همه چیز راجع به خازن SMD

00:00 1401/06/09

استفاده از قطعات سنتی پایه دار برای مونتاژ ماشینی آسان نبود زیرا پایه‌ مقاومت‌ها و خازن‌ها باید از پیش به فرم مورد نظر در می‌آمد تا بتواند در سوراخ برد قرار بگیرد، و حتی برخی آیسی‌ها نیز نیاز داشتند که فرم پایه‌هایشان قبل از مونتاژ تنظیم شود تا مناسب مونتاژ ماشینی گردند. این پروسه بسیار دشوار بود زیرا پایه‌ها در برخی موارد نمی‌توانستند وارد جای خود شوند، و این امر باعث بروز خطا می‌شد و نیاز به توقف ماشین آلات و  مداخله اپراتور  برای حل مشکل و  جایگذاری صحیح قطعات در جای خود بود. این امر روند مونتاژ PCB را کند می‌کرد و هزینه ها را به میزان قابل توجهی افزایش می‌داد. برای حل این مشکل مهندسین شروع به توسعه تکنولوژی SMT کردند. در این تکنولوژی نیازی به عبور پایه قطعه از برد نیست، و قطعات مستقیما روی برد قرار گرفته و لحیم می‌شوند. با تولد این تکنولوژی و بوجود آمدن قطعات سازگار با آن، مزایای این روش به سرعت درک شد و این تکنولوژی رشد کرد.  فن آوری نصب سطحی (Surface Mount Technology) و قطعات نصب سطحی (Surface Mount Device) مرتبط با آن، به طور قابل توجهی مونتاژ PCB را سرعت می بخشند زیرا قطعات به سادگی روی برد نصب می شوند.

خازن‌های SMD امروزه بیشترین کاربرد را در میان خازن‌ها دارند زیرا کوچکتر، سبکتر، بدون پایه و به راحتی روی برد قرار می‌گیرند و برای تولید با حجم بالا ایده‌آل هستند. همچنین دارای عملکرد بسیار خوبی هستند، برخی از خازن‌های SMD به دلیل نداشتن پایه عملکرد بهتری در فرکانس‌های بالا دارند.

لیون الکترونیک (فروشگاه قطعات الکترونیک مرجع اصلی واردات قطعات الکترونیک) در این مقاله شما را با خازن smd و انواع آن آشنا میکند:

 خازن SMD

خازن های SMD از نظر ساختار داخلی و عملکرد، مشابه نمونه های قبلی خود هستند. تفاوت اساسی این خازن‌ها با مدل‌های قدیمی، داشتن اتصالات فبزی به جای پایه است. و این تفاوت باعث ایجاد یک سری مزیت گردیده که در زیر به آن‌ها اشاره شده است.

سهولت در مونتاژ : مانند سایر قطعات SMD، خازن های SMD با استفاده از تجهیزات مونتاژ اتوماتیک بسیار راحت‌تر و سریعتر مونتاژ می‌گردند.

اندازه: خازن های SMD را می توان بسیار کوچکتر از نوع پایه دار آن تولید نمود. زیرا علاوه بر نبود پایه‌ها، دست سازندگان در تولید نمونه‌های کوچکتر بازتر است.

اندوکتانس کاذب پایین تر: این واقعیت که نیازی به پایه نیست و قطعات کوچکتر هستند، به این معنی است که سطوح اندوکتانس کاذب بسیار کمتر است و این خازن ها نسبت به نمونه مشابه پایه دارشان به  خازن ایده آل نزدیکتر هستند.

هزینه کمتر: خازن‌های SMD علاوه بر کمک به سهولت و سرعت مونتاژ ، به کاهش هزینه تولید نیز کمک می‌کنند و این امر به کاهش قابل توجه هزینه‌های تولید مدارات گردیده است.

خازن های مولتی لایر سرامیکی SMD

خازن های SMD مولتی لایر سرامیکی، اکثریت خازن های SMD را تشکیل می دهند که در تعداد بسیار بالا تولید و مصرف می‌شوند. آنها معمولاً در همان نوع پکیج‌هایی که برای مقاومت‌های SMD استفاده می‌شوند تولید می‌شوند.

خازن smd

 شکل خازن‌های مولتی لایر سرامیکی SMD

 

ساختار خازن‌های مولتی لایر سرامیکی SMD

انواع خازن‌ های مولتی لایر سرامیکی SMD از یک بلوک مستطیلی از دی الکتریک سرامیکی تشکیل شده است که در آن تعدادی الکترود از جنس فلز به صورت لایه لایه وجود دارد. این ساختار چند لایه باعث نامیدن این خازن به این نام و مخفف MLCC، یعنی خازن سرامیکی چند لایه می‌شود. این ساختار باعث ایجاد ظرفیت خازنی بالایی در واحد حجم می شود. الکترودهای داخلی یا از آلیاژ نقره پالادیوم (AgPd) به نسبت 65:35 و یا نقره نیکل اندود شده تشکیل شده است، که در نهایت با یک لایه قلع اندود شده (NiSn) به دو پایه متصل شده‌اند.

روش تولید خازن مولتی لایر سرامیکی SMD

 مواد اولیه تشکیل دهنده دی الکتریک آسیاب شده و با دقت مخلوط می شوند. سپس آنها را تا دمای 1100 تا 1300 درجه سانتیگراد حرارت می‌دهند تا ترکیب شیمیایی مورد نیاز حاصل شود. ترکیب حاصل دوباره آسیاب می شود و مواد افزودنی به آن اضافه می شود تا خواص الکتریکی مورد نیاز را فراهم گردد. در مرحله بعدی مواد آسیاب شده با یک حلال مخلوط ویک جور ماده چسباننده با آن اضافه می‌گردد. این کار باعث می شود که بتوان ورق های نازکی از دی الکتریک را با روش ریخته گری یا نورد ساخت. برای خازن‌های چندلایه، لایه‌های الکترود روی ورقه‌های دی الکتریک پرینت یا لایه نشانی می‌گردد و پس از انباشته شدن و پرس کردن ورق‌ها با سرامیک فشرده در دمای بین 1000 تا 1400 درجه سانتی‌گراد پخت می‌شود. الکترودهای کاملا محصور شده در سرامیک در یک خازن چندلایه باعث عمر زیاد و رفتار خازنی خوب قطعه می‌گردد.

smd

 ساختار داخلی خازن مولتی لایر سرامیکی SMD

خازن های الکترولیتی SMD

خازن‌های الکترولیت SMD اکنون به طور فزاینده ای در طراحی‌ها استفاده می شوند. ظرفیت خازنی بسیار بالای آنها همراه با قیمت مناسب، باعث استفاده گسترده از این خازن‌ها در بسیاری از کاربرد‌ها گردیده است.

خازن اس ام دی

 شکل ظاهری خازن الکترولیت SMD

اغلب خازن های الکترولیتی SMD با عدد مقدار و ولتاژ کاری مشخص می شوند. برای مشخص کردن مقدار ضرفیت و لتاژ کاری در خازن‌های الکترولیت SMD از دو روش اساسی استفاده می شود. یکی این است که مقدار آنها را بر حسب میکروفاراد بر روی آن می‌نویسند و روش دیگر  استفاده از یک کد است. با استفاده از روش اول، نوشته 33 6V ولت نشان دهنده یک خازن 33 میکرو فارادی با ولتاژ کاری 6 ولت است. در سیستم دوم  از یک حرف به دنبال سه عدد استفاده می‌شود. حرف نشان دهنده ولتاژ کاری است که در جدول زیر تعریف شده است و سه عدد نشان دهنده ظرفیت خازن به پیکو فاراد است.

مانند بقیه سیستم‌های علامت گذاری دیگر، دو رقم اول عدد و رقم سومی، ضریب را نشان می دهند. در این سیستم نوشته G106  نشان دهنده یک خازن با ولتاژ کاری 4 ولت و ظرفیت 10 به توان 6 پیکو فاراد را نشان می دهد. این یعنی 10 میکرو فاراد.

 

          ولتاژ         

          حرف کد        

2.5

E

4

G

6.3

J

10

A

16

C

20

D

25

E

35

V

50

H

 

خازن های تانتالیوم SMD

خازن های تانتالیوم SMD به طور گسترده ای برای ارائه ظرفیت خازنی بالاتر و غیر قابل دستیابی توسط خازن‌های سرامیکی، تولید و عرضه شده‌اند. این خازن‌ها به دلیل ظرفیت بالا نسبت به اندازه  و همچنین مقاومت داخلی پایین  بسیار پر طرفدار هستند. این خازن‌ها با توجه به ظرفیت خازنی و ولتاژ کاری خود در پکیج‌های متفاوتی ساخته و عرضه می‍شود تمامی این پکیج‌ها از استاندارد‌های EIA تبعیت می‌کنند.

خازن های تانتالیوم SMD برای سال های زیادی تنها نوع خازن SMD با ظرفیت بالا بودند. چندین سال طول کشید تا خازن‌های الکترولیتی SMD ساخته شوند، زیرا خازن‌های SMD باید قادر به تحمل دمای بالای لحیم کاری در آوِن باشند و در نتیجه خازن های تانتالیوم SMD به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گرفت. امروزه خازن های الکترولیتی SMD نوع اصلی مورد استفاده هستند، اگرچه خازن‌های تانتالیوم هنوز به صورت گسترده‌ای استفاده می شوند زیرا عملکرد و مشخصات آنها در برخی موارد بهتر است.

کد خازن‌های SMD

تعداد نسبتاً کمی از خازن های SMD دارای مقادیر مشخص شده روی پکیج خود هستند. و این به این معنی است که هنگام دست زدن به آنها باید بسیار مراقب باشید تا مطمئن شوید که آنها اشتباه یا جا‌به‌جا نشده‌اند. مقادیر اکثر خازن‌ها به صورت کد بر روی پکیج آن حک شده است و این یعنی دانستن کد خازن‌های SMD ضروری است. البته درک این کد بسیارساده و آسان است. معمولاً برای ظرفیت خازن‌های SMD از یک کد سه رقمی استفاده می شود، زیرا معمولاً فضای کمی برای نوشتن وجود دارد. این کد بسیار شبیه به کد بقیه قطعات الکترونیک است، یعنی دو رقم اول نشان دهنده عدد ظرفیت و سومی ضریب آن است.

مزایا و معایب خازن های SMD

مانند هر فناوری دیگری، استفاده از یک فناوری خاص دارای مزایا و معایبی است و همین امر در مورد خازن های SMD نیز صادق است.

مزایای خازن های SMD

·       اندازه کوچک

·       قیمت ارزان

·       مونتاژ اتومانیک راحت و ارزان

معایب خازن های SMD

·       اندازه کوچک می تواند به این معنی باشد که برخی از آنها حساس به ESD هستند.

·       اندازه کوچک، کار با آنها را دشوار می کند.

·       به دلیل سایز کوچک به صدمه پذیر هستند.

سخن پایانی

هر ساله میلیاردها دلار خازن SMD در شرکت‌های سازنده تجهیزات الکترونیکی استفاده می‌شود. اندازه این خازن‌ها و قابلیت قرار گرفتن آسان آنها بر روی یک برد مدار چاپی باعث می شود تا هر روز بیشتر مورد استقبال قرار بگیرند. در نتیجه این امر، خازن‌های SMD تقریباً در تمام قسمت‌های تجهیزات الکترونیکی  و در تولیدات انبوه استفاده می‌شود.

نظرات کاربران
هیچ نظری برای این مطلب ثبت نشده است.