בהרכבה בטכנולוגיית התקנה עילית (SMT), נגדים הם בין הרכיבים הפסיביים הנפוצים ביותר.
בתוך המשפחה הזו, רשתות נגדים — המכונות גם מערכי נגדים או חבילות נגדים משולבות — ממלאות תפקיד חשוב בתכנוני PCB בעלי צפיפות גבוהה ודיוק גבוה.
המאמר מסביר את המבנה, הסיווג, סוגי המארזים והשימושים המעשיים, וכן סקירה של פוטנציומטרים ב-SMT המשמשים לכיול והתאמה.
מהי רשת נגדים ב-SMT?
רשת נגדים משלבת מספר נגדים בעלי ערכים זהים או פרופורציונליים בתוך מארז יחיד.
הנגדים מחוברים פנימית לפי תצורת חיבורים מוגדרת, וכך מצמצמים שטח בלוח ומשפרים עקביות ביצועים.
לדוגמה, רשת 8P4R (שמונה רגליים, ארבעה נגדים) מסדרת 3216 מכילה ארבעה נגדים נפרדים באותו רכיב קומפקטי.
אינטגרציה זו חוסכת שטח PCB, משפרת התאמה תרמית ומפחיתה את מורכבות הייצור.
סיווגים מבניים
לפי התכנון והשימוש, ניתן לחלק רשתות נגדים לארבעה סוגים עיקריים:
- SOP – מארז הדומה למעגלים משולבים קטנים; מתאים במיוחד להלחמת גל.
יישומים: מעגלים אנלוגיים, מסננים. - Chip Power – מסוגל לעומסי הספק גבוהים יותר ופיזור חום טוב.
יישומים: מחלקי מתח, חישת זרם. - Chip Carrier – יציבות מכנית ותרמית מוגברת.
יישומים: ציוד תקשורת ובדיקה. - Chip Array – הצורה הנפוצה ביותר ב-SMT; אינטגרציה גבוהה וחסכונית במקום.
יישומים: לוגיקה דיגיטלית, רשתות Pull-up/Pull-down.
סוג Chip Array הוא הנפוץ ביותר בזכות המארז הסטנדרטי הידידותי ל-SMT והפריסה הקומפקטית.
תצורות חיבור פנימיות נפוצות
חבילות שונות עשויות לכלול תצורות חיבור פנימיות שונות (ראו מקביל ל-איור 2-7):
- Isolated – מבודד: כל נגד פועל באופן עצמאי.
- Bussed / Common – פס משותף: כמה נגדים חולקים צומת משותף; נפוץ לרשתות Pull-up/Pull-down.
- Divider – מחלק מתח: נגדים בטור ליצירת חלוקת מתח או מדידה.
- R-2R Ladder – סולם R-2R: משמש ברשתות DAC (ממיר דיגיטלי-לאנלוגי) לדרוג מדויק.
תצורות אלו מעניקות לרשתות הנגדים גמישות רבה במעגלים אנלוגיים ודיגיטליים.
גדלי מארז וסימון
רשתות נגדים קבועות קטנות משתמשות לרוב במארזי צ’יפ מלבניים סטנדרטיים כגון:
- 0603, 0805, 1206, 3216
הסימון על המארז דומה לנגד SMD רגיל — למשל “103” מציין 10 kΩ.
קודי סטייה (Tolerance) נפוצים:
- J (±5%)
- G (±2%)
- F (±1%)
תקני סימון תעשייתיים מקלים על הזיהוי ומבטיחים תאימות לקווי ייצור אוטומטיים.
מאפיינים מרכזיים
- תחום התנגדויות: 10 Ω – 1 MΩ (לפי התכנון).
- הספק מותר: 0.05 W – 0.25 W לכל אלמנט.
- מקדם טמפרטורה (TCR): כ-±100 ppm/°C, התאמה טובה בין ערוצים.
- התאמת סבילות בין אלמנטים: עד ±0.1% למעגלי דיוק.
יתרונות:
- התאמה מעולה בין נגדים לשימור איכות האות.
- טביעת רגל קטנה ללוחות צפופים.
- פישוט מיקום והרכבה/הלחמה.
- אמינות גבוהה יותר בתכנונים מהירים.
יישומים אופייניים
רשתות נגדים ב-SMT נפוצות ב-:
- רשתות Pull-up/Pull-down לקווי I/O של מיקרו-בקרים.
- סיום אפיקים (I²C, SPI, CAN).
- מחלקי מתח לממירי A/D ו-D/A.
- סינון אותות ורשתות הנחתה (Attenuation).
- מדידת מתח וניטור הספק.
יישומים אלו מדגישים כיצד מערכי נגדים משפרים את ביצועי המעגל ואת יעילות ההרכבה.
סקירה: פוטנציומטרים ב-SMT
בנוסף לרשתות קבועות, פוטנציומטרי SMT (Chip Potentiometers) מאפשרים כוונון עדין של פרמטרי המעגל.
מפרט עיקרי:
- תחום התנגדויות: 100 Ω – 1 MΩ
- סטייה: ±25%
- הספק: 0.05 W – 0.5 W
- אופי שינוי: לינארי (B-taper)
סוגי מבנה של פוטנציומטרי SMT
Open Type – פתוח
מבנה מסגרת פתוחה ללא בית מגן (ראו איור 2-8). זול אך רגיש לאבק ולחות.
מומלץ להלחמת Reflow בלבד, לא מתאים להלחמת גל.
Dustproof – חסין אבק
כולל כיסוי מגן מפני מזהמים (איור 2-9). אמינות גבוהה; נפוץ בציוד תעשייתי ומוצרי פרימיום.
Trimming – טרימר
מיועד לכיול והתאמה מדויקים (איור 2-10); יקר יותר.
נפוץ במכשור, תקשורת ובקרת תהליכים.
Fully Sealed – אטום לחלוטין
קיים בצורת גלילי או מלבני שטוח, עם כוונון עליון או צדי (איור 2-11).
אטימה מצוינת, אורך חיים גבוה ותפעול אמין.
סיכום
רשתות נגדים ב-SMT ופוטנציומטרי SMT הם רכיבים מרכזיים באלקטרוניקה מודרנית.
רשתות מספקות פתרון קומפקטי, עקבי וחסכוני למערכי נגדים קבועים, בעוד שהפוטנציומטרים מאפשרים כיול מתכוונן במעגלים אנלוגיים ודיגיטליים.
הבנה של מבנים, סוגי חיבור ומארזים תסייע למהנדסים לתכנן לוחות PCB אמינים יותר, צפופים יותר וקלים לייצור.
