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贴片元件封装--SMT基础知识介绍

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贴片元件封装--SMT基础知识介绍
4 p8 B. J/ H" F& ?* m$ p简介: SMT(Surface Mount Technology)是电子业界一门新兴的工业技术,它的兴起及迅猛发展是电子组装业的一次革命,被誉为电子业的”明日之星”,它使电子组装变得越来越快速和简单,随之而来的是各种电子产品更新 ...
$ O% R0 y! K; f/ X$ ?* S- L4 R# K
/ W7 A. j6 s. W8 f    SMT(Surface Mount Technology)是电子业界一门新兴的工业技术,它的兴起及迅猛发展是电子组装业的一次革命,被誉为电子业的”明日之星”,它使电子组装变得越来越快速和简单,随之而来的是各种电子产品更新换代越来越快,集成度越来越高,价格越来越便宜。为IT(Information Technology)产业的飞速发展作出了巨大贡献。' R$ k) A; n' L+ g
SMT零件1 T3 ~6 F3 ]% w! y$ }8 l
SMT所涉及的零件种类繁多,样式各异,有许多已经形成了业界通用的标准,这主要是一些芯片电容电阻等等;有许多仍在经历着不断的变化,尤其是IC类零件,其封装形式的变化层出不穷,令人目不暇接,传统的引脚封装正在经受着新一代封装形式(BGA、FLIP CHIP等等)的冲击,在本章里将分标准零件与IC类零件详细阐述。1 A8 o) r9 R; R9 ?- {* k0 t
一、标准零件
; N1 E1 G9 R* z5 B" Z) c1 q标准零件是在SMT发展过程中逐步形成的,主要是针对用量比较大的零件,本节只讲述常见的标准零件。目前主要有以下几种:电阻(R)、排阻(RA或RN)、电感(L)、陶瓷电容(C)、排容(CP)、钽质电容(C)、二极管(D)、晶体管(Q)【括号内为PCB(印刷电路板)上之零件代码】,在PCB上可根据代码来判定其零件类型,一般说来,零件代码与实际装着的零件是相对应的。
  F7 b% h& f( |/ z# H$ i
1、 零件规格:
8 w" a  c5 e, c$ d7 y3 S0 ](1)、零件规格即零件的外形尺寸,SMT发展至今,业界为方便作业,已经形成了一个标准零件系列,各家零件供货商皆是按这一标准制造。

. O/ i( @0 O7 _/ h! Y' m( w6 x标准零件之尺寸规格有英制与公制两种表示方法,如下表1 t7 A/ g8 b  c7 j4 m
公制表示法 1206 0805 0603 0402$ w) N! n  ?6 U( @
英制表示法 3216 2125 1608 1005
; L" ~+ Q& x% }含义 L:1.2inch(3.2mm)W:0.6inch(1.6mm) L:0.8inch(2.0mm)W:0.5inch(1.25mm) L:0.6inch(1.6mm)W:0.3inch(0.8mm)
% |9 M5 a0 x6 c$ n  nL:0.4inch(1.0mm)W:0.2inch(0.5mm)
! s. }! q  X, f2 w注:a、L(Length):长度; W(Width):宽度; inch:英寸' H/ K6 O5 k1 D% L) A$ {
b、1inch=25.4mm

5 E6 y3 {. ^- z# }, H/ K(2)、在(1)中未提及零件的厚度,在这一点上因零件不同而有所差异,在生产时应以实际量测为准。8 d4 a2 R! x# k+ t, G
(3)、以上所讲的主要是针对电子产品中用量最大的电阻(排阻)和电容(排容),其它如电感、二极管、晶体管等等因用量较小,且形状也多种多样,在此不作讨论。
4 e( ?/ s4 F9 E! [(4)、SMT发展至今,随着电子产品集成度的不断提高,标准零件逐步向微型化发展,如今最小的标准零件已经到了0201。
% ~/ ~- K$ d7 i- ]8 [7 ~, X7 Y2、钽质电容(Tantalum)# F( l$ e. p9 z9 w
钽质电容已经越来越多应用于各种电子产品上,属于比较贵重的零件,发展至今,也有了一个标准尺寸系列,用英文字母Y、A、X、B、C、D来代表。
. ]6 Q& T4 K0 p" l
其对应关系如下表, k: f3 G5 a; R# U$ W: P
型号 Y A X B C D4 E( c% E$ ~( ?. }! e. G8 ]
规格
! d3 b4 b) @. Q: d7 F- qL(mm) 3.2 3.8 3.5 4.7 6.0 7.3
. \& m6 _+ ]# y5 z- ?* i, [% C/ FW (mm) 1.6 1.9 2.8 2.6 3.2 4.3+ `' X: c& A+ k9 u4 q* P
T (mm) 1.6 1.6 1.9 2.1 2.5 2.80 v$ g( c" }9 `5 @% E6 ~
注意:电容值相同但规格型号不同的钽质电容不可代用。: ]* W" L: ]& H, w9 c
如:10UF/16V”B”型与10UF/16V”C”型不可相互代用。
/ i8 ]* _( m" k  x6 c5 [
二、IC类零件
, D5 W! l/ O3 x9 [
IC为Integrated Circuit(集成电路块)之英文缩写,业界一般以IC的封装形式来划分其类型,传统IC有SOP、SOJ、QFP、PLCC等等,现在比较新型的IC有BGA、CSP、FLIP CHIP等等,这些零件类型因其PIN (零件脚)的多寡大小以及PIN与PIN之间的间距不一样,而呈现出各种各样的形状,在本节我们将讲述每种IC的外形及常用称谓等。1 ?' k5 q. s/ T0 F. r' ~
1、基本IC类型
: l0 ^& p: `/ M1 j# C7 s(1)、SOP(Small outline Package):零件两面有脚,脚向外张开(一般称为鸥翼型引脚).

) K* |4 t1 @1 K5 {( f9 \, A6 X, n(2)、SOJ(Small outline J-lead Package):零件两面有脚,脚向零件底部弯曲(J型引脚)。
$ k  c, b, n( }' c! f(3)、QFP(Quad Flat Package):零件四边有脚,零件脚向外张开。3 E2 z( ~& ~7 g( M+ @$ q: d
(4)、PLCC(Plastic Leadless Chip Carrier):零件四边有脚,零件脚向零件底部弯曲。! \  n/ [; u" o4 o! `7 d/ X
(5)、BGA(Ball Grid Array):零件表面无脚,其脚成球状矩阵排列于零件底部。
. J" P1 u9 `2 {) _- S3 t(6)、CSP(CHIP SCAL PACKAGE):零件尺寸包装。
7 R5 q' m, q; k! X% I2、IC称谓
1 Y+ r' S! x& b" J- ]2 O* M在业界对IC的称呼一般采用“类型+PIN脚数”的格式,如:SOP14PIN、SOP16PIN、SOJ20PIN、QFP100PIN、PLCC44PIN等等。
( I. e1 f, E2 B' {
三、零件极性识别; \" L2 h5 g# @0 k$ G
在SMT零件中,可分为有极性零件与无极性零件两大类。
: R% w) K0 c; [: _. R1 Y: m无极性零件:电阻、电容、排阻、排容、电感
9 v/ f/ F. Z4 B; h' H: ]有极性零件:二极管、钽质电容、IC+ S; O. B( ~, U# E7 N8 y
其中无极性零件在生产中不需进行极性的识别,在此不赘述;但有极性零件之极性对产品有致命的影响,故下面将对有极性零件进行详尽的描述。
2 x9 P6 c1 u* G2 b- R/ p1、二极管(D):在实际生产中二极管又有很多种类别和形态,常见的有Glass tube diode 、Green LED、Cylinder Diode等几种。# ~6 Y7 [3 L  a7 M8 [) c
(1)、Glass tube diode:红色玻璃管一端为正极(黑色一端为负极)+ i0 K. k- E$ v
(2)、Green LED:一般在零件表面用一黑点或在零件背面用一正三角形作记号,零件表面黑点一端为正极(有黑色一端为负极);若在背面作标示,则正三角形所指方向为负极。
4 \7 z: y3 I9 w3 W# [  S. \0 c(3)、Cylinder Diode: 有白色横线一端为负极.
- `9 \- ^) W* X; d6 K1 M; c8 ]2、钽质电容:零件表面标有白色横线一端为正极。
+ L6 A7 K, Z! f; u: B3、IC:
9 @0 h7 i- z# c3 N( m) x! rIC类零件一般是在零件面的一个角标注一个向下凹的小圆点,或在一端标示一小缺口来表示其极性。% b( ?& x; w! n7 n8 H5 v
4、上面说明了常见零件之极性标示,但在生产过程中,正确的极性指的是零件之极性与PCB上标识之极性一致,一般在PCB上
$ Y% l7 d$ c4 w) X3 j; Z装着IC的位置都有很明确的极性标示,IC零件之极性标示与PCB上相应标示吻合即可。

( Y# B! Q0 }5 m2 a# ^四、零件值换算
" r5 K. O! n, K6 I8 F
这里主要指电阻值与电容值换算,因为在SMT上所用的电阻电容都是尺寸非常小的零件,表示其电阻值或电容值的时候不可能用常用的描述办法表述。如今在业界的标准是电容不标示电容值,而以颜色来区分不同容值的电容,电阻则是把代码标示在零件本体上,即用少量的数字元或英文字母来表示电阻值,于是在代码与实际电阻值之间,人们制定了一定的换算规则,下面便详细讲述有关细则。2 I, E) C# ^" ^
1、电阻
( K' i$ m, e3 b& e(1)、电阻单位为欧姆,符号为”Ω”.
$ |- @. U" `' Q. E# b2 p(2)、单位换算:1MΩ= KΩ= Ω4 `! R' j3 B3 D, x" |8 C- N" N
(3)、电阻又分为一般电阻与精密电阻两类,其主要区别为零件误差值及零件表面之表示码位元数不同。
: o) _' E( D  u一般电阻:误差值为±5%;其表示码为三码 例:1034 n( D+ d& R. C2 z* P) F. y' Z/ q
精密电阻: 误差值为±1%;其表示码为四码 例:1002
, K$ t% k" d- q' j(4)、换算规则如下:( B/ m7 k9 }4 r3 s+ u  a- i0 {
一般电阻 精密电阻

) m1 |0 k) v9 r; [* y+ |数值(AB)×10n= 电阻值±误差值(5%) 数值(ABC)×10n=电阻值±误差值(1%);
. c+ V' e2 K5 T) u# a4 E例:103=10× =10kΩ±5%; 1003=100× =100kΩ±1%7 A. s, p0 f5 ^5 j& y( a+ Z
(5)、阻值换算的特殊状况:
; F6 s- E6 F1 X1 J$ F) g! aa、当n=8或9时,10的次方数分别为-2或-1,即 或 。
- \( m8 t7 ~& ib、当代码中含字母“R”时,此“R”相当于小数点“•”。
2 `7 u7 C7 ]8 x' N4 D: N- R% q3 Y4 d例:4R3=4.3Ω±5%; 69R9=69.9Ω±1%
8 g" J. f* G8 Q' f3 d(6)、精密电阻除符合以上之换算规则外,另有其它代码表示方法,而又因制造厂商的不同,其代码也不一样,对于这种电阻的换算,应根据厂商提供之代码对照表进行核对换算。

- c* v: @# ~+ h3 L, F2、电容换算
# H9 r& H  }, n& h; q在这里主要讲解电容常用单位之间的换算,因为电子行业中电容的单位一般都比较小,同一种电容有时因供货商不一样而表示的方法也不一样,生产时要能够快速在各种单位之间转换。
2 c+ k: h8 Y% f% Q(1)、电容基本单位
  x' b) e1 W, g4 f9 U1F= MF= μF= NF= PF. H( _1 I. n# @& B3 O. p1 Y; s
(2)、常用单位- V# Y4 j. W6 q0 {$ V
常用的单位有μF、NF、PF,在实际生产中要对这三个单位相互间的转换非常熟练.
# P* A- C( B$ n7 K2 i$ x! Y5 \6 H
& {  R" f+ k0 m# g2 e五、部分元件具体封装
: T# j& \1 f7 p2 c
发光二极管:
! i8 j1 ]7 ]+ e( H/ W0 R颜色有红、黄、绿、蓝之分;5 s5 n& @8 {6 [9 ?2 q. l$ @- c
亮度分普亮、高亮、超亮三个等级;
1 [" _) A& r3 z+ |: A常用的封装形式有三类:0805、1206、1210
8 I( q% O4 G2 o' d/ V. R* _. [( H  \9 b

7 J1 {, ]# _/ d二极管:根据所承受电流的的限度,封装形式大致分为两类,

/ T. @+ g/ W  ?小电流型(如1N4148)封装为1206;) X( a  E% k7 f  ~: O1 ]1 o0 J2 B
大电流型(如IN4007)暂没有具体封装形式,只能给出具体尺寸:5.5 X 3 X 0.54 C4 b, _) W4 d2 h  @7 c
贴片二极管有关的封装信息如下:SMA / SMB / SMC / MELF / MINI-MELF / DFS / MINI-DFS /SKY / SF / HER / FR / STD / TVS / SWITCH / ZEMER / DIACES
+ ]. g# ~! [& b0 W; G标准封装:3 v. J% o. F& u* r# ?$ E
SMA <---------------->2010+ ]6 C7 r% |' h8 t) ~% f1 n, ~
SMB <---------------->2114
8 ]: `3 d" q; l/ S6 hSMC <---------------->3220
  B0 `, `' F7 O: jSOD123  <---------------->1206- r9 y1 w! N" o8 y3 H! E
SOD323 <---------------->0805
) p' b8 K$ V' S( p2 R' iSOD523 <---------------->0603
4 B" m5 {! Y) t& j" S1 B 8 X# M2 _: n6 K+ W. L
还有四种封装名称:
1 W2 N2 C5 z7 ZDO-214AA
% P3 F7 Y& V* f; TDO-214AB
4 F2 p) d0 I2 D: ^) t. vDO-214AC
& v' p' o& x/ K0 n0 S. q- [DO-213AB<-------------->MELF
, Y* c( ?9 j3 s+ F4 v! ~9 E! Q$ @
电容:可分为无极性和有极性两类,
% Z' }1 w" |8 P% @; v7 X  g, k! m. q无极性电容下述两类封装最为常见,即0805、0603;
5 `3 H; e# V: I1 U  N# m: ]极性电容也就是我们平时所称的电解电容,一般我们平时用的最多的为铝电解电容,由于其电解质为铝,所以其温度稳定性以及精度都不是很高,而贴片元件由于其紧贴电路版,所以要求温度稳定性要高,所以贴片电容以钽电容为多,根据其耐压不同,贴片电容又可分为A、B、C、D四个系列,具体分类如下:
$ x, h: w/ P* L6 B类型     封装形式  耐压
- f$ y5 Z, r: O; E( }  dA         3216     10V  x1 |1 h2 t* |% J5 H. h
B         3528     16V
' u" f) r0 s4 I( j( q9 k7 eC         6032     25V
3 P5 {, d6 ?' C0 w4 S3 Y6 B6 {( jD         7343     35V0 h, [5 S- G! x$ _  P
8 y  h) H5 C) y) `" }9 ~' p
拨码开关、晶振:等在市场都可以找到不同规格的贴片封装,其性能价格会根据他们的引脚镀层、标称频率以及段位相关联。7 i/ z4 ]3 A5 W0 E1 @
  e# f/ n  x& _
电阻:和无极性电容相仿,最为常见的有0805、0603两类,不同的是,她可以以排阻的身份出现,四位、八位都有,具体封装样式可参照MD16仿真版,也可以到设计所内部PCB库查询。
0 d9 `& Z* x2 T! a4 m$ S注:
- I  W/ X; f5 ]+ P6 m1 s0 t: F2 \A\B\C\D四类型的封装形式则为其具体尺寸,标注形式为L X S X H
4 T4 K: X$ n- ~  B# ~# _0 h& M1210具体尺寸与电解电容B类3528类型相同
6 f* F! E8 h+ J6 b0805具体尺寸:2.0 X 1.25 X 0.5
" H  q, F9 Q* {  Z# B1206具体尺寸:3.0 X 1.5 0X 0.5
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