مصلحة الارصاد الجوية تُستخدم المكثفات على نطاق واسع في مختلف المجالات. وهي من أكثر المكونات الإلكترونية استخدامًا. تلعب هذه المكثفات الصغيرة دورًا محوريًا في الأجهزة الإلكترونية. في مختلف التطبيقات، يعتمد استقرار وموثوقية المكثفات بشكل مباشر على حجم علبتها. لذلك، من الضروري فهم خصائصها. صفقة حجم.
بعد ذلك، في هذه المقالة، سوف نقدم المفاهيم الأساسية لمكثفات التركيب السطحي وأهمية أحجام عبواتها. ووسوف نقدم أيضا مكثف SMD مخطط المقاسات والتركيز على تحليل أهمية أحجام العبوات 0201 و0402. أولاً، دعونا نتعرف على تعريف ووظائف وأنواع المكثفات SMD.
ما هي المكثفات SMD؟
مكثفات SMD هي مكثفات صغيرة ملحومة مباشرةً على سطح لوحة الدوائر المطبوعة. لا تحتوي على أسلاك ولا تتطلب ثقوبًا. هذه الميزة تجعلها مناسبة جدًا لتصميمات الدوائر عالية الكثافة. الوظائف الرئيسية لمكثفات SMD هي الفصل، والترشيح، وربط الإشارة، وتخزين الطاقة. تضمن هذه الوظائف استقرار جهد الدائرة، وتقليل الضوضاء، وموثوقيتها. يمكن تصنيف مكثفات SMD بشكل رئيسي إلى مكثفات سيراميكية SMD، ومكثفات تنتالوم SMD، ومكثفات إلكتروليتية SMD. سنقدم كلًا منها على حدة في الجدول أدناه.
|
نوع المكثف SMD
|
الهيكل والعازل
|
مجموعة السعة
|
المزايا
|
عيوب
|
تطبيقات نموذجية
|
|
مكثف سيراميكي SMD (MLCC)
|
عازل سيراميكي مع أقطاب معدنية مكدسة (متعدد الطبقات)
|
عدد قليل من pF - عشرات من µF
|
حجم صغير، تكلفة منخفضة، خصائص تردد ممتازة، مناسب للدوائر عالية السرعة/عالية التردد
|
قد يتشقق عند تعرضه لجهد عالي أو صدمة حرارية؛ حساس لضغط اللحام
|
فصل طاقة IC، الترشيح، دوائر التردد اللاسلكي
|
|
مكثف التنتالوم SMD
|
أنود التنتالوم مع عازل التنتالوم المؤكسد
|
ما يصل إلى مئات من µF (أعلى من السيراميك بنفس الحجم)
|
سعة عالية في حجم صغير، تسرب منخفض، مستقر، عمر طويل، موثوقية عالية
|
حساس للتيار الزائد، وقد يفشل عند تشغيل الطاقة بدون حماية
|
إدارة الطاقة، والمعدات الطبية، والأجهزة المحمولة، والفضاء والجيش
|
|
مكثف كهربائي SMD
|
إلكتروليت الألومنيوم، شكل أسطواني، يحتوي على إلكتروليت سائل
|
نطاق أكبر بكثير (µف إلى آلاف µF)
|
قيم السعة العالية، متوفرة على نطاق واسع، ومناسبة لدوائر الطاقة
|
أداء ضعيف للتردد العالي، عمر افتراضي محدود، مستقطب (يجب احترام القطبية)
|
مكبرات الصوت، محركات السيارات، مصادر الطاقة التبديلية
|
مكثفات خاصة أخرى (فيلم، مكثف، مكثف فائق)
|
نوع المكثف
|
الميزات الرئيسية
|
تطبيقات نموذجية
|
|
مكثف فيلم SMD
|
أداء عزل ممتاز، ثبات قوي
|
الإلكترونيات الصناعية وأنظمة السيارات
|
|
مكثف بوليمر SMD
|
انخفاض معدل ترسيب كرات الدم الحمراء، استجابة تردد جيدة
|
مصادر الطاقة، واللوحات الأم للكمبيوتر، ومعدات الاتصالات
|
|
مكثف فائق
|
سعة كبيرة للغاية، مناسبة للنسخ الاحتياطي للطاقة على المدى القصير
|
أجهزة إنترنت الأشياء، الطاقة المتجددة، أنظمة النسخ الاحتياطي
|
تتوافق أنواع المكثفات المختلفة مع تطبيقات متنوعة. للتحكم في التكاليف ومساحة لوحة الدوائر مع ضمان الموثوقية، يجب اختيار المكثف بناءً على حجم العبوة ونوعها.
حجم حزمة مكثف SMD
مكثف SMD صفقة المقاسيتم توحيد معاييرها من قبل منظمات دولية للمعايير، مثل JEDEC وEIA. يضمن هذا التوحيد اتساقًا في التعبئة والتغليف والتركيب والأداء بين مختلف المصنّعين. يُسهّل هذا الاتساق اختيار الطراز واستبداله أثناء التصميم والإنتاج.
تشمل أحجام عبوات مكثفات SMD الشائعة 0201، 0402، 0603، 0805، و1206، ولكن تُستخدم أيضًا عبوات أصغر (مثل 01005) أو أكبر (مثل 2220 و3640) في تطبيقات محددة. فيما يلي شرح شامل. مصلحة الارصاد الجوية حجم المكثف المخطط للرجوع اليها.
|
Cمكثف Sإيزي رسم
|
|
القانون الإمبراطوري
|
الرمز المتري (EIA)
|
المقاس
(مم)
|
الاستخدام النموذجي
|
|
01005
|
0402
|
0.4 × 0.2
|
الأجهزة فائقة الصغر، ووحدات الترددات الراديوية، والإلكترونيات الطبية القابلة للزرع
|
|
0201
|
0603
|
0.6 × 0.3
|
الهواتف الذكية والأجهزة القابلة للارتداء ودوائر الترددات الراديوية
|
|
0402
|
1005
|
1.0 × 0.5
|
الإلكترونيات الاستهلاكية، والسيارات، ووحدات البلوتوث/الواي فاي
|
|
0603
|
1608
|
1.6 × 0.8
|
الإلكترونيات العامة، واللوحات الأم للكمبيوتر، والمعدات الصناعية
|
|
0805
|
2012
|
2.0 × 1.25
|
وحدات الطاقة، محولات DC-DC، الدوائر الصوتية
|
|
1206
|
3216
|
3.2 × 1.6
|
وحدات التحكم في السيارات، التحكم الصناعي، دوائر الطاقة
|
|
1210
|
3225
|
3.2 × 2.5
|
تصفية الطاقة، دوائر التيار العالي
|
|
1812
|
4532
|
4.5 × 3.2
|
إلكترونيات السيارات وأجهزة الاتصالات
|
|
2220
|
5650
|
5.6 × 5.0
|
مصادر الطاقة عالية التردد، وبرامج تشغيل LED، وتطبيقات السعة الكبيرة
|
|
3640
|
9110
|
9.1 × 10.0
|
المعدات الصناعية، إلكترونيات الطاقة، إمدادات الطاقة العالية
|
تُستخدم العبوات فائقة الصغر، مثل 01005 و0201، بكثرة في التصاميم المتطورة عالية الكثافة التي تتطلب دقة تجميع فائقة. أما العبوات 0402 و0603، فتُعدّ الأكثر استخدامًا في الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية، لما توفره من توازن ممتاز بين الحجم والأداء وسهولة الإنتاج.
بعد ذلك، سنركز على أحجام الحزمة 0201 و 0402.
الحزمة 0201 و 0402 أ- المقاسات:
0201 حجم العبوة
0201 cمكثف package sيشير ize إلى مكون بحجم 0.6 فقط × ٠٫٣ مم. يُعد هذا المكثف من أصغر حزم مكثفات SMD القياسية المتوفرة حاليًا. حجم مكونات ٠٢٠١ صغير جدًا لدرجة أنه يكاد يكون من المستحيل رؤيته بالعين المجردة، كما هو موضح في الشكل التالي:
المكثفات بهذا الحجم من الحزمة شائعة جدًا في الدوائر المصغرة للغاية، مثل تلك الموجودة في الهواتف الذكية والأجهزة القابلة للارتداء وأجهزة إنترنت الأشياء ووحدات التردد اللاسلكي.
الميزة الرئيسية لحجم حزمة 0201 تكمن في قدرتها على توفير المساحة ودعم التصميم عالي الكثافة. وبالطبع، تأتي هذه الميزة القوية بتكلفة عالية.
في الإنتاج، 0201 مكونات من الصعب للغاية التعامل معها، وتتطلب معدات SMT متقدمة، وتحديد المواقع بدقة شديدة، والتحكم الصارم في عمليات لحام إعادة التدفق لإكمال التجميع و لحموهذا هو السبب أيضًا وراء استخدام مكثفات 0201 عادةً فقط في التصميمات التي تتمتع بأعلى أولوية للتصغير الفائق.
حجم حزمة المكثف 0402
حجم حزمة المكثف 0402 هو 1.0 × ٠.٥ مم، وهو أكبر قليلاً من حزمة ٠٢٠١. ومع ذلك، بالمقارنة مع المكونات السلبية التقليدية، لا يزال حجمه صغيراً للغاية.
يحقق حجم عبوة 0402 توازنًا مثاليًا بين التصغير وسهولة التصنيع. وهذا أحد أسباب استخدامه على نطاق واسع في صناعة الإلكترونيات، حيث يُستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات الاستهلاكية، وإلكترونيات السيارات، والمعدات الطبية، وغيرها، حيث تُعدّ الموثوقية والأداء مطلوبين بشدة.
مزايا المكثف 0402 هي:
توافقية عالية مع خطوط إنتاج SMT الحالية؛
وصلات لحام أكثر موثوقية مقارنة بحزمة 0201؛
فعالية أعلى من حيث التكلفة في الإنتاج على نطاق واسع.
في الوقت نفسه، يوفر هذا المكثف ذو الحجم الصغير نطاقًا أوسع من قيم السعة وتصنيفات الجهد. عيبه هو أنه يشغل مساحة أكبر على لوحة الدائرة مقارنةً بمكونات 0201. كما هو موضح في الصورة:
هذا يعني أنه قد لا يكون مناسبًا للأجهزة ذات المساحة المحدودة للغاية. ومع ذلك، يظل المكثف 0402 الخيار الأمثل في معظم التصاميم.
مقارنة بين 0201 و 0402
|
الميزات
|
0201 حزمة المقاس
|
0402 حجم العبوة
|
|
الأبعاد
|
0.6 × سماكة 0.3 ملم
|
1.0 × سماكة 0.5 ملم
|
|
استخدام نموذجي
|
الهواتف الذكية، الترددات اللاسلكية، إنترنت الأشياء
|
السيارات، الطبية، الاستهلاكية
|
|
المزايا
|
صغير الحجم للغاية، يوفر المساحة
|
أسهل في التجميع، وموثوق بها
|
|
التحديات
|
صعوبة التوظيف، تكلفة أعلى
|
حجم أكبر مقارنة بـ 0201
|
|
تقدير الجهد
|
عادة ≤25V
|
حتى ~50 فولت
|
|
التعامل مع التيار/الطاقة
|
محدود للغاية، على مستوى الإشارة
|
أعلى، يمكنه التعامل مع دوائر الطاقة الصغيرة
|
|
الموثوقية / القوة الميكانيكية
|
هش، أقل مقاومة للانحناء والإجهاد الحراري
|
أكثر قوة ومناسبة للبيئات القاسية
|
|
اتجاه العرض والتكلفة
|
تكلفة أعلى، وإمدادات محدودة، خاصة بالنسبة للإلكترونيات الاستهلاكية ذات الحجم الكبير
|
متاحة على نطاق واسع، وبتكلفة أقل
|
|
متطلبات التصنيع
|
تحتاج إلى معدات SMT عالية الدقة
|
أكثر تسامحًا وأسهل لخطوط التجميع العامة
|
العوامل المؤثرة على أحجام المكثفات
(أراضي البوديساتفا) مصلحة الارصاد الجوية مكثف المقاس لا يُحدَّد فقط برمز العبوة (مثل 0201، 0402، 0603). في الإنتاج الفعلي، تُحدَّد متطلبات الأداء الكهربائي، والجهد المقنن، قيمة السعة، وتبديد الحرارة، والموثوقية الميكانيكية كلها تؤثر بشكل مباشر على المكثف حجم العبوةدعونا نلقي نظرة على ما هي هذه العوامل الرئيسية!
1. تقدير الجهد
لتحمل جهد تشغيل أعلى، تتطلب المكثفات طبقات عازلة أكثر سمكًا. وتؤدي هذه الطبقة العازلة السميكة مباشرةً إلى زيادة حجم الجهاز. لذلك، يمكن تعبئة المكثفات منخفضة الجهد (مثل 6.3 فولت - 16 فولت) في عبوات صغيرة جدًا، مثل 0201 أو 0402. أما المكثفات عالية الجهد (مثل 50 فولت - 100 فولت فأكثر) فعادةً ما تكون عبواتها أكبر، مثل 0603 أو 0805 أو حتى 1206.
2. قيمة السعة
تتناسب السعة طرديًا مع مساحة سطح القطب وخواصه العازلة. هذا يعني أن السعة الأعلى تُنتج حجمًا أكبر. يمكن تحقيق سعة صغيرة (في نطاق pF إلى nF) بسهولة في 0201/0402. أما السعة العالية (في نطاق µF) فتتطلب عادةً حجمًا أكبر (0603 - 1210).
3. تبديد الحرارة والإجهاد الحراري
تُولّد المكثفات حرارة أثناء التشغيل، خاصةً في الدوائر عالية التردد أو عالية التيار. عمومًا، تُبدّد العبوات الأكبر (0603 فأكثر) الحرارة بفعالية أكبر وتُطيل عمر المكثف. أما العبوات الصغيرة جدًا (0201، 01005) فهي أكثر عرضة لارتفاع درجة الحرارة في دوائر الطاقة. لذلك، يُعدّ تبديد الحرارة عاملاً مؤثرًا أيضًا على حجم العبوة.
4. التسامح والدقة
المكثفات عالية الدقة (±1٪ أو ±تتطلب المكثفات ذات التفاوت القياسي (2%) مواد عازلة أكثر استقرارًا وتحكمًا أكثر صرامةً في العملية، مما يؤدي غالبًا إلى حجم أكبر. لذلك، تُستخدم المكثفات ذات التفاوت القياسي (±10٪ ±يمكن تحقيق حزم صغيرة جدًا (٢٠٪). تتطلب المكثفات الدقيقة حزمًا أكبر لضمان أداء كهربائي ثابت. باختصار، لا يُحدد حجم مكثفات SMD فقط برمز الحزمة؛ بل يتأثر أيضًا بالعوامل التالية:
تقدير الجهد- الجهد العالي → عازل أكثر سمكًا → حزمة أكبر.
قيمة السعة - سعة أعلى → مزيد من الحجم → حزمة أكبر.
أداء تبديد الحرارة -يمكن للحجم الأكبر أن يتحمل الضغط الحراري بشكل أفضل.
تسامح- تميل المكثفات عالية الدقة إلى أن تكون أكبر حجمًا.
تطبيقات مكثفات SMD
تستخدم العديد من المنتجات الإلكترونية المختلفة مكثفات SMD. وكثيرًا ما يستخدم مهندسو الإلكترونيات الاستهلاكية، بما في ذلك الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة القابلة للارتداء، مكثفات صغيرة مثل 0201 و0402 لتلبية متطلبات الكثافة العالية والتصغير.
تُستخدم الحزم 0603 و0805 وحتى الحزم الأكبر حجمًا بشكل متكرر في إلكترونيات السيارات بسبب البيئة القاسية والحاجة إلى الموثوقية العالية ومقاومة الحرارة في المكونات مثل وحدة التحكم الإلكترونية وإدارة البطارية وأنظمة السلامة.
يجب أن تحقق المكثفات الموجودة في الأجهزة الطبية بما في ذلك الشاشات وأنظمة التصوير وأجهزة تخطيط القلب حلاً وسطًا بين الاستقرار وطول العمر؛ ويتم اختيار الحزم من 0402 إلى 0805 في أغلب الأحيان.
تحظى الأداء عالي الجهد والتردد بتقدير كبير في الأنظمة الصناعية وأنظمة الاتصالات، مثل PLC، وإنترنت الأشياء، ومعدات المحطة الأساسية؛ والمكثفات المتوسطة والكبيرة الحجم أكثر انتشارًا؛ ولا يزال يتم استخدام 0201 و0402 في دوائر RF لتقليل التأثيرات الطفيلية. تطبيقات المكثفات واسعة جدًا.
اختيار الحجم المناسب للمكثفات
عند اختيار حجم حزمة المكثف SMD المناسب، يجب أخذ عوامل مختلفة مثل الكهرباء والعملية والموثوقية في الاعتبار بشكل شامل.
الخطوة الأولى هي التعرّف على رموز العبوات القياسية للصناعة من خلال قراءة جدول أحجام مكثفات SMD. بعد ذلك، يُجمع حجم العبوة بين قيمة السعة والجهد المقنن. من المهم أيضًا مراعاة حدود عمليات الإنتاج والتجميع.
يمكن للحزم الصغيرة جدًا مثل 0201 أو 01005 تقليل المساحة، ولكن ليس كل مصنعي لوحات الدوائر المطبوعة قادرين على تجميعها واختبارها بدقة كافية. و جإن استخدام عبوات صغيرة للغاية من شأنه في الواقع أن يؤدي إلى زيادة التكاليف والمخاطر إذا لم يتمكن خط الإنتاج من تحمل ذلك.
أخيرًا، بدلاً من السعي وراء حجم حزمة معين دون تفكير، يتعين علينا الموازنة بين الحجم والأداء والتكلفة والموثوقية وفقًا لسيناريو التطبيق الحقيقي. يمكننا اتخاذ خيار جيد مع هذه التعليمات.
الخاتمة
مكثفات التركيب السطحي مكونات أساسية في العديد من المنتجات الإلكترونية، وتُستخدم على نطاق واسع في التصميمات الكهربائية المعاصرة. تُحقق حزمة 0201 أقصى درجات التصغير. تتميز حزمة 0402 بتوازن ممتاز من حيث الحجم وسهولة التصنيع. عند اختيار حجم حزمة المكثف المناسب، ابحث عن نقطة التوازن المثالية التي تُناسب تطبيقك، بدلاً من اختيار أصغر حزمة بتهور.
حول PCBasic
الوقت هو المال في مشاريعك - و PCBasic يحصل عليه. PCBasic هو شركة تجميع لوحات الدوائر المطبوعة الذي يُعطي نتائج سريعة وخالية من العيوب في كل مرة. خدمات تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور تشمل دعمًا هندسيًا متخصصًا في كل خطوة، مما يضمن أعلى جودة في كل لوحة. بصفتنا شركة رائدة الشركة المصنعة لتجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور, نقدم حلاً شاملاً يُبسط سلسلة التوريد الخاصة بك. تعاون مع فريقنا المتطور مصنع نموذج ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتحقيق تحولات سريعة ونتائج متفوقة يمكنك الوثوق بها.
