شرح المقاوِمات الشِّرائحية (Chip Resistors): الأنواع والأحجام وطريقة قراءة أكواد مقاومات SMD باحتراف

في الإلكترونيات الحديثة تُعدّ المقاومات الشِّرائحية من أكثر العناصر السلبية استخدامًا.
سواء في إلكترونيات المستهلك أو التحكّم الصناعي أو الأنظمة汽车ية، فإن الشكل والحجم ووضع العلامات وبنية أطراف اللحام في مقاومات SMD تؤثّر مباشرة على قابلية تصنيع لوحات الدارات المطبوعة (PCB)، وجودة اللحام، والأداء على المدى الطويل.

تقدّم هذه المقالة عرضًا تقنيًا موجّهًا للمهندسين حول المقاومات الشِّرائحية، يشمل أنواع التغليف، أنظمة الترميز/الوسم، والبنية التقنية، لمساعدة مصمّمي الدارات ومهندسي الـSMT على الاختيار والتطبيق الصحيحين.

أنواع تغليف المقاومات الشِّرائحية وطرائق تصنيعها

1) الأشكال (Package Shapes)

يمكن تصنيف مقاومات SMD إلى شكلين أساسيين:

• مقاومات شِّرائحية مسطّحة (Rectangular Chip Resistors)
• مقاومات أسطوانية نوع MELF (Metal Electrode Leadless Face)

هذان الشكلان يغطّيان معظم تطبيقات التثبيت السطحي.

2) طرائق التصنيع (Manufacturing Processes)

بحسب تقنية التصنيع تُقسَّم مقاومات SMD إلى:

• مقاومات سميكة الغشاء (Thick-Film, RN)
• مقاومات رقيقة الغشاء (Thin-Film, RK)

3) المقاومات الشِّرائحية سميكة الغشاء

معظم المقاومات الشِّرائحية المستطيلة تُصنَّع بتقنية الغشاء السميك. تسلسل العملية النموذجي:

1. استخدام ركيزة خزفية من ألومينا 96% (Al₂O₃).
2. طباعة معجون ثاني أكسيد الروثينيوم (RuO₂) لتشكيل طبقة المقاومة.
3. ضبط قيمة المقاومة بتغيير تركيبة/نِّسَب المعجون.
4. الضبط بالليزر (Laser Trimming) للوصول إلى الدقّة المطلوبة.
5. وضع طبقة زجاجية واقية وإحراقها للتصلّب.
6. تشكيل نهايات قابلة للحام على الطرفين.

هذه التقنية ناضجة وتوازن بين الدقّة والكلفة وقابلية التصنيع.

4) مقاومات MELF الأسطوانية

عادةً تُصنَّع بتقنية الغشاء الرقيق، وتتميّز بـ:

• ركيزة أسطوانية من الألومينا عالية المحتوى.
• طبقة مرشوشة من NiCr أو فيلم كربوني.
• شقوق ضبط بالليزر لقيمة المقاومة.
• أغطية معدنية طرفية للحام.
• طلاء واقٍ مع حلقات لونية للترميز.

تُعرف مقاومات MELF بـ اعتمادية عالية واستقرار حراري جيد ومقاومة للصدمات، لذا تُستخدم في الدارات الصناعية وال汽车ية.

أحجام المقاومات الشِّرائحية وقدراتها

1) القياس المتري مقابل الإمبريالي

تُوحَّد أحجام المقاومات في نظامين:

• الإمبريالي (بالبوصة): شائع في الولايات المتحدة وأوروبا (مثل 0603، 0805).
• المتري (بالمليمتر): شائع في اليابان والعديد من المصنّعين الآسيويين (مثل 1608، 2012).

الرقمـان الأولان للطول، والرقمان الأخيران للعرض.
مثال: 3216 (1206) تعني 3.2 مم طولًا و1.6 مم عرضًا.

2) اتجاه التصغير (Miniaturization)

تسلسل تطوّر الأحجام يعكس توجه الصناعة نحو التصغير:
5750 → 4532 → 3225 → 3216 → 2520 → 2012 → 1608 → 1005 → 0603 → 0201

3) قدرات القدرة النموذجية

• 0201 → 1/20 W
• 0402 → 1/16 W
• 0603 → 1/10 W
• 0805 → 1/8 W
• 1206 → 1/4 W

ملاحظة تصميمية: التقليل من هامش تبديد القدرة سببٌ شائعٌ لفشل المقاومات أثناء اللحام بالإعادة (Reflow) أو أثناء التشغيل.

كيف تقرأ أكواد مقاومات SMD

تتبع قيم المقاومة وحساسياتها (Tolerance) سلاسل E نفسها المتبعة في المقاومات المثبّتة بالثقوب:

• E6 (±20%)
• E12 (±10%)
• E24 (±5%)
• E48 (±2%)
• E96 (±1%)

رموز الطباعة على المقاومات الشِّرائحية

الحزم الصغيرة (0402، 0603، 1005)

بسبب صِغَر السطح لا تُطبع القيم على جسم المقاومة؛ بل تُذكر على شريط/بَكَرَة التغليف.

الحزم المتوسطة (0805، 1206)

يُستخدم عادة ترميز بثلاثة أو أربعة أرقام.

نظام 3 أرقام (E24)

• أول رقمين: أرقام دالّة (Significant Figures)
• الرقم الثالث: معامل الضرب (عدد الأصفار)

أمثلة:
114 → 110 kΩ
5R6 → 5.6 Ω
R39 → 0.39 Ω
000 → قافز 0 Ω

نظام 4 أرقام (دقة 1%)

2002 → 20 kΩ
15R5 → 15.5 Ω
4R80 → 4.80 Ω

نظام الحلقات اللونية لمقاومات MELF

تستخدم المقاومات الأسطوانية 3 أو 4 أو 5 حلقات مثل المقاومات التقليدية عبر الثقب.
مثال (5 حلقات): أخضر – بني – أسود – أحمر – بني → 51 kΩ ±1%.

المعلمات الكهربائية النموذجية للمقاومات الشِّرائحية

على الرغم من صِغَر الحجم تُحافظ المقاومات الشِّرائحية على مجال واسع للقيم ودقّة عالية.
مثال 3216 (1206):

• مجال المقاومة: 0.39 Ω إلى 10 MΩ
• القدرة الاسمية: حتى 1/4 W
• الحساسية: ±1%، ±2%، ±5%، ±10%
• درجة الحرارة الاسمية: حتى 70°C

بنية أطراف اللحام في مقاومات SMD

1) تصميم ثلاثي الطبقات

عادةً تتكوّن النهايات من ثلاث طبقات معدنية:

1. قطب داخلي: سبيكة Pd-Ag.
2. طبقة حاجز (Barrier): Ni (النيكل).
3. طبقة خارجية قابلة للحام: Sn-Pb أو سبائك خالية من الرصاص.

2) وظيفة طبقة النيكل الحاجزة

• تمنع تفاعلات بين قصدير/رصاص اللحام والفضة.
• تتفادى ظاهرة انفصال الغطاء (Cap Lifting) أو التطبّق أثناء إعادة اللحام.
• ترفع موثوقية وصلات اللحام.
  رغم أن النيكل أقل قابلية للبلل، تضمن طبقة القصدير الخارجية ترطيبًا جيدًا عند اللحام.

3) التحوّل إلى الطلاء الخالي من الرصاص

تماشيًا مع RoHS، انتقل معظم المصنّعين إلى طلاءات خالية من الرصاص (Sn-Ag-Cu) بدل Sn-Pb التقليدي.

الأسئلة الشائعة (FAQ)

الخلاصة: مكوّنات صغيرة… وأثر كبير

قد تبدو المقاومات الشِّرائحية بسيطة، لكن أداءها يعتمد على المواد وتقنيات الأغشية وبنية الأطراف.
فهم هذه التفاصيل ضروري لمصمّمي الـPCB ومهندسي الـSMT لضمان قابلية لحام أفضل، وموثوقية أعلى، وأداء حراري مُحسَّن على مستوى اللوحة كاملة.

إتقان أنواع مقاومات SMD—ومهارة قراءة أكوادها—أساسي لتصاميم PCB عالية الكثافة في يومنا هذا.