ตัวต้านทาน SMD คืออะไร?

SMD ย่อมาจาก Surface Mounted Device ซึ่งหมายถึงชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ผลิตขึ้นเพื่อใช้กับ SMT หรือ Surface Mount Technology SMT ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่ต้องการใช้ชิ้นส่วนขนาดเล็กกว่า และประกอบชิ้นส่วนลงบน PCB ได้เร็วขึ้น มีประสิทธิภาพมากขึ้น และประหยัดต้นทุนมากขึ้น

ชิป SMD มีขนาดเล็กกว่าชิปแบบรูทะลุทั่วไป มักมีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส สี่เหลี่ยมผืนผ้า หรือวงรี และมีความบางมาก แทนที่จะใช้สายไฟที่ทะลุผ่านแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ชิป SMD จะใช้ขาหรือพินขนาดเล็กที่บัดกรีติดกับแผ่นรองบนพื้นผิวของแผ่นวงจร ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการเจาะรูบนแผ่นวงจร ทำให้สามารถติดตั้งชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ได้เต็มพื้นที่ทั้งสองด้านของแผ่นวงจรมากขึ้น

การผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) โดยใช้เทคโนโลยี SMT นั้นคล้ายคลึงกับการผลิตชิ้นส่วนที่มีขา โดยจะวางแผ่นโลหะขนาดเล็กที่ทำจากเงิน ทอง หรือดีบุก-ตะกั่วลงบนแผงวงจรเพื่อใช้สำหรับยึดชิ้นส่วน จากนั้นจึงใช้เครื่องคล้ายเครื่องพิมพ์คอมพิวเตอร์ทาครีมบัดกรี ซึ่งเป็นส่วนผสมของฟลักซ์และเม็ดบัดกรีขนาดเล็ก ลงบนแผ่นยึด เมื่อเตรียม PCB เสร็จแล้ว ก็จะวางชิ้นส่วน SMD ลงบน PCB โดยใช้เครื่องหยิบและวาง (pick-and-place machine) ชิ้นส่วนจะถูกป้อนเข้าเครื่องในรูปแบบท่อยาว ม้วนเทป หรือถาด เครื่องหยิบและวางเหล่านี้สามารถหยิบชิ้นส่วน SMD และวางลงบน PCB ได้ในอัตราหลายพันชิ้นต่อชั่วโมง (cph) ผู้ผลิตรายหนึ่งโฆษณาอัตราการผลิตสูงถึง 60,000 cph

จากนั้นแผ่นวงจรจะถูกส่งผ่านเตาอบบัดกรีแบบรีโฟลว์ ในเตาอบนี้ แผ่นวงจรจะค่อยๆ ถูกทำให้ร้อนขึ้นจนถึงอุณหภูมิที่ทำให้ตะกั่วหลอมละลาย เมื่อเย็นลงแล้ว แผ่นวงจรจะถูกทำความสะอาดเพื่อกำจัดคราบฟลักซ์และเศษตะกั่วที่ตกค้าง การตรวจสอบด้วยสายตาจะตรวจสอบชิ้นส่วนที่ขาดหายหรืออยู่ในตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง และตรวจสอบว่าแผ่นวงจรสะอาดดีแล้ว

แพ็คเกจตัวต้านทาน SMD

คำว่า "แพ็คเกจ" หมายถึง ขนาด รูปร่าง และ/หรือการจัดเรียงขาของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ในกรณีของตัวต้านทานแบบ SMD ตัวกำหนดแพ็คเกจตัวต้านทานจะบอกความยาวและความกว้างของตัวต้านทาน แพ็คเกจ SMD อาจระบุเป็นนิ้วหรือมิลลิเมตรก็ได้ ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องตรวจสอบเอกสารของผู้ผลิต รูปร่างและขนาดของตัวต้านทานแบบติดตั้งบนพื้นผิวได้รับการกำหนดมาตรฐาน โดยผู้ผลิตส่วนใหญ่ใช้มาตรฐาน JEDEC ขนาดของตัวต้านทาน SMD จะระบุด้วยรหัสตัวเลข เช่น 0603 รหัสนี้อธิบายถึงความยาวและความกว้างของแพ็คเกจ สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ในหัวข้อ "  ขนาดและแพ็คเกจของตัวต้านทาน "

รหัสตัวต้านทาน SMD

เนื่องจากตัวต้านทาน SMD มีขนาดเล็ก จึงมักไม่มีพื้นที่เพียงพอสำหรับการพิมพ์รหัสแถบสีแบบดั้งเดิมลงบนตัวต้านทาน ดังนั้นจึงมีการพัฒนารหัสตัวต้านทาน SMD แบบใหม่ขึ้นมา รหัสที่พบเห็นได้บ่อยที่สุดคือระบบสามและสี่หลัก และระบบของสมาคมอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ (EIA) ที่เรียกว่า EIA-96

ระบบตัวเลขสามและสี่หลัก

ในระบบเหล่านี้ ตัวเลขสองหรือสามหลักแรกจะแสดงค่าความต้านทานของตัวต้านทาน และหลักสุดท้ายจะแสดงตัวคูณ ตัวเลขในหลักสุดท้ายจะระบุเลขชี้กำลังของสิบที่จะใช้คูณค่าความต้านทานที่กำหนด ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างค่าต่างๆ ในระบบนี้

ระบบเลขสามหลัก

• 450 = 45 Ω x 10 ⁰คือ 45 Ω
• 273 = 27 Ω x 10 ³คือ 27,000 Ω (27 kΩ)

ระบบเลขสี่หลัก

• 7992 = 799 Ω x 10 ²คือ 79,900 Ω (79.9 kΩ)
• 1733 = 173 Ω x 10 ³คือ 173,000 Ω (173 kΩ)

ตัวอักษร "R" ใช้เพื่อระบุตำแหน่งจุดทศนิยมสำหรับค่าความต้านทานที่ต่ำกว่า 10 โอห์ม ดังนั้น 0R5 จะหมายถึง 0.5 โอห์ม และ 0R01 จะหมายถึง 0.01 โอห์ม

ระบบ EIA-96

ตัวต้านทานที่มีความแม่นยำสูงขึ้น ประกอบกับขนาดของตัวต้านทานที่เล็ลง ทำให้เกิดความต้องการระบบการทำเครื่องหมายแบบใหม่ที่กะทัดรัดกว่าสำหรับตัวต้านทาน SMD ดังนั้นจึงได้มีการสร้างระบบการทำเครื่องหมาย EIA-96 ขึ้นมา โดยอิงจากซีรี่ส์ E96ซึ่งมุ่งเป้าไปที่ตัวต้านทานที่มีความคลาดเคลื่อน 1%

ในระบบนี้ การระบุค่าความต้านทานประกอบด้วยตัวเลขสามหลัก: ตัวเลขสองหลักแรกแสดงค่าความต้านทาน และตัวอักษรหนึ่งตัวสำหรับตัวคูณ ตัวเลขสองหลักแรกเป็นรหัสที่บ่งบอกค่าความต้านทานด้วยตัวเลขสำคัญสามหลัก ในตารางแรกด้านล่าง แสดงค่าความต้านทานสำหรับแต่ละรหัส ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นค่าจากซีรี่ส์ E96 ตัวอย่างเช่น รหัส 04 หมายถึง 107 โอห์ม และ 60 หมายถึง 412 โอห์ม ตารางที่สองด้านล่างแสดงตัวคูณสำหรับรหัสตัวอักษรแต่ละตัว ซึ่งจะให้ค่าความต้านทานสุดท้าย

ตัวอย่างการแปลงค่าตามมาตรฐาน EIA-96 เป็นค่าความต้านทาน:

• 01A ⇒ รหัส 01 = 100 พร้อมตัวคูณ A = 1 ⇒ 100 x 1 = 100 Ω ±1%
• 38C ⇒ รหัส 38 = 243 โดยใช้ตัวคูณ C = 100 ⇒ 243 x 100 = 24,300 Ω ±1%
• 92Z ⇒ รหัส 92 = 887 โดยมีตัวคูณ Z = 0.001 ⇒ 887 x 0.001 = 0.887 Ω ±1%

การใช้ตัวอักษรช่วยป้องกันความสับสนกับระบบการทำเครื่องหมายอื่นๆ อย่างไรก็ตาม โปรดระวังเพราะตัวอักษร R ถูกใช้ในทั้งสองระบบ สำหรับตัวต้านทานที่มีค่าความคลาดเคลื่อนมากกว่า 1% จะมีตารางตัวอักษรที่แตกต่างกัน เช่นเดียวกับรหัสบรรจุภัณฑ์ รหัสค่าความต้านทานเหล่านี้เป็นรหัสทั่วไป แต่ผู้ผลิตอาจใช้รหัสที่แตกต่างกันเล็กน้อยหรือแม้แต่รหัสที่แตกต่างไปโดยสิ้นเชิง ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญเสมอที่จะต้องตรวจสอบระบบการทำเครื่องหมายของผู้ผลิต

ตารางรหัสค่าความต้านทาน SMD 

ตัวคูณตัวต้านทาน SMD