de chips: com cuidado e atenção suficientes, a soldagem de peças do tamanho de um grão de arroz pode ser feita da maneira mais ferro de solda normal, você só precisa saber algumas sutilezas.

Mas este é um tópico para uma grande lição separada, portanto, mais detalhes sobre a instalação automática e manual do SMD serão discutidos separadamente.

Na base elementar de um computador (e não só) existe uma coisa gargalo- capacitores eletrolíticos. Eles contêm um eletrólito, o eletrólito é um líquido. Portanto, o aquecimento de tal capacitor leva à sua falha, à medida que o eletrólito evapora. E o aquecimento na unidade do sistema é uma ocorrência regular.

Portanto, substituir os capacitores é uma questão de tempo. Mais da metade das recusas placas-mãe médio e inferior categoria de preço ocorre devido a capacitores secos ou inchados. Eles quebram com ainda mais frequência por esse motivo. blocos de computador nutrição.

Como a impressão nas placas modernas é muito densa, a substituição dos capacitores deve ser feita com muito cuidado. Você pode danificar e não notar um pequeno elemento sem moldura ou quebrar trilhas (curtas), cuja espessura e distância entre elas são ligeiramente maiores que a espessura de um fio de cabelo humano. É muito difícil consertar algo assim mais tarde. Portanto, tenha cuidado.

Portanto, para substituir os capacitores, você precisará de um ferro de soldar com ponta fina com potência de 25-30 W, um pedaço de corda grossa de violão ou uma agulha grossa, fluxo de solda ou resina.

Se você inverter a polaridade ao substituir um capacitor eletrolítico ou instalar um capacitor com baixa tensão, ele poderá explodir. E aqui está o que parece:

Portanto, selecione cuidadosamente a peça de reposição e instale-a corretamente. Os capacitores eletrolíticos são sempre marcados com um terminal negativo (geralmente uma faixa vertical de cor diferente da cor do corpo). Na placa de circuito impresso também está marcado o furo para o contato negativo (geralmente com sombreamento preto ou branco sólido). As classificações estão escritas no corpo do capacitor. Existem vários deles: tensão, capacidade, tolerâncias e temperatura.

Os dois primeiros estão sempre presentes, os outros podem estar ausentes. Tensão: 16V(16 volts). Capacidade: 220µF(220 microfarads). Esses valores são muito importantes na hora da substituição. A tensão pode ser escolhida igual ou com valor nominal superior. Mas a capacitância afeta o tempo de carga/descarga do capacitor e, em alguns casos, pode ser importante para uma seção do circuito.

Portanto, a capacidade deve ser selecionada igual à indicada na caixa. À esquerda na foto abaixo está um capacitor verde inchado (ou vazando). Em geral, existem problemas constantes com esses capacitores verdes. Os candidatos mais comuns para substituição. À direita está um capacitor funcional, que iremos soldar.

O capacitor é soldado da seguinte forma: primeiro encontre as pernas do capacitor na parte traseira da placa (para mim este é o momento mais difícil). Em seguida, aqueça uma das pernas e pressione levemente o corpo do capacitor na lateral da perna aquecida. Quando a solda derrete, o capacitor inclina. Execute um procedimento semelhante com a segunda etapa. Normalmente o capacitor é removido em duas etapas.

Não há necessidade de pressa e não há necessidade de pressionar com muita força. A placa-mãe não é uma PCB de dupla face, mas sim multicamadas (imagine um wafer). Exagerar pode danificar os contatos nas camadas internas da placa de circuito impresso. Portanto, nada de fanatismo. A propósito, o aquecimento prolongado também pode danificar a placa, por exemplo, causar descascamento ou desprendimento da almofada de contato. Portanto, também não há necessidade de pressionar com força com um ferro de soldar. Apoiamos o ferro de solda e pressionamos levemente o capacitor.

Após retirar o capacitor danificado, é necessário fazer furos para que o novo capacitor possa ser inserido livremente ou com pouco esforço. Para isso, utilizo uma corda de violão da mesma espessura das pernas da peça a ser soldada. Uma agulha de costura também é adequada para esses fins, mas agora as agulhas são feitas de ferro comum e os fios são feitos de aço. Há uma chance de a agulha ficar presa na solda e quebrar ao tentar retirá-la. E a corda é bastante flexível e o aço e a solda aderem muito pior que o ferro.

Ao remover capacitores, a solda geralmente obstrui os orifícios da placa. Se você tentar soldar o capacitor da mesma maneira que aconselhei soldá-lo, poderá danificar a placa de contato e a trilha que leva a ela. Não é o fim do mundo, mas uma ocorrência muito indesejável. Portanto, se os furos não estiverem obstruídos com solda, eles simplesmente precisam ser ampliados. E se você fizer isso, precisará pressionar bem a ponta do barbante ou agulha no orifício e, do outro lado da placa, encostar o ferro de solda nesse orifício. Se esta opção for inconveniente, a ponta do ferro de soldar deve ser encostada no fio quase na base. Quando a solda derreter, o barbante caberá no buraco. Neste momento você precisa girá-lo para que não prenda a solda.

Após a obtenção e ampliação do furo, é necessário retirar o excesso de solda de suas bordas, se houver, caso contrário, durante a soldagem do capacitor, pode se formar uma tampa de estanho, que pode soldar trilhas adjacentes nos locais onde a vedação é densa. Preste atenção na foto abaixo - quão próximos os trilhos estão dos buracos. Soldar isso é muito fácil, mas difícil de perceber, pois o capacitor instalado atrapalha a visualização. Portanto, é muito aconselhável retirar o excesso de solda.

Se você não tiver um mercado de rádios por perto, provavelmente só encontrará um capacitor usado para substituição. Antes da instalação, as pernas devem ser tratadas, se necessário. É aconselhável retirar toda a solda das pernas. Eu costumo cobrir as pernas com fluxo e estanhá-las com uma ponta de ferro de solda limpa, a solda se acumula na ponta do ferro de solda. Em seguida, raspo as pernas do capacitor com um canivete (por precaução).

Isso é tudo, na verdade. Inserimos o capacitor, lubrificamos as pernas com fluxo e soldamos. Aliás, se você usar colofónia de pinho, é melhor triturá-la até virar pó e aplicá-la no local de instalação do que mergulhar um ferro de solda em um pedaço de colofónia. Então tudo funcionará perfeitamente.

Substituindo um capacitor sem desoldá-lo da placa

As condições de reparo variam, e trocar um capacitor em uma placa de circuito impresso multicamada (placa-mãe de PC, por exemplo) não é o mesmo que trocar um capacitor em uma fonte de alimentação (placa de circuito impresso de camada única e face única). Você deve ser extremamente cuidadoso e cuidadoso. Infelizmente, nem todo mundo nasceu com um ferro de soldar nas mãos, e consertar (ou tentar consertar) algo é muito necessário.

Como já escrevi na primeira metade do artigo, na maioria das vezes a causa das quebras são os capacitores. Portanto, a substituição de capacitores é o tipo de reparo mais comum, pelo menos no meu caso. Em oficinas especializadas existem para esses fins equipamento especial. Se não tiver, terá que usar equipamentos convencionais (fluxo, solda e ferro de solda). Nesse caso, a experiência ajuda muito.

A principal vantagem este métodoé que as almofadas de contato da placa deverão ser submetidas a muito menos calor. Pelo menos duas vezes. A impressão em placas-mãe baratas geralmente descasca devido ao calor. Os trilhos se soltam e consertar isso mais tarde é bastante problemático.

A desvantagem desse método é que você ainda precisa pressionar o conselho, o que também pode levar a consequências negativas. Embora, pela minha experiência pessoal, nunca tenha tido que pressionar muito. Neste caso, há todas as chances de soldagem nas pernas restantes após a remoção mecânica do capacitor.

Portanto, a substituição de um capacitor começa com a remoção da parte danificada da placa-mãe.

Você precisa colocar o dedo no capacitor e, com uma leve pressão, tentar balançá-lo para cima e para baixo, para a esquerda e para a direita. Se o capacitor oscilar para a esquerda e para a direita, as pernas estarão localizadas ao longo do eixo vertical (como na foto), caso contrário, ao longo do eixo horizontal. Você também pode determinar a posição das pernas pelo marcador negativo (uma faixa no corpo do capacitor indicando o contato negativo).

Em seguida, você deve pressionar o capacitor ao longo do eixo de suas pernas, mas não bruscamente, mas suavemente, aumentando lentamente a carga. Como resultado, a perna é separada do corpo, depois repetimos o procedimento para a segunda perna (pressione do lado oposto).

Às vezes, a perna é puxada junto com o capacitor devido a solda ruim. Neste caso, você pode alargar um pouco o furo resultante (faço isso com um pedaço de corda de violão) e inserir um pedaço de fio de cobre, de preferência da mesma espessura da perna.

Metade do trabalho está feito, agora passamos diretamente para a substituição do capacitor. Vale ressaltar que a solda não adere bem à parte da perna que estava dentro do corpo do capacitor e é melhor arrancá-la com alicate, deixando uma pequena parte. Em seguida, as pernas do capacitor preparado para substituição e as pernas do capacitor antigo são tratadas com solda e soldadas. É mais conveniente soldar o capacitor colocando-o na placa em um ângulo de 45 graus. Então você pode facilmente mantê-lo em posição de sentido.

O aspecto resultante é, claro, inestético, mas funciona e este método é muito mais simples e seguro que o anterior em termos de aquecimento da placa com ferro de soldar. Boa renovação!

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