Что такое резисторная сборка

SMD-резисторы: устройство и назначение

Резистор – пассивный элемент электрических цепей, обладающий определенным сопротивлением. С его помощью в электронике и электротехнике ограничивают ток или получают необходимые параметры напряжения. SMD-резисторы – это мелкие электронные компоненты, разработанные для поверхностного монтажа на печатную плату.

Содержание статьи

Ранее при сборке радиоэлектронной аппаратуры осуществлялся навесной монтаж элементов или их продевание в печатную плату через предусмотренные отверстия. SMD-резисторы изготавливаются с контактными выводами, с помощью которых крепятся непосредственно на токопроводящую дорожку электронной схемы. Процесс может быть частично или полностью автоматизирован.

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:

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.

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:

Маркировка с цифрами в начале и буквой после них может использоваться для деталей с допусками 2 %, 5 %, 10 %. Расшифровка таких маркировок осуществляется по таблицам.

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:

Состав резистивного слоя, характер его обработки, технология нанесения на подложку чаще всего являются ноу-хау производителя и держатся в строжайшей тайне.

Применение SMD-резисторов

Такие изделия позволяют эффективно решать различные задачи:

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:

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.

Источник

Что такое резисторная сборка

Всем привет.

есть ряд вопросов.. я не электронщик и в школе плохо учился. А тут решил собрать по монтажке плату из «конструктора» (так дешевле выходит). И вроде почти собрал, но в конце нервы сдали и порастерял несколько деталей из «конструктора». Пришлось задуматься об их покупке и заодно о том, что я уже напаял. Из этих дум я вывел конкретные вопросы и решил запостить на радиоэлектронный форум

1) резисторная сборка, размер 0603 4вх/4 вых
автор указал номинал «10 к»
1.1) что он имел ввиду
1.2) как может быть промаркирована такая сборка

2) резисторная сборка, размер 0603 4 вх/4вых
указан номинал 120
2.1) что имелось ввиду
2.2) как может быть промаркирована такая сборка?

3) резисторная сборка, размер 0603 4 вх/вых
указан номинал 1к
3.1) что имелось ввиду
3.2) как может быть промаркирована такая сборка

5) резисторная сборка
я вот все «сборка, сборка, 8 ножек» а вооще на самом деле что это такое?
а) 4 отдельных резистора в одном чипе, нельзя чтобы при пайке ножки слипались
б) это один резистор с 4 входами и 4 выходами, можно чтобы при пайке ножки слипались

6) микросхема программируемой логики ALTERA MAX в корпусе tfqp-100.
интересует правильный способ ее пайки, чтобы не сжечь. Ну и неправильный способ, при котором вероятность сжечь повышается.

8. в прайсе «чип-резисторы» одного из магазинов, не указываю название, увидел такие данные, как их расшифровать? :
а) чип 0805 9.1M
б) чип 1206 0.0R
в) чип 0402 10.0K 5%

Последний раз редактировалось segfault Сб авг 29, 2009 16:17:14, всего редактировалось 1 раз.

Источник

Резисторная сборка

Конструкция, маркировка и применение резисторных сборок

Кроме дискретных, то есть отдельных резисторов, в электронике активно применяются резисторные сборки (наборы, массивы). Особенно легко их обнаружить на платах от цифровой электроники.

Резисторная сборка имеет довольно простое устройство. В одном корпусе объединены несколько резисторов с одинаковым сопротивлением. В зависимости от назначения, резисторы внутри корпуса соединяются определённым образом.

Внешний вид резисторных сборок в различных корпусах.

Основное преимущество резисторных сборок перед дискретными резисторами, это уменьшение количества компонентов в схеме. За счёт этого удаётся сократить площадь печатной платы, а также уменьшить количество паяных соединений. В результате снижаются не только расходы на монтаж, но и габариты устройства.

Благодаря общей подложке, а также тому, что все резисторы сборки изготавливаются в едином технологическом процессе, разброс их параметров минимален.

Например, такой параметр, как TCR Tracking, показывает, насколько близко сопротивление одного резистора «следует» за сопротивлением других резисторов в сборке в заданном диапазоне температур.

Для некоторых изделий TCR Tracking составляет всего 50 ppm/°C, при общей величине ТКС для всего набора ±250 ppm/°C. То есть сопротивление соседних резисторов в сборке под действием температуры изменяется крайне мало по отношению к друг другу, что хорошо сказывается на функционировании схемы в целом.

Более образно это можно представить, как отставание бегунов друг от друга при забеге, где бегуны – это сопротивление отдельных резисторов в сборке, а забег – это изменение температуры.

Резисторные сборки выпускаются в разных корпусах: SIP (выводы в один ряд), DIP (два ряда выводов под монтаж в отверстия), SOIC (под поверхностный SMT-монтаж). Также есть чип-сборки, о которых мы ещё поговорим.

Технологии, по которым изготавливаются резисторные массивы: толстоплёночная и тонкоплёночная. Обе эти технологии активно применяется и для производства SMD резисторов. Также можно встретить металлоплёночные резисторные сборки.

Рассеиваемая мощность резисторов в составе сборки невелика. Так как они преимущественно используются в сигнальных цепях, то мощность их может быть в пределах 0,062. 1,38 Вт. на каждый отдельный элемент. Мощность резисторов миниатюрных SMD-сборок может составлять аж крохотные 0,03 Вт (1/32W) на элемент. Более точную информацию по данному параметру можно узнать из технической документации, даташита на конкретную модель сборки.

Обозначение резисторной сборки на принципиальной схеме.

Каких-то строгих правил для обозначения сборки резисторов на принципиальной схеме нет. Как правило, указываются обычные постоянные резисторы. Но, можно встретить и вот такие обозначения.

На схемах, и в таблицах с перечнем компонентов, резисторная сборка может обозначатся, как RN1 (Resistor Networks, – «Резисторные сети» или «Сеть из резисторов»). Последняя цифра или число указывает на порядковый номер элемента в схеме (RN1, RN20, RN7 и т.п.). В технической документации чаще встречается выражение Resistors Array, то есть «Массив резисторов», а сокращённое обозначение имеет вид RA1.

В том случае, если элементы сборки разнесены в схеме по разным областям, то они могут иметь индекс RN1A, RN1B.

На печатных платах рядом с резисторной сборкой можно обнаружить надпись шелкографией RN1 или RJ1 («Резисторы Совместные», от англ. – Resistors Joint).

Также легко встретить надпись RP1. Можно предположить, что оно образовано от выражения resistors pack или resistors package – пакет/упаковка резисторов. Уже по этому признаку можно определить, что на печатной плате рядом с надписью установлен именно массив резисторов, а не какая-нибудь микросхема или иной компонент.

Конструкция резисторной сборки и схемы соединений.

Существует несколько вариантов схем, по которым резисторы соединяются внутри корпуса сборки. Вот лишь несколько примеров.

Конструкция резисторной сборки следующая. Для большей наглядности удалим защитное покрытие на одной из них и посмотрим, как же она устроена.

Исполнение такой сборки мало чем отличается от конструкции рядового толстоплёночного чип-резистора. Как уже говорилось, массивы резисторов в основном изготавливают по толстоплёночной и тонкоплёночной технологии, которые активно используются в производстве SMD-резисторов.

Как видим по фото, имеется общая керамическая подложка, как правило, из оксида алюминия (alumina substrate, Al₂O₃), на которой сформированы соединительные дорожки.

Резистивный слой между соединительными проводниками нанесён трафаретным способом. Для финальной подгонки сопротивления до номинала используется лазерный тримминг. Это видно по специфическим надрезам (Поперечный i-рез, он же «Plunge Cut»).

По виду соединительных дорожек можно определить, что эта сборка состоит из четырёх отдельных, изолированных друг от друга резисторов на 10 килоом (10kΩ).

Чип резисторные сборки (Chip Resistor Arrays или Chip Resistor Networks).

Естественно, для поверхностного монтажа также выпускаются резисторные сборки. Они мало чем отличаются от обычных SMD резисторов, разве что имеют другие размеры. Например, сборка из двух резисторов может иметь размер 0404 (2 × 0402), 0606 (2 × 0603). Обычно, чип-набор состоит из 2, 4 или 8 резисторов.

Выполняются такие сборки по толстоплёночной (thick film) или тонкоплёночной (thin film) технологии. Чип-наборы на основе толстой плёнки дешевле, как и аналогичные дискретные чип-резисторы.

Применение чип-резисторных сборок позволяет сократить площадь монтажа аналогичных отдельных компонентов на 40% и более. При этом сокращение расходов на SMT-монтаж, при использовании чип-наборов может достигать 75%. Как видим, выигрыш очевиден.

На рисунке показано устройство резисторной SMD сборки в боковом разрезе.

Как видим, основные элементы всё те же, что и у обычных SMD-резисторов: подложка из оксида алюминия (alumina substrate), внутренний электрод (inner electrode), межслойный электрод (between electrode), внешний электрод (outer electrode), резистивный элемент из толстой плёнки (thick film resistive element), защитное покрытие (protective coating).

Чип сборки могут иметь определённую форму выводов (электродов): вогнутую (Concave) и выпуклую (Convex).

Для защиты целостности резистивного слоя и электродов от повреждений и ударов некоторые производители переносят резистивный слой на нижнюю часть подложки. Такие сборки носят название инверсных (Inverted Type Array).

На рисунке показаны две конструкции чип-сборок с инверсным размещением резистивного слоя. Конструкция типа Short-free inverted имеет укороченные электроды, благодаря чему реализована защита от короткого замыкания в случае их повреждения. Конструкция Concave inverted имеет вогнутый тип электродов, а резистивный слой размещён на нижней части подложки.

Также выпускаются миниатюрные SMD-сборки (Flat, Small Array) с размещением резистивного слоя на внешней стороне, так и варианты с инверсным размещением (Inverted Flat, Small Array).

Маркировка резисторных сборок.

Единых стандартов в маркировке резисторных сборок нет, каждая фирма-производитель маркирует свои изделия по своим правилам. Исключением являются, разве что, чип-сборки.

Единственное, что можно отметить, так это то, что в маркировке сборок под монтаж в отверстия всегда указан номинал резисторов. На некоторых изделиях номинал сопротивления указывается прямо, например, так: 10K, 10KΩ (10 килоом), 3.3K (3,3 килоом).

На изделиях фирмы Bourns ® сопротивление резисторов обычно кодируется тремя цифрами: 103 (10000 – 10 килоом), 104 (100000 – 100 килоом), 751 (750 ом), 221 (220 ом). Такой способ маркировки практически ничем не отличается от того, что применяется для указания номинала сопротивления на SMD-резисторах.

Также стоит отметить, что на корпусе наносится специальный знак (ключ) для указания первого вывода, аналогично тому, как это делается на корпусе микросхем. Это необходимо для того, чтобы правильно определить начало нумерации выводов. Ключом может быть точка, цветная полоса, квадратный символ. Присмотритесь к фотографиям, и вы их с лёгкостью обнаружите.

Как и любой другой компонент, каждая сборка принадлежит к какой-либо серии. Техническую документацию (он же даташит) на серию легко найти по маркировке, которая наносится на корпус изделия. В даташите приводятся все параметры и характеристики, правила маркировки и возможные схемы соединений резисторов внутри корпуса.

По понятным причинам, на корпус чип-сборок для поверхностного монтажа наносится лишь маркировка с кодом номинального сопротивления резисторов. На самых малых размерах маркировка и вовсе отсутствует.

Маркировка резисторных SMD-сборок аналогична маркировке обычных одинарных чип-резисторов. Если размеры корпуса позволяют, то на защитном покрытии указывается номинальное сопротивление. Например, так:

103 – 10000 – 10 кОм;

На следующей фотографии показаны различные чип-сборки с маркировкой число-буквенным кодом и его расшифровка.

Далее показаны различные сборки резисторов, приводятся их основные характеристики и особенности.

Фотографии резисторных сборок.

Довольно древняя сборка CTS 750-101-R10K на 10 кОм в корпусе SIP (Resistor networks). Схема соединений «Bussed» – шинное.

Сборка BI-698-3-R10K из 8 прецизионных тонкоплёночных резисторов на 10 кОм (ТКС всего ±50 ppm/°C, точность 0,5%). Цифрой 3 в маркировке обозначается тип соединения: изолированные резисторы (Isolated Resistors).

Сборка 4610X-101-103 (10X-1-103) фирмы Bourns ® из 9 толстоплёночных резисторов на 10 кОм. Соединение шинное (bussed) с одним общим выводом. ТКС для данного номинала ±100 ppm/°C (-55. +125°C), точность ±2%.

В изделии может быть от 3 до 13 резисторов в зависимости от модификации. Номинальная мощность рассеивания каждого из резисторов 0,2 ватта при 70°C.

Где применяются резисторные сборки?

Наибольшее применение резисторные сборки получили в вычислительной технике. Цифровая электроника изобилует схемотехническими решениями, которые легко масштабируются. В результате требуется огромное количество повторяющихся блоков с одинаковым набором компонентов.

Назовём лишь несколько схемотехнических решений, в которых резисторные сборки актуальны и востребованы:

Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). Сборки применяются в ЦАП с архитектурой на базе лестничной матрицы R-2R (R/2R Ladder Networks). В резисторных сборках под этот тип ЦАП применяется всего два номинала резисторов;

Декодирующие матрицы и делители напряжения, аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Используются для преобразования аналогового сигнала в цифровой, например, в измерительной технике;

Подтягивающие резисторы на выходах микроконтроллеров. Используются сборки с резисторами одного номинала и общим выводом;

Наборы изолированных резисторов применяются в схемах ОЗУ (DRAM) в качестве демпфирующих резисторов. Резисторные SMD-сборки легко обнаружить на плашках оперативной памяти от ПК;

Как согласующие резисторы в SCSI-системах, которые используются для работы с периферийными устройствами в компьютерах. На рисунке показана трёхрезисторная конфигурация для дифференциально-линейной версии шины SCSI;

Как изолированные резисторы в схемах с высокой плотностью монтажа;

Как набор перемычек (сборки резисторов с нулевым сопротивлением).

Источник

Преимущества применения наборов резисторов над дискретными резисторами в микропроцессорной технике

Чип-резисторы и наборы резисторов широко применяются в современной радиоэлектронике благодаря их компактным размерам, широкому ряду моделей и т. д. С технической и экономической точек зрения, в цифровой и микропроцессорной технике целесообразно применять наборы резисторов, а не дискретные резисторы. В статье рассматриваются вопросы о преимуществах наборов резисторов над дискретными резисторами.

При проектировании и изготовлении цифровой и микропроцессорной техники (см. рис. 1) ее контакты всегда находятся либо в состоянии логического 0, либо в состоянии логической 1. В некоторых случаях необходимо изменить состояние с 0 на 1 или с 1 на 0. В любом случае следует удерживать цифровой контакт либо в 0 и затем изменить состояние на 1, либо удерживать его на 1, а затем изменить на 0. Так или иначе, цифровой вывод должен быть либо «высоким», либо «низким», но его нельзя оставлять плавающим.

Рис. 1. Пример цифрового входа – схемы Pull-Up и Pull-Down

Поскольку цифровая схема работает при слабом токе, подключение логических контактов непосредственно к напряжению питания или заземлению является неприемлемым вариантом. В силу того, что прямое соединение в конечном итоге увеличивает ток, как и короткое замыкание, может повредиться чувствительная логическая схема. Чтобы контролировать ток, требуются резисторы с понижением или повышением напряжения. Подтягивающий к питанию (pull-up) резистор позволяет контролировать ток от источника напряжения питания к цифровым входным контактам, а подтягивающие к земле (pull-down) резисторы эффективно управляют током от цифровых контактов к земле. В то же время оба резистора, понижающий и повышающий, поддерживают цифровое состояние низкого или высокого логического уровня, соответственно.

Резисторы Pull-up и Pull-down применяются для разных схем логического уровня во встроенном оборудовании, однопроводной системе протоколов, периферийных соединениях и прочих микроконтроллерных и микропроцессорных устройствах.

Поскольку у цифровых и микропроцессорных устройств количество входов/выходов соответствует разрядности 2N, где N – целое число, применяется большое количество подтягивающих и понижающих резисторов. В данном случае технически и экономически обосновано применение наборов резисторов, а не дискретных резисторов.

Наборы резисторов обладают рядом преимуществ над дискретными резисторами. К ним относятся:

Наборы резисторов широко применяются в телекоммуникационном оборудовании, бытовых и промышленных электроприборах. Они оптимальны в случае необходимости экономии места на печатной плате. Наборы резисторов позволяют минимизировать габариты устройств, уменьшить стоимость и количество элементов, а экономия занимаемого места на плате достигает 33%.

Рис. 3. Распределение ТКС резисторов в наборе

Температурный коэффициент сопротивления показывает, насколько близко сопротивление одного резистора «следует» за сопротивлением других резисторов в сборке в заданном диапазоне температур. Как видно из рисунков 2–3, типичное распределение ТКС для наборов резисторов составляет всего ±25 ppm/°C, в отличие от дискретных чип-резисторов, у которых этот показатель равен ±200 ppm/°C. Таким образом, значения сопротивления соседних резисторов в сборке под воздействием температуры изменяются крайне мало по отношению к друг другу, что хорошо сказывается на функционировании схемы в целом.

Рис. 4. Распределение допускаемого отклонения сопротивления чип-резисторов

На рисунках 4–5 представлены распределения допускаемого отклонения сопротивления чип-резисторов и резисторов в наборе. Как видно из рисунков 4–5, типичное распределение допускаемого отклонения резисторов в наборе резисторов составляет ±2%, для дискретных чип-резисторов оно равно ±5%. В отличие от дискретных чипов в резисторных сборках, разброс параметров минимален благодаря общей подложке, а также тому, что все резисторы сборки изготавливаются в едином технологическом процессе.

Рис. 5. Распределения допускаемого отклонения сопротивления резисторов в наборе

Одно из преимуществ наборов резисторов над дискретными резисторами – меньшее число компонентов в схеме. За счет этого удается сократить площадь печатной платы, а также уменьшить количество паяных соединений. В результате снижаются не только расходы на монтаж, но и габариты устройства.

Рис. 6. Распределение температуры в наборе резисторов

Еще одним преимуществом наборов резисторов является распределение тепла по всему корпусу (см. рис. 6). Рассмотрим случай, когда чаще всего работает один канал цифрового контроллера, а три остальных включаются периодически; схема реализована через понижающие резисторы. При использовании отдельно установленных резисторов один из них всегда перегружен, что, в свою очередь, негативно отражается на надежности всей системы. При использовании набора резисторов нагрев распределяется равномерно по всей сборке.

Рис. 7. Изолированные резисторы в наборе

Очевидное преимущество, которое обеспечивают наборы резисторов, состоит в интеграции нескольких резисторов в одну часть. Это снижает общее количество компонентов и мест размещения, уменьшает размер, вес конструкции и повышает надежность. Влияние сокращения количества мест размещения может быть значительным. На самом деле, для наборов резисторов небольшого размера затраты на размещение намного превышают стоимость самого компонента, если учитывать общую стоимость использования каждого компонента. Даже несмотря на то, что цена набора резисторов 4х0603 превышает стоимость четырех дискретных чип-резисторов 0603, общая стоимость решения с массивами ниже, чем дискретного решения, с учетом затрат на размещение четырех дискретных компонентов по сравнению с одним массивом.

Рис. 8. Резисторы с общим выводом в наборе

Существуют разные электрические схемы соединения резисторов в наборе – они представлены на рисунках 7–9.

Рис. 9. Электрическая схема «двойной терминатор»

Массив подтягивающих к питанию или к земле резисторов от цифровых входов можно монтировать как с изолированной электрической схемой, так и с общим выводом.

Например, при использовании электрической схемы «двойной терминатор» с сопротивлениями R1 = 220 Ом и R2 = 330 Ом получим:

При изменении направления напряжения получим:

V_1вых№2 ± 2% в диапазоне 2,94–3,06 В, R_11вых№2 ± 2% в диапазоне 1,96–2,04 В.

Электрическая схема резисторов в наборе «двойной терминатор» применяется для подключения линий передачи данных TTL, а также в качестве пар завершающих согласованных резисторов в высокоскоростном протоколе ECL (эмиттерно-связанная логика). Типовое применение показано на рисунке 10.

Рис. 10. Типовое применение наборов резисторов в высокоскоростном протоколе ECL

На российском рынке электронных компонентов представлены наборы резисторов, которые изготавливаются в разных конструктивных исполнениях.

Наборы резисторов разделяют по типу монтажа на поверхностный (SMD) и навесной. В свою очередь, наборы резисторов для поверхностного монтажа подразделяются на безвыводные и выводные. В таблице представлены отечественные предприятия–производители, которые выпускают наборы резисторов, а также их основные технические характеристики.

* В отличие от импортных аналогов, шаг между выводами в наборе резисторов равен 2,50 мм, а не 2,54 мм.

Источник