第2章表面组装元器件

第2章表面组装元器件本章要点：表面组装元器件的特点、种类和规格SMC、SMD的类型、规格表面组装元器件的包装表面组装元器件的使用要求与选择一、表面组装元器件的特点、种类和规格1、SMC和SMDSMC：表面组装无源元件如片式电阻、电容、电感SMD：表面组装有源元件如SOT封装小外形晶体管、四方扁平组件QFP等2、特点（1）无论是SMC还是SMD，在功能上都与THT元器件相同（2）表面组装元器件的电极上，有些焊端没有引脚，有些只有非常短小的引线（3）在集成度相同的情况下，表面组装元器件的体积比THT元件小很多（体积小）（4）表面组装元器件直接贴装在PCB的表面（5）小型化、标准化（6）缺点：清洗困难；弄乱不容易搞清楚；元器件与PCB之间热膨胀系数的差异性等3、分类（1）按结构形状分薄片矩形、圆柱形、扁平异形等（2）按功能分无源元件SMC、有源器件SMD、机电元件（3）按使用环境分非气密性封装器件、气密性封装器件二、表面组装电阻器（一）普通表面组装电阻器表面组装电阻器按封装外形分为：片状和圆柱状1、矩形片状电阻器1）结构见下图片式电阻由于制造工艺不同有两种类型：一类是厚膜型（RN型）它是在扁平的高纯度Al2O3基板上印一层二氧化钌基浆料，烧结后经光刻而成另一类是薄膜型（RK型）它是在基体上喷射一层镍铬合金而成片式电阻用“RC”表示，基本单位Ω片式电阻有三层端焊头最内层为银钯合金（0.5mil），中间为镍层（2～3mil）,最外层为端焊头（锡铅时代，日本采用SnPb合金，，美国采用Ag或AgPd合金；进入无铅时代采用无铅合金），厚1mil2）性能（1）技术特性使用环境温度：-55～+125℃额定环境温度：70℃额定功率：是电阻器在环境温度为70℃时能承受的电功率。当温度超过70℃时承受的功率将下降，直到125℃时负载为零。不同尺寸对应的额定功率，见表2-4最高使用电压：电阻器能正常工作时的最高电压值最高过载电压：为最高使用电压2倍计算标称阻值范围：一般是1～10M阻值允许偏差：F（±1%）、G（±2%）、J（±5%）、K（±10%）（2）片式电阻的精度及分类根据IEC63标准，“电阻器和电容器的优选值及其公差”的规定，电阻值允许偏差±10%，称为E12系列；电阻值允许偏差±5%，称为E24系列；电阻值允许偏差±1%，称为E96系列E24系列的标准系数1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1E96系列的标准系数1.001.021.051.071.101.131.151.181.211.241.271.301.331.371.401.431.471.501.541.581.621.651.691.741.781.821.871.911.962.002.052.102.152.212.262.322.372.432.482.552.612.672.742.802.872.943.013.093.163.243.323.403.483.573.653.743.833.924.024.124.224.324.424.534.644.754.874.995.115.225.235.365.495.765.906.046.196.346.496.656.816.987.157.327.507.687.788.068.258.458.668.879.099.319.539.963）外型尺寸片式电阻、电容常以它们的外形尺寸的长宽命名来表示它们的大小，通常以英寸及mm为单位1inch=1000mil=25.4mm1mil=1/1000inch=0.0254mm如英制：1206、0805、0603、0402、0201公制：3216、2012、1608、1005、06034）标记识别方法（1）元器件上的标注当片式电阻阻值精度为±5%时，采用三个数字表示：跨接线记为000阻值小于10Ω的，在两个数字之间补加“R”阻值在10Ω以上的，则最后一个数值表示增加的零的个数例：4.7Ω记为4R7，0Ω记为000，100Ω记为101，1MΩ记为105当片式电阻值精度为±1%时，采用四个数字表示，前面三个数字为有效数，第四位表示增加的零的个数；阻值小于10Ω的仍在第二位补加“R”；阻值为100Ω则在第四位补“0”例：4.7Ω记为4R7、100Ω记为1000、1MΩ记为1004、20MΩ记为2005、10Ω记为10R0精度为±1%的精密电阻器还有另一种表示方法：电阻值参数用两位数字代码加一位字母代码表示。其值不能直接读取，前两位数字代码通过查表得知数值，再乘以字母代码表示的倍率。见表2-3例：39X查表可得39对应数值249，X对应10的-1次方所以这个电阻阻值为24.9Ω，精度±1%（2）料盘上的标注国外有关电阻器的型号日本松下ERJ型日本宫川电具MCR型日本村田RX型有些材料及编带盘上采用一组数字及符号来表示片式电阻的综合性能。如：RI111/8W100KΩJR电阻I玻璃釉膜1普通片状1序号1/8W额定功率100KΩ标称电阻J标称阻值允许偏差华达电子片状电阻器标识含义如下：RC-05K103JTRC—片状电阻05—型号02：040203：060305：080506：1206K—电阻温度系数F：±25G：±50H：±100K：±250M：±500103—阻值J—电阻值误差F：±1%G：±2%J：±5%O:跨接电阻T—包装T：编带包装B：塑料盒散包装5）包装片式电阻一般有两种包装方式：（1）散装(10000片/盒)（2）编带包装纸编带包装（5000只/盘）塑料编带包装（4000只/盘）2、圆柱形表面组装电阻器（MELF）1）结构用薄膜工艺来制作：在高铝陶瓷基柱表面溅射镍铬合金膜或碳膜，在膜上刻槽调整电阻值，两端压上金属焊端，再涂覆耐热漆形成保护层并印上色环标志。常用于高档音响电器产品中。MELF主要有碳膜ERD型、金属膜ERO型及跨接用0Ω电阻器2）性能（1）使用环境温度：-55～+150℃（2）额定功耗/W根据型号的不同，其额定功率不同，一般是的1/8W、1/4W（3）最高使用电压/V（4）最高过载电压/V（5）标称阻值范围（6）阻值允许偏差（精度）（7）电阻温度系数3）外形尺寸ERD-21TLERD-21TLOERD-21L：L—2.0（+0.1，-0.05）mm(长)D—1.25（±0.05）mm（直径）T—0.3（+0.1）mm（焊端长度）ERD-10TL（RD41B2B）ERD-10TLO（CC-12）ERO-10L（RN41C2B）：L—3.0（+0.05，-0.10）mmD—1.40（+0.05，-0.10）mmT—0.5mm4)标记识别MELF的阻值以色环标志法来表示，三色环法、四色环法一般用于普通电阻器标注，五色环法一般用于精密电阻器标注。三条色环标注：从左至右第一、二条表示有效数字，第三条表示前两位有效数字乘以10的指数。四色环法标注：从左至右第一、二条表示有效数字，第三条表示前两位有效数字乘以10的指数，第四条色环表示允许误差。五色环法标注：从左至右第一、二、三条表示有效数字，第四条表示前两位有效数字乘以10的指数，第五条色环表示允许误差。注意：色环的第一条靠近电阻器的一端，最后一条比其它各条宽1.5～2倍。5）包装（1）散装聚乙烯塑料包装一般0.125W规格的1000个/袋，0.25W规格的500个/袋（2）编带包装0.125W的MELF实行编带包装（二）表面组装电阻排将多个片状矩形电阻按不同的方式连接组成的一个组合元件。它是电子阻网络的表面组装形式。具有体积小、质量轻、可以高密度安装、可靠性高、可焊性好的特点。常见的电阻网络如下：（三）表面组装电位器1、性能标称阻值范围：100Ω～1MΩ之间阻值偏差：±25%额定功耗系列：0.05W、0.1W、0.125W、0.2W、0.25W、0.5W阻值变化规律：线性最大电刷电流：100mA使用温度范围：-55℃～+100℃2、结构（1）敞开式结构分为直接驱动簧片式结构和绝缘轴驱动簧片式结构无外壳保护，灰尘和潮气易进入产品，对性能有一定的影响，但价格低廉，因此常用于消费类电子产品中。仅适用于锡膏-再流焊工艺。（2）防尘式结构有外壳或护罩，灰尘和潮气不易进入产品，性能较好，多用于投资类电子整机和高档消费类电子产品中（3）微调式结构属于精细调节型，性能好，但价格昂贵，多用于精密的投资电子整机中（4）全密封式结构有圆柱形和扁平矩形两种具有调节方便、可靠、寿命长等特点常用于高档电子产品中3、外形尺寸扁平矩形电位器型号有3型、4型、和6型。指的是电位器的长宽厚如3型的尺寸：3*3*1.64型的尺寸：3.8*4.5*2.44*5*24.5*5*2.56型：6*6*4三、表面组装电容器表面组装电容器简称片状电容，从目前应的情况来看，适用于表面安装的电容器已发展到数百种型号，主要有以下品种：瓷介电容（占80%）钽电解电容铝电解电容有机薄膜电容器（较少）云母电容器（较少）（一）表面组装多层陶瓷电容器（MLC）介质：陶瓷材料电极：电极深入电容器内部，并与陶瓷介质相互交错，根据容量需要，少则两层，多则数十层，甚至上百层。端头：三层注意：由于片式电容的端电极、金属电极、介质三者的热膨胀系数不同，因此在焊接过程中升温速率不能过快，特别是波峰焊时预热温度应足够，否则易造成片式电容的损坏。表面组装电容器所用介质有三种：COG、X7R、Z5V它们有不同的温度范围及温主稳定性，以COG为介质的电容温度特性较好。这个是按美国电工协会（EIA）标准，不同介质材料的MLC按温度稳定性分成三类：超稳定级（I类陶瓷）的介质材料为COG或NPO；国内型号：CC41稳定级（II类陶瓷）的介质材料为X7R、Z5V；国内型号：CT41-2X1（X7R）CT41-2E6（Z5V）能用级（Ⅲ类陶瓷）的介质材料Y5V。I类是温度补偿型电容器，其特点是低损耗、电容量稳定性高，适用于谐振电路、耦合回路和需要补偿温度效应的电路II类是高介电常数类电容器，其特点是体积小、容量大，适用于旁路、滤波或在对损耗、容量稳定性要求不太高的电路中不同材介质材料MLC的电容量范围见表2-5MLC的标注识别方法1、元器件表面数值表示法（1）与片式电阻相同（2）有些厂家在片式电容表面印有英文字母及数字，它们均代表特定的数值，只要查表就可估算出电容的容值。2、外包装表示法一般标识于电容外包装上，现以华达电子电容为例，其标识含义如图所示（二）表面组装电解电容器（极性电容）1、主要有铝电解电容器和钽电解电容器2、铝电解电容器（1）采用铝箔作为电极，电解液作为介质（非固体）（2）其容量和额定工作电压的范围比较大，因此做成矩形贴片式比较困难，一般做成异形结构。（3）再流焊工艺中应严格控制焊接温度：早期的能承受250℃高温30S，适用于锡铅焊；现在的固态铝电解电容能承受270℃的温度，适用于无铅焊3、钽电解电容（1）以金属钽作为电容介质（2）特点：可靠性高、单位体积容量大，在容超过0.33uF时，大都采用钽电解电容。（3）应用：由于电解质响应速度快，因此在需要高速运算处理的大规模集成电路中应用较多。（4）外形：片状矩形（5）分类：按封装形式分（6）电容量范围：0.1-100uf直流工作电压范围：4-25V（三）云母电容1、介质：天然云母2、特点：耐热性好、损耗小、Q值和精度高、易做成小电容等特点3、应用：特别适合在高频电路中使用，近年来已在无线通信、硬盘系统中大量使用4、结构将银浆料印在云母上，然后进行层叠，经热压后形成电容坯体，再完成电极连接，既可得到片状云母电容。5、型号：如日本双倍公司的UC12、UC23、UC34、UC55四、表面组装电感器（一）概述1、电感作用扼流、退耦、滤波、调谐、延迟、补偿等2、表面组装电感器的常见类型（1）固定电感器（2）可调电感器（3）LC复合元件（4）特殊产品：L