第2章表面组装元器件课件.ppt
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1、2023-1-5第2章表面组装元器件第第2章表面组装元器件章表面组装元器件第2章表面组装元器件一、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等第2章表面组装元器件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
2、;元器件与PCB之间热膨胀系数的差异性等第2章表面组装元器件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、气密性封装器件第2章表面组装元器件第2章表面组装元器件二、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 见下图第2章表面组装元器件第2章表面组装元器件n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
3、层镍铬合金而成n片式电阻用“RC”表示,基本单位n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(23mil),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1mil第2章表面组装元器件2)性能(1)技术特性n使用环境温度使用环境温度:-55+125n额定环境温度额定环境温度:70n额定功率额定功率: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2-4n最高使用电压最高使用电压:电阻器能正常工作时的最高电压值n最高过载电压最高过载电压:
4、为最高使用电压2倍计算n标称阻值范围标称阻值范围:一般是110Mn阻值允许偏差阻值允许偏差:F(1%)、G(2%)、J(5%)、K(10%)第2章表面组装元器件(2)片式电阻的精度及分类n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E12E12系列;电阻值允许偏差5%,称为E24E24系列;电阻值允许偏差1%,称为E96E96系列 nE24E24系列的标准系数系列的标准系数 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8
5、.2 9.1nE96E96系列的标准系数系列的标准系数 1.00 1.02 1.05 1.07 1.10 1.13 1.15 1.18 1.21 1.24 1.27 1.30 1.33 1.37 1.40 1.43 1.47 1.50 1.54 1.58 1.62 1.65 1.69 1.74 1.78 1.82 1.87 1.91 1.96 2.00 2.05 2.10 2.15 2.21 2.26 2.32 2.37 2.43 2.48 2.55 2.61 2.67 2.74 2.80 2.87 2.94 3.01 3.09 3.16 3.24 3.32 3.40 3.48 3.57 3.
6、65 3.74 3.83 3.92 4.02 4.12 4.22 4.32 4.42 4.53 4.64 4.75 4.87 4.99 5.11 5.22 5.23 5.36 5.49 5.76 5.90 6.04 6.19 6.34 6.49 6.65 6.81 6.98 7.15 7.32 7.50 7.68 7.78 8.06 8.25 8.45 8.66 8.87 9.09 9.31 9.53 9.96 第2章表面组装元器件3)外型尺寸n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n1inch=1000mil=25.4mmn1mil=1/1000i
7、nch=0.0254mm 如英制:1206、0805、0603、0402、0201 公制:3216、2012、1608、1005、0603第2章表面组装元器件4)标记识别方法(1)元器件上的标注)元器件上的标注n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10的,在两个数字之间补加“R”阻值在10以上的,则最后一个数值表示增加的零的个数例:4.7记为4R7,0记为000,100记为101,1M记为105n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10的仍在第二位补加“R”;阻值为100则在第四位补“0”例:4
8、.7记为4R7、100记为1000、1M记为1004、20M记为2005、10记为10R0 第2章表面组装元器件精度为1%的精密电阻器还有另一种表示方法:n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2-3n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24.9,精度1%第2章表面组装元器件(2 2)料盘上的标注)料盘上的标注n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 n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:RI
9、11 1/8W 100K J R电阻 I玻璃釉膜 1普通片状 1序号 1/8W额定功率 100K标称电阻 J标称阻值允许偏差 第2章表面组装元器件华达电子华达电子片状电阻器标识含义如下:RC-05K103JTRC-05K103JTnRC片状电阻n05型号 02:0402 03:0603 05:0805 06:1206nK电阻温度系数 F:25 G:50 H:100 K:250 M:500n103阻值nJ电阻值误差F:1%G:2%J:5%O:跨接电阻nT包装T:编带包装 B:塑料盒散包装第2章表面组装元器件第2章表面组装元器件第2章表面组装元器件第2章表面组装元器件第2章表面组装元器件5)包装片
10、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)第2章表面组装元器件2 2、圆柱形表面组装电阻器(、圆柱形表面组装电阻器(MELFMELF)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ERDERD型型、金属膜EROERO型型及跨接用00电阻器第2章表面组装元器件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
11、、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)电阻温度系数第2章表面组装元器件3)外形尺寸ERD-21TLERD-21TLERD-21TLOERD-21TLOERD-21LERD-21L:L2.0(+0.1,-0.05)mm(长长)D1.25(0.05)mm(直径直径)T0.3(+0.1)mm(焊端长度焊端长度)ERD-10TLERD-10TL(RD41B2BRD41B2B)ERD-10TLOERD-10TLO(CC-12CC-12)ERO-10LERO-10L(RN41C2BRN41C2B):):L3.0(+0.05,-0.10)mm
12、D1.40(+0.05,-0.10)mmT0.5mm第2章表面组装元器件4)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。第2章表面组装元器件 注意注意:色环的第一条靠近电阻器的一端
13、,最后一条比其它各条宽1.52倍。第2章表面组装元器件第2章表面组装元器件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实行编带包装第2章表面组装元器件(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:第2章表面组装元器件第2章表面组装元器件第2章表面组装元器件(三)表面组装电位器1 1、性能、性能n标称阻值范围标称阻值范围:1001M之间n阻值偏差:阻值偏差:25
14、%n额定功耗系列:额定功耗系列:0.05W、0.1W、0.125W、0.2W、0.25W、0.5Wn阻值变化规律阻值变化规律:线性n最大电刷电流最大电刷电流:100mAn使用温度范围使用温度范围:-55+100 第2章表面组装元器件2、结构(1)敞开式结构 分为直接驱动簧片直接驱动簧片式结构式结构和绝缘轴驱动簧片绝缘轴驱动簧片式结构式结构 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。第2章表面组装元器件(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第2章表面
15、组装元器件(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第2章表面组装元器件(4)全密封式结构n有圆柱形和扁平矩形两种n具有调节方便、可靠、寿命长等特点n常用于高档电子产品中第2章表面组装元器件3、外形尺寸n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n如3型的尺寸:3*3*1.6 4型的尺寸:3.8*4.5*2.4 4*5*2 4.5*5*2.5 6型:6*6*4第2章表面组装元器件三、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
16、解电容 有机薄膜电容器(较少)云母电容器(较少)第2章表面组装元器件第2章表面组装元器件(一)表面组装多层陶瓷电容器(MLC)介质介质:陶瓷材料电极电极: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。端头端头:三层注意注意: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。第2章表面组装元器件表面组装电容器所用介质有三种:COG、X7R、Z5Vn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。n这个是按美国电工协会(EIA)标准,不同
17、介质材料的MLC按温度稳定性分成三类:超稳定级(超稳定级(I I类陶瓷)类陶瓷)的介质材料为COG或NPO;国内型号:CC41 稳定级(稳定级(IIII类陶瓷)类陶瓷)的介质材料为X7R、Z5V;国内型号:CT41-2X1(X7R)CT41-2E6(Z5V)能用级(能用级(类陶瓷)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不同材介质材料MLCMLC的电容量范围见表的电容量范围见表2-52
18、-5第2章表面组装元器件MLC的标注识别方法的标注识别方法1、元器件表面数值表示法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。第2章表面组装元器件2 2、外包装表示法、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第2章表面组装元器件(二)表面组装电解电容器(极性电容)(二)表面组装电解电容器(极性电容)1、主要有铝电解电容器铝电解电容器和钽电解电容器钽电解电容器2、铝电解电容器铝电解电容器(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
19、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,适用于无铅焊第2章表面组装元器件3 3、钽电解电容、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:按封装形式分第2章表面组装元器件(6)电容量范围:0.1-100uf 直流工作电压范围:4-25V第2章表面组装元器件(三)云母电
20、容(三)云母电容1、介质介质:天然云母2、特点特点: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、型号型号:如日本双倍公司的UC12、UC23、UC34、UC55第2章表面组装元器件四、表面组装电感器四、表面组装电感器(一)概述(一)概述1 1、电感作用、电感作用 扼流、退耦、滤波、调谐、延迟、补偿等2 2、表面组装电感器的常见类型、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
21、元件(4)特殊产品:LC、LRC、LR网络等第2章表面组装元器件第2章表面组装元器件(二)绕线型片式电感器绕线型片式电感器 1 1、工字型结构、工字型结构 绕线型片式电感器通常采用微小工字型磁芯,经绕线、焊接、电极成型、塑封等工序制成,如图所示。这种类型片式电感器具有生产工艺简单,电性能优良,适合大电流通过,具有可靠性好等优点。第2章表面组装元器件2 2、还有槽形结构、棒形结构、腔体结构槽形结构、棒形结构、腔体结构第2章表面组装元器件(三)多层型表面组装电感器(三)多层型表面组装电感器(MLCI)1 1、结构、结构 多层型电感器不用绕线,是用铁氧体浆料和导电浆料,交替进行多层印刷,然后通过高温
22、烧结,形成具有闭合磁路的电感线圈(交替印刷法)。或者或者将微米级铁氧体薄片进行叠层,每个磁性层有印刷的导体图案和孔,孔中填充导体材料,从而把上层图案和下层图连结起来,经过加压,烧结,形成一体化的多层电感器(叠片通孔过渡法)。第2章表面组装元器件n叠片通孔法的流程如下:制造柔性铁氧体薄片在铁氧体薄片上打出通孔用丝网在薄片上印上导电浆料叠层 加压 切割加热、烧结 涂端电极烧结 在端电极上镀镍后再镀锡铅 成型电感芯子。第2章表面组装元器件 交替印刷法的流程如下:浆料配制 流延制膜 用丝网在薄片上印上导电浆料叠层 加压 切割排胶烧结 在端电极上镀镍后再镀锡铅 成型电感芯子。第2章表面组装元器件2 2、
23、特点、特点(1 1)无引线,可做成薄型、小型化)无引线,可做成薄型、小型化 这类电感器制作工艺更适合尺寸微小型化,容易实现规模化大生产,现在最小尺寸已能制成1005型(1.0mm0.5mm0.5mm),其电感值为0.047H10H,工作频率最高可达12GHz。(2 2)线圈密封在铁氧体中并作为整体结构,可靠性高可靠性高。(3 3)磁路闭合,磁通量泄漏很少磁通量泄漏很少,不干扰周围的元器件,也不易受邻近元器件的干扰,适宜高密度自动表面贴装生产。(4 4)直流电阻小)直流电阻小,电感量和可允许额定电流相对较小,更适合高频下使用。第2章表面组装元器件(四)片式磁珠(四)片式磁珠n片式磁珠是目前应用、
24、发展很快的一种抗干扰元件,廉价物美,滤除高频噪声效果显著。片式磁珠由软磁铁氧体构成,多用于信号回路,主要用于抑制电磁辐射干扰。磁珠外形如图和内部结构如图所示。n磁珠现专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力。n磁珠具有小而薄、高阻抗的特征,额定电流可达2A第2章表面组装元器件(五)卷绕型表面组装电感器1 1、结构、结构 它是在柔性铁氧体薄片上,印刷导体浆料,然后卷绕成圆柱形,烧结后形成一个整体,做上端电极制成。2 2、特点、特点 和绕线型表面组装电感器相比,卷绕型表面组装电感器尺寸较小,某些卷绕型表面组装电感器可用铜或铁做电极材料,故成本较低。但因为是圆柱体的,
25、组装时接触面积较小,所以表面组装性不理想,目前应用范围不大。第2章表面组装元器件(六)表面组装电感器的标识(六)表面组装电感器的标识1 1、电感单位:、电感单位:H H 1H=1000mH 1mH=1000uH 1uH=1000nH2 2、电感标识、电感标识 片式电感标识一般用数值码表示法,即用三位数字表示电感数值,前两位表示电感值的有效数字,第三位数字表示0的个数,小数用R表示,单位uH。例:151表示150uH 2R7表示2.7uH 若是nH作为单位,则加入N,如2N2表示2.2nH第2章表面组装元器件五、其它表面组装元件五、其它表面组装元件(一)片式滤波器(一)片式滤波器n片式滤波器主要
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