הסבר על נגדי Chip: סוגים, גדלים וכיצד לקרוא קודי נגדי SMD כמו מקצוען

בעולם האלקטרוניקה המודרני, נגדי chip הם מהרכיבים הפסיביים הנפוצים ביותר.
בין אם מדובר באלקטרוניקת צריכה, בקרה תעשייתית או מערכות רכב, הצורה, הגודל, הסימון ומבנה הטרמינלים של נגד SMD משפיעים ישירות על יכולת הייצור של PCB, על אמינות ההלחמה ועל הביצועים לטווח ארוך.

המאמר הזה מציג סקירה הנדסית ממוקדת של נגדי chip — כולל סוגי מארזים, שיטות סימון ומבנה טכני — כדי לסייע למתכנני PCB ולמהנדסי SMT לבחור ולהחיל אותם נכון.

סוגי מארזים ושיטות ייצור של נגדי Chip

1) צורות המארז (Package Shapes)

ניתן לסווג נגדי SMD לשתי צורות עיקריות:

• נגדים שְׁרָיְחִיִּים מלבניים (Flat rectangular chip resistors)
• נגדי MELF גליליים (Metal Electrode Leadless Face)

שתי הצורות הללו מכסות את רוב יישומי ההרכבה על המשטח (SMT).

2) תהליכי ייצור (Manufacturing Processes)

לפי טכנולוגיית הייצור מחלקים ל־:

• נגדי שכבה עבה (Thick-film, RN)
• נגדי שכבה דקה (Thin-film, RK)

3) נגדי שכבה עבה (Thick-Film Chip Resistors)

רוב הנגדים המלבניים מיוצרים בטכנולוגיית שכבה עבה. תהליך טיפוסי:

1. שימוש במצע קרמי של אלומינה 96% (Al₂O₃).
2. הדפסת משחת נגד RuO₂ על המצע (Screen-printing).
3. כיוון הערך באמצעות שינוי הרכב/יחסי המשחה.
4. חיתוך בלייזר (Laser trimming) לכיול עדין.
5. ציפוי וצריפה של זיגוג זכוכיתי מגן.
6. יצירת קצות הלחמה בשני הקצוות.

הטכנולוגיה בשלה ומאזנת דיוק, עלות ויכולת ייצור.

4) נגדי MELF גליליים

נגדי MELF מיוצרים בדרך כלל בטכנולוגיית שכבה דקה, עם:

• מצע קרמי גלילי מאלומינה.
• סרט מרוסס של NiCr או פחמן.
• חריצי טרימינג בלייזר להתאמת הערך.
• כותרות מתכת ללחימה.
• ציפוי מגן עם טבעות צבע לזיהוי.

נגדי MELF ידועים באמינות גבוהה, יציבות תרמית ועמידות לעומס־יתר, ולכן נפוצים בתעשייה וברכב.

גדלים תקניים ודרוגי הספק של נגדי Chip

1) קודים מטריים מול אימפריאליים

הגדלים תקניים בשתי שיטות:

• אימפריאלית (ביחידות אינץ’, לדוגמה 0603, 0805) — נפוצה בארה״ב ואירופה.
• מטרית (במ״מ, לדוגמה 1608, 2012) — נפוצה ביפן ובאסיה.

שתי הספרות הראשונות — אורך, שתי האחרונות — רוחב.
דוגמה: 3216 (1206) פירושו 3.2 מ״מ אורך ו־1.6 מ״מ רוחב.

2) מגמת מזעור

התפתחות הגדלים משקפת מזעור מתמשך:
5750 → 4532 → 3225 → 3216 → 2520 → 2012 → 1608 → 1005 → 0603 → 0201

3) דרוגי הספק אופייניים

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

💡 טיפ תכנון: תת־תִּחְמוּל (Underrating) של הספק הוא אחת מסיבות הכשל השכיחות בריפְלוֹ או בזמן עבודה.

כיצד לקרוא קודי נגדי SMD

ערכי הנגד והטולרנסים נשענים על סדרות E כמו בנגדי Through-hole:

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

סימונים מודפסים על נגדים

מארזים קטנים (0402, 0603, 1005):
בגלל שטח זעיר אין הדפסה על גוף הנגד; הערך מצוין על סרט/סליל האריזה.

מארזים בינוניים (0805, 1206):
נפוץ קוד בן 3 או 4 ספרות.

קוד בן 3 ספרות (סדרת E24)

• שתי הספרות הראשונות: ספרות משמעותיות.
• הספרה השלישית: מכפיל (מספר האפסים).

דוגמאות:
114 → 110 kΩ
5R6 → 5.6 Ω
R39 → 0.39 Ω
000 → ג׳מפר 0 Ω

קוד בן 4 ספרות (טולרנס 1%)

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

שיטת טבעות צבע לנגדי MELF

נגדי MELF גליליים משתמשים ב־3/4/5 טבעות צבע, בדומה לנגדי THT.
דוגמה (5 טבעות): ירוק – חום – שחור – אדום – חום → 51 kΩ ±1%.

פרמטרים חשמליים אופייניים

למרות גודלם הקטן, נגדי chip מספקים טווחי ערכים רחבים ודיוק גבוה.
לדוגמה 3216 (1206):

• טווח התנגדות: ‎0.39 Ω‎ עד ‎10 MΩ‎
• הספק נקוב: עד 1/4 W
• טולרנסים: ±1%, ±2%, ±5%, ±10%
• טמפרטורת עבודת ייחוס: עד 70°C

מבנה טרמינלים של נגדי SMD

1) תצורת שלוש שכבות

קצות הנגד מורכבים לרוב משלוש שכבות מתכת:

1. אלקטרודה פנימית: סגסוגת Pd-Ag.
2. שכבת מחסום (Barrier): Ni (ניקל).
3. שכבת הלחמה חיצונית: Sn-Pb או סגסוגת ללא עופרת.

2) תפקיד שכבת המחסום מניקל

• מונעת תגובות בינמתכתיות בין בדיל/עופרת לכסף.
• מחסלת תופעת Cap Lifting/Delamination בריפְלוֹ.
• משפרת את אמינות מפרקי ההלחמה.
  אף שניקל פחות נרטב, שכבת הבדיל החיצונית מבטיחה הרטבה טובה בהלחמה.

3) מעבר לציפוי נטול עופרת

בהתאם לתקני RoHS, רוב היצרנים עברו לציפויים חסרי עופרת (Sn-Ag-Cu) במקום Sn-Pb המסורתי.

שאלות נפוצות (FAQ)

האם נגד chip זהה לנגד SMD?
ברוב המקרים כן. Chip resistor מתייחס לצורת הרכיב, בעוד SMD resistor לשיטת ההרכבה. המלבניים הם הנפוצים ביותר.

אילו גדלים הם הנפוצים ביותר?
0402, 0603, 0805, 1206 — מתוכם 0603 ו־0805 נפוצים במיוחד בשל איזון בין גודל, הספק ונוחות הרכבה.

כיצד קוראים סימוני נגדי SMD?

• 3 ספרות: שתי ספרות ערך, שלישית מכפיל → 103 = 10 kΩ
• 4 ספרות (1%): שלוש ספרות ערך, רביעית מכפיל → 2002 = 20 kΩ
• האות R משמשת נקודה עשרונית → 4R7 = 4.7 Ω
  בגדלים הזעירים לרוב אין הדפסה על הגוף.

מה משמעות “000” על נגד?
זהו נגד 0Ω (Jumper) המשמש כקצר לוגי/קונפיגורציה, לא כרכיב התנגדות.

מהו הטולרנס הנפוץ?
±5% ליישומים כלליים; ±1% למעגלים מדויקים/עיבוד אות.

סיכום: רכיבים קטנים — השפעה גדולה

נגדי chip אולי נראים פשוטים, אך ביצועיהם תלויים בחומרים, טכנולוגיית הסרט ובניית הטרמינלים.
למתכנני PCB ומהנדסי SMT, הבנה זו מבטיחה הלחמה טובה יותר, אמינות גבוהה יותר וביצועים תרמיים משופרים בכל הלוח.

שליטה בסוגי נגדי SMD — ובקריאת הקודים שלהם — חיונית לתכנון PCB מודרני בצפיפות גבוהה.