SMD อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตัวจิ๋ว นักอิเล็กทรอนิกส์ทุกคนคงเคยเห็นและรู้จักเจ้าอุปกรณ์ตัวจิ๋วที่อยู่บนแผ่น PCB อย่างเมนบอร์ดคอมพิวเตอร์ การ์ดจอ ฯลฯ ที่วางอุปกรณ์อย่างหนาแน่น และดูดี พอหันกลับมาดูบอร์ดที่เราออกแบบเอง มันช่างเทอะทะ อุปกรณ์แต่ละตัวก็เบ้อเริ่ม แถมถ้าใครต้องกัดแผ่น PCB เองก็คงเบื่อกับการนั่งเจาะรูบนบอร์ด เจาะไปไม่ทันไร ดอกสว่านก็ดันมาหักซะ ที่แย่ไปกว่านั้น ใครที่เคยสั่งทำ PCB แบบ Plate through hole มาแล้วต้องถอดเปลี่ยนอุปกรณ์ ก็คงจะรู้ว่ามันไม่ง่ายเลย ยิ่งถ้าออกแบบรูมาฟิตๆละก็ ลายคงหลุดกันไปซักข้างแน่ๆ ผมว่าถ้าใครเจอปัญหาอย่างที่ว่ามาเนี่ย ลองหันมาใช้อุปกรณ์ที่เป็น SMD ดูสักแผ่น แล้วคุณจะคิดว่า โอ้ซาร่า SMD มันดีอย่างนี้นี่เอง
นอกจากการแนะนำให้รู้จักกับอุปกรณ์ SMD รวมทั้งข้อดีของมันแล้ว บทความนี้ยังกล่าวถึงการออกแบบลายวงจร และเทคนิคการลงอุปกรณ์ เพื่อให้สามารถนำไปใช้ได้จริงอีกด้วย
รู้จักกับ SMD SMD ย่อมาจาก Surface Mount Device แปลตรงๆก็คือ อุปกรณ์ที่ยึดอยู่บนผิวของ PCB พูดง่ายๆก็คือ อุปกรณ์ที่ไม่ต้องเสียบขาลงไปในรูแล้วค่อยบัดกรี (DIP) บางคนอาจเคยเห็นตัวย่อ SMT ย่อมาจาก Surface Mount Technology ซึ่งหมายถึงเทคนิคการยึดอุปกรณ์บนผิว
ข้อดีของการใช้อุปกรณ์ SMD คงพอจะเห็นข้อดีกันไปบ้างแล้วจากบทนำ ข้อดีของอุปกรณ์ SMD สรุปเป็นข้อๆได้ดังนี้
1. เนื่องจากขนาดที่เล็กลง และสามารถวางอุปกรณ์ได้ทั้งสองด้าน ทำให้ใช้พื้นที่ของ PCB น้อยลง ลดค่าใช้จ่ายของแผ่น PCB, บรรจุภัณฑ์
2. นอกจากลดขนาดของ PCB แล้ว จำนวนรูเจาะที่ลดลง ก็ช่วยลดค่าใช้จ่ายของ PCB อีกด้วย
3. ขนาดที่เล็กและน้ำหนักเบา เหมาะกับการออกแบบอุปกรณ์เคลื่อนที่ เช่น โทรศัพท์มือถือ
4. เหมาะกับการใช้งานที่วงจรความถี่สูง เนื่องจากลดความเหนี่ยวนำและความจุไฟฟ้าแฝงที่เกิดขาอุปกรณ์
5. ในด้านการผลิต ช่วยลดค่าใช้จ่ายของเครื่องจักร เนื่องจากมีขั้นตอนการผลิตที่ง่ายกว่า การผลิตมีความแม่นยำ และอัตราการผลิตที่สูงขึ้น
6. การถอดเปลี่ยนอุปกรณ์ทำได้ง่าย
7. สามารถออกแบบวงจรผสม คือใช้ทั้งอุปกรณ์แบบ DIP และ SMD ควบคู่กันได้
เริ่มต้นออกแบบด้วย SMD สำหรับโครงงานที่ใช้แผ่น PCB เอนกประสงค์ (ปรินท์ไข่ปลา) อุปกรณ์ SMD อาจจะไม่เหมาะสมนัก แต่สำหรับโครงงานที่ต้องออกแบบลายวงจรเองแล้ว การออกแบบโดยใช้อุปกรณ์ SMD ไม่ใช่เรื่องยากเลย โดยทั่วไปแล้วโปรแกรมสำหรับออกแบบลายวงจร จะมีFootprint ของอุปกรณ์เหล่านี้ให้อยู่แล้ว ไม่ว่าจะเป็นตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ไปจนถึงไอซีรูปแบบต่างๆ สิ่งสำคัญคือเราต้องรู้ว่าอุปกรณ์ที่เราจะนำมาใช้นั้นเป็น Package อะไร ซึ่งสามารถหาได้จาก Datasheet ของอุปกรณ์นั้นๆ
ตัวต้านทาน Package ของตัวต้านทานจะบอกเป็นขนาดด้านยาวและด้านกว้าง เช่น 0603 มีความยาวประมาณ 0.06 นิ้ว หรือ 60 mil (1 mil คือ 1/1000 นิ้ว) กว้างประมาณ 0.03 นิ้ว หรือ 30 mil โดยกำลังที่ทนได้ ก็จะเพิ่มขึ้นตามขนาด เช่น 0603 ทนได้ประมาณ 1/10W, 0805 ทนได้ประมาณ 1/8W, 1206 ทนได้ประมาณ 1/3W เป็นต้น (กำลังงานที่ตัวต้านทานทนได้ไม่เท่ากันในแต่ละยี่ห้อ)
ตัวเก็บประจุเนื่องจากมีรูปร่าง เช่นเดียวกับตัวต้านทาน จึงใช้ชื่อPackage เดียวกัน โดยตัวเก็บประจุที่มีค่าความจุสูง หรือทนแรงดันได้สูง ก็จะยิ่งมีขนาดใหญ่ขึ้น
หมายเหตุ Package ของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ (หรืออุปกรณ์อย่างอื่นที่มีลักษณะเดียวกัน) สามารถเรียกได้สองหน่วย คือ หน่วยเซนติเมตร และหน่วยนิ้ว เช่น 0603 ในหน่วยที่เป็นนิ้ว หมายถึง 1608 ในหน่วยเซนติเมตร ซึ่งชื่อ Package ทั้งสองแบบนี้จะคล้ายคลึงกัน อาจทำให้เกิดความสับสนได้ โดยทั่วไปนิยมใช้หน่วยเป็นนิ้ว
ไดโอด โดโอดชนิดที่มีสองขา (มีตัวเดียวใน 1 Package) ก็ใช้ชื่อเรียกเช่นเดียวกับตัวต้านทาน เช่น ไดโอดเบอร์ 4148 อาจอยู่ในรูปแบบ 0603 หรือ 0805 หรือถ้าเป็นชนิดที่มี 2 ตัวใน Package เดียว ก็อาจอยู่ใน Package SOT-23
ทรานซิสเตอร์ สำหรับทรานซิสเตอร์ที่ใช้ในงานดิจิตอลทั่วไป สามารถใช้ในรูปของ SOT-23 หรือถ้าใช้งานที่กระแสมากขึ้น อาจอยู่ใน Package SOT-223, D-PAK ข้อดีอย่างหนึ่งของการใช้ทรานซิสเตอร์ที่เป็น SMD คือ การจัดเรียงขาที่เหมือนกัน ทำให้สามารถเปลี่ยนเบอร์ได้ โดยไม่ต้องแก้ลายวงจร
ไอซี สำหรับPackageของไอซีนี้มีมากมายหลายรูปแบบ ขึ้นอยู่กับจำนวนขา เช่น ถ้ามีขาตั้งแต่ 6 ไปจนถึง 32 มักเป็น Package SSOP, TSSOP หรือ SOIC ถ้ามีขาตั้งแต่ 32 ขาขึ้นไปจนถึงประมาณ 200 ขา มักเป็น Package TQFP, PLCC, PQFP แต่ถ้ามากกว่านั้นโดยส่วนใหญ่จะเป็น Package BGA ซึ่งอาจมีมากกว่า 1,000 ขา
ที่มา
ThaiEasyElec.com
