برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

SMD مخفف Surface Mount Device که به قطعات نصب سطحی معروف هستند.این قطعات از تکنولوژی SMT که مخفف Surface Mount Technology می باشد بهره میگیرند.این تکنولوژی به تکنولوزی نصب سطحی معروف هستند.کلیه قطعاتی که با این تکنولوژی ساخته می شوند بصورت سطحی روی بورد مدار چاپی نصب و لحیم کاری میشوند.این قطعات ابعاد کوچکتری دارند و این یک مزیت محسوب میشود و در اکثر دستگاههای پرتابل امروزی و دستگههایی که به نوعی محدودیت فضا وجود دارد استفاده میشوند.

در شکل زیر تمامی قطعات SMD را مشاهده میکنید.

 

 

 

انواع قطعات  SMD:

مقاومت های SMD

خازن های SMD

خازنهای تانتالیوم SMD

ترانزیستورهای SMD

آی سی های  SMD

FPGA های SMD

1-1- مقاومتهای  SMD:
مقاومتهای SMD در چندین اندازه وجود دارند.اندازه بصورت یک کد 4 رقمی توصیف میشود.2 رقم اول طول و 2 رقم آخر عرض را نشان میدهند .

برای مثال، سه اندازه که بیشتر استفاده میشوند بصورت زیر هستند:
0603 یعنی 60*30 mil  یا 1.6*0.8mm

0805 یعنی 80*50 mil  یا 2.0*1.25mm

1206 یعنی 120*60 mil  یا 3.2*1.6mm

نکته: دو رقم اول و دو رقم آخر را در 10 میل ضرب میکنیم

1-2- خازنهای  SMD:

خازنهای SMD در مقادیر 1 پیکو فاراد تا 1 میکرو فاراد موجود هستند.اندازه این خازنها شبیه مقاومتهای 0603 تا 1206 می باشد.اکثراً این خازنها از نوع سرامیکی هستند.

1-3- خازنهای تانتالیوم SMD :

این خازنها در رنج 1 میکرو فاراد و بزرگتر موجود می باشند.

اندازه این خازنها با حروف A تا E مشخص میشود.

این نوع خازنها پلاریته مثبت و منفی دارند و پلاریته مثبت با نوار رنگی روی قطعه مشخص شده است.

1-4- ترانزیستورهای  SMD:

انواع مختلفی برای ترانزیستورهای SMD وجود دارد ولی معمول ترین اندازه برای ترانزیستورهای سیگنال کوچک SOT-23  و SOT-223 می باشد.

1-5- آی سی های SMD :

معمول ترین اندازه برای این نوع آی سی ها SO-8 و SO-14 می باشد (SOIC-8 و SOIC-14 هم گفته میشود) .

1-6- FPGA های  SMD:
امروزه 3 نوع بسته بندی معمول برای FPGA داریم :

TQFP (Thin Quad Flat Pack), 100 or 144 pins.
PQFP (Plastic Quad Flat Pack), 208 or 240 pins.
BGA (Ball-Grid Array), 256 to 1000+ pins.

 

 

 

2-    بورد SMD چیست؟

عبارت بورد SMD از سر کلمه‌های Surface Mounted Device  گرفته شده که نوعی تکنولوژی ساخت برای قطعاتی است که به صورت سطحی نصب می‌شوند در این روش در بورد اصلی هیچگونه سوراخی برای نصب قطعات وجود ندارد. و پایه‌های قطعات هم به گونه‌ای ساخته نشده‌اند که از درون سوراخ‌های بورد عبور کنند. این آی‌سی‌ها برد SMD دارای پایه‌های کوتاه و به هم نزدیک و هم‌چنین ارتفاع بسیار کمی هستند.

 از این قطعات بورد SMD در موبایل و وسایلی که تمایل به کوچک تر کردن آنها داریم استفاده می شود.

 بسیاری از آی سی ها‌ی بورد SMD متداول از جمله تقویت کننده های عملیاتی، مقایسه کننده ها، تقویت کننده های صوتی، تایمر ها، آی سی‌های مرجع ولتاژ و بسیاری از آی سی های بورد SMD دیگر همگی به صورت قطعه های نصب سطحی ارائه شده اند.

 بسیاری از قطعه های بورد SMD  دیگر نیز به صورت قطعه های نصب سطحی ارائه می شوند که برای کار در مدارهای خاص میباشند.

 

3-    آموزش لحیم کاری قطعات SMD با هویه هوای داغ:

برای لحیم کاری قطعات SMDاز خمیر قلع و هویه هوای داغ استفاده میشود.

3-1- خمیر قلع (SOLDER PASTE ) :
خمیری خاکستری و چسبناک و حاوی ماده FLUX است که برای لحیم کاری بهتر استفاده میشود.این ماده در هنگام لحیم کاری قطعات SMD به طرز شگفت انگیزی کار را راحت میکند.برای استفاده از این خمیر نیاز به دستگاه HOT AIR خواهیم داشت تا این خمیر را ذوب کند. به دلیل چسبندگی زیاد این ماده توصیه میشود از ابزارهایی مانند سرنگ و دستگاههای مورد استفاده دندانپزشکان برای تزریق خمیر استفاده شود.
این خمیر در بسته بندی های مختلف عرضه میشود :
1- ارائه شده در ظرف

2- ارائه شده در پکیج سرنگی

 

3-2- هویه هوای داغ ( HOT AIR BLOWER ) :

این نوع هویه ها انواع متنوعی دارند که میتوانند فقط شامل دستگاه دمنده هوای داغ باشند و یا در کنارشان یک هویه قلمی هم داشته باشند که به این نوع Hot Air Soldering Station گفته میشود. طرز کار دستگاه به این صورت است که داخل دستگاه یک واحد تولید هوا بافشار هست تا به جای انتقال گرما به جامد اینکار با هوا انجام شود تا به عنوان مثال آی سی با 100 پایه را با این روش خیلی راحت میتوان لحیم و یا تعویض کرد. این دستگاه دارای کترل دما و کنترل فشار هوا میباشد. همانطور که در تصویر پایین مشاهده میشود این هویه ها دارای نازلهای هوای با سایزهای مختلف جهت استفاده برای لحیم کاری قطعات با ابعاد مختلف میباشد.

 

روش لحیم کاری با این نوع هویه به طبق دستور العمل زیر عمل نمایید:

ابتدا مکانی رو که میخواهید لحیم کنید با تینر و مسواک خوب تمیز کنید.بعد سر هر پد قطعه مورد نظر روی فیبر را به اندازه خود پد ،خمیر قلع بزنید.بعد قطعه مورد نظر را به آرامی بر روی پدهایی که خمیر قلع زده اید قرار دهید (اینکار را به وسیله پنس انجام دهید تا قطعه دقیقاً در محل خود قرار بگیرد) سپس کمی فشار به قطعه وارد کنید تا در توسط خمیر قلع به فیبر بچسبد. حالا بسته به اندازه قطعه یک سری مناسب انتخاب و سر هیتر نصب کنید و نازل هیتر را دور تا دور پایه های قطعه بچرخانید (در صورت امکان قطعه را توسط پنس نگه دارید تا برخورد فشار باد هویه جابجا نشود) تا تمام پایه های قطعه SMD مورد نظر به ظور یکسان حرارت داده شود و از داغ شدن قطعه جلوگیری شود. خمیر قلع بعد از حرارت دیدن ذوب میشود و تغییر حالت میدهد و مانند قلع پایه های قطعه را به فیبر لحیم میکند. حالا کمی صبر کنید تا دمای قطعه کم شود سپس با تینر و فرچه (مسواک) محل لحیم کاری شده را تمیز کنید.

ولی قیمت این هویه بالا بوده و همه به این ابزار دسترسی ندارند برای همین در این مقاله روش لحیم کاری با هویه به صورت مصور شرح داده شده است.

4-    آموزش لحیم کاری قطعات SMD با هویه معمولی:

برای این کار نیاز است تا از یک هویه ۴۰ وات با نوک مخصوص SMD استفاده کنید. فرض کنید می خواهیم یک ترانزیستور SMD را با هویه مخصوص SMD لحیم کنیم.

 گام اول:

یکی از PAD ها را قلع اندود می کنیم.

 

گام دوم:

قطعه SMD را با پنس در مکان خود قرار می دهیم. بعد از اینکه از قرار کردن قطعه در جای خود مطمئن شدید، با هویه پایه ای از قطعه را که قبلا قلع اندود شده بود را لحیم میکنیم.

 

گام سوم:

با پنس بر روی قطعه فشار وارد کرده و با هویه آن پایه را دوباره گرم کنید. با این کار می خواهیم از اتصال درست پایه مطمئن شویم.

 

گام چهارم:

قطعه با لحیم شدن یکی از پایه ها در مکان خود کاملا ثابت بوده و به راحتی می توان بقیه پایه ها را لحیم کرد.

 

گام پنجم:

با استفاده از تینر ۱۰,۰۰۰ فوری و یک فرچه تمیز کننده برد، محل لحیم کاری را از روغن لحیم و براده ها تمیز کنید.

 

5-    نگاهی به مونتاژ بوردهای SMD به روش صنعتی:

معمولا بورد SMD به کمک خمیر قلع به همراه آون (کوره) مونتاژ بوردها انجام می‌شود. یعنی بورد SMD به کمک یک شابلن استنلس استیل محل‌هایی که باید لحیم شوند، به خمیر قلع آغشته می‌شوند سپس دستگاهی به صورت اتوماتیک قطعات بورد SMD را از ریل آنها بلند کرده و در جای مخصوص به خودشان قرار می‌دهد.

خمیر قلع در این مرحله برد SMD  مانند یک چسب قطعات بورد SMD  را در جای خود نگه می‌دارد و از تکان خوردنشان جلوگیری می‌کند.

در مرحله بعدی بورد SMD روی ریل به کوره منتقل می‌شوند و حرارت خمیر قلع را ذوب کرده و لحیم کاری به صورت کامل و یک‌جا انجام می‌شود.

دستگاهی که قطعات بورد SMD را روی بورد قرار می‌دهد smd(smt) Pic Place است که روباتی بسیار پیشرفته و گران قیمت است. این دستگاهها معمولا از پردازش تصویر برای جای‌دهی صحیح قطعات برد SMD (از نظر زاویه) استفاده می‌کنند