SMT表面安装技术--表面安装元器件1

弱电初学者

表面安装元器件称无端子元器件，问世于20世纪60年代，习惯上人们把表面安装无源元器件，如片式电阻、电容、电感称之为SMC(Surface Mounted Component)，而将有源器件，如小外形晶体SOT及四方扁平组件(QFT)称之为SMD(Surface Mounted De-Vices)。无论是SMC还是SMD，在功能上都与传统的通孔安装元件相同，最初是为了减小体积而制造，最点出现在电子表中，使电子表微型化成为可能。然而，它们一经问世，就表现出强大的生命力，体积明显减小，高频特性提高、耐振动、安装紧凑等优点是传统通孔元器件所无法比拟的，从而极大地刺激了电子产品向多功能、高性能、微型化、低成本的方向发展。例如，片式器件组装的手提摄 像机，掌上电脑和手机等，不仅功能齐全，而且低，现已在人们日常生活中广泛使用。同时，这些微型电子产品又促进了SMC和SMD向微型发展。片式电阻电容已由早期的3.2mm×1.6mm缩小到0.2mm×0.3mm,IC的端子中心距已由1.27mm减小到0.3mm，且随着裸芯片技术的发展，BGA和CSP类高端子数器件已广泛应用到生产中。此外，一些机电元件，如开关、继电器、延迟线、热敏和压敏电阻，也都实现了片式化。如今，表面安装元器件品种繁多、功能各异，然而器件的片式化发展却不平衡，阻容器件，三极管，IC发展快，异型器件，插座，振荡器发展迟缓，并且片式化的元器件，又未能标准化，不同国家以至不同厂家均有不同的差异，因此，在设计选用元器件时，一定要弄清楚元器的型号、厂家及性能等，以避免出现互换性差的缺陷。
　　当然，表面安装元器件也存在着不足之处，例如，元器件与PCB表面非常贴近，与基板间隙小，给清洗造成困难，元器体积小，电阻、电容一般不设标记，一旦弄乱就不易搞清楚，特别是元器件与PCB之间热膨胀系数的差异也是SMT产品中应注意的问题。
　　6.2.1 表面安装电阻
　　表面安装电阻最初为矩形片状，20世纪80年代初出现了圆柱形，随着表面安装器件(SMD)和机电元件等向集成化，多功能化方向发展，又出现了电阻网络(Resistor Net-works)、电容网络(Capacitor Networks)、阻溶混合网络、混合集成电路(Hybrid IC)等短小，扁平端子的复合器件，它与分立元器件相比，具有小型化，无端子(或扁平、短小端子)、尺寸标准化、特别适合在印制电路板上进行表面安装等特点。
　　(1)矩形片式电阻
　　1、结构 矩形片式电阻由于制造工艺不同有两种类型， 一类是膜型(RN型)，另一类是薄膜型(RK型)。厚膜型是在扁平的高纯度Al2O3基板上印一层二氧化钌基浆料，烧结后经光刻而成；薄膜型电阻 是在基体上喷射一层镍铬合金而成，性能稳定，阻值精度高，但价钱较贵，由于在电阻层上涂覆特殊的玻璃釉涂层，故电阻在高温，高湿下性能非常稳定。
　　片式电阻有三层端焊，俗称三层端电极，最内层为银钯合金，它与陶瓷基 有良好的结合力，中间为镍层，它是防止在焊接期间银层的浸析，最外层为端焊，不同的国家采用不同的材料，日本通常采用Sn-Pb合金，厚度为1mil，美国则采用Ag-Pd合金。
　　2、性能 国产RI11型片式电阻的技术特性如表6-2所示

　　表6-2 RI11型片式电阻的技术特征

　　3、额定功率与外形尺寸的对应关系，如表6-3所示

　　表6-3 不同的外形尺寸对应的额定功率

片式电阻的额定功率是电阻在环境温度为70℃时承受的电功率。超过70℃承受的功率将下降，直到125℃时负载功能为零。
　　4、精度及分类 在片式电阻中，RN型电阻精度高、电阻 温度系数小，稳定性好，但阻值范围比较窄，适用于精度和高频领域；RK型电阻则是电路中应用得到最广泛的。
　　根据IEC3标准“电阻器和电容器的优选值及其公差”的规定，电阻值允许偏差为±10%，称为E12系列，电阻值允许偏差为±5%，称E24系列，电阻值允许偏差为±1%，称为E96系列。
　　5、外形尺寸 片式电阻 、电容常以它们的外形尺寸的长宽命名，来标志它们的大小，以in(lin =0.0254M)ey SI制(mm)为单位，如外形尺寸为0.12in×0,06in，记为1206，SI制记为3.2mm×1.6mm。片式电阻外形尺寸见表6-4。
　　表6-4 片式电阻外形尺寸

　6、标记识别方法
　　a、元件上的标注。当片式电阻阻精度为5%时，采用3个数字表示。跨接线记为000，阻值小于10Ω，在两个数字之间补加“R”表示，阻值在10 Ω以上的，则最后一数值表示增加的零的个数。例如4.7Ω记为4R7；0Ω(跨接线)记为000记为101；1MΩ。当片式电阻值精度为1%时，则采用4个数字表示，前面3个数字为有效数字，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”。例如4.7Ω记为4R70,100Ω记为1000,1MΩ记为1004,10Ω记为10R0。
　　b、料盘上的标注，华达电子片状阻器标识含义：如RC05K103JT其中，RC为产品代号，表示片状电阻器
　　05表示型号，02(0402),03(0603),05(0805),06(1206)
　　K表示电阻温度系数，F：±25；G：±50；H：±100；K：±250；M：±500
　　103表示阻值
　　J表示电阻值误差，F：±1%；G：±25%；J：±5%；0：跨接电阻
　　T表示包装，T编带包装；B：塑料盒散包装
　　(2)圆柱形固定电阻
　　圆柱形固定电阻，即金属电极无端子面元件(Metal Electrode Face Bonding Type)简称MELF电阻。MELF 主要有碳膜ERD型，高性能金属膜ERO用跨接用的0Ω电阻三种。它与片式电阻相比，无方向性和正反面性，包装使用方便，装配密度高，固定到印制板上有较高的抗弯能力，特别是噪声电平和三次谐波失真都比较低，常用于高档音响电器产品中。
　　1、结构 MELF电阻是在高铝陶瓷基体上覆上金属膜或碳膜，两端压上金属帽电有，采用刻螺纹槽的方法调整电阻值，表面涂上耐热漆密封，最后根据电阻值涂上色码标志。
　　2、性能 MELF的主要技术特性和额定值见表6-5。

　　表6－5 MELF的主要技术特性和额定值

　3、标志识别 MELF的阻值以色球标志法表示。
　　(3)片式电位器
　　表面安装电位器，又称片式电位器(Chip Potentiometer)。它包括片状、

　　圆、柱状、扁平矩形结构等各类电位器，它在电路中起调节分电路电压和分路电阻的作用，故分别称之为分压式电位器和可变电阻器。
　　①结构　　片式电位器有四种不同的外形结构，分别为敞开式结构，防尘式结构，微调式结构和全密封式结构。
　　②性能
　　a标称阻值范围：100Ω-1MΩ
　　b阻值允许范围：±25%
　　c电阻规律：线性
　　d接触电阻变化：3%或3Ω
　　e分辩率：无限
　　f电阻温度系数：250×10－6./℃
　　g最大电流：100mA
　　h使用温度范围：－55－＋100℃
　　I额定功耗系列：0.05W，0.1W，0.125W，0.2W，0.25W，0.5W
　　③外形尺寸　　片状电位器型号有3型、4型和6型、其外形尺寸见表6－6。

　　表6－6片状电位器外形尺寸