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贴片元件封装--SMT基础知识介绍
; a7 ]" M( {' |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 ...+ k* n h) B/ F- i" k4 X9 F
+ o/ u& j# O. q" `7 u 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。4 L4 N, x/ r, X
SMT零件8 F# n& ]2 e: w# I! p; B( B$ Q
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。
) S& ]6 j2 S+ e0 ]0 g0 y- f0 p一、标准零件* _6 I R: }9 z) d5 n
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。
/ L$ J6 ?: {) p3 Z+ m5 B1、 零件规格:
+ I! u# _8 t* \* s; n$ ~(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。$ k2 a) s) b; Z: M
标准零件之尺寸规格有英制与公制两种表示方法,如下表
* P' C; r$ W( n5 s公制表示法 1206 0805 0603 0402- U4 g- ^4 b" n T9 d# J ^) {- ]
英制表示法 3216 2125 1608 1005
6 T0 n7 x7 c0 _( P/ Z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)
* A; r& W7 n# W9 [+ a: p5 ^0 TL:0.4inch(1.0mm)W:0.2inch(0.5mm); z( v' ~) Y/ J8 q9 \1 c' b
注:a、L(Length):长度; W(Width):宽度; inch:英寸
! P/ \/ z7 \, q% M+ r7 W" Cb、1inch=25.4mm- Q( C# a! V6 W; J% 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。
& A! X0 ~1 j9 }' p$ P4 ]2 b) ~(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。2 u' {' w7 c7 S% k2 y- E: z
(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. u5 K K8 @5 T; }( r, D2、钽质电容(Tantalum)
+ X6 D( @' w& [2 f3 b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。 q3 ~) v' `! `6 Z, ~9 H9 b
其对应关系如下表8 O' b: @; t$ [8 c, [, ?* {5 B
型号 Y A X B C D
1 K5 H& Z1 p4 ^# {规格
; m8 G7 A$ b+ I& [# [: v1 e5 bL(mm) 3.2 3.8 3.5 4.7 6.0 7.3, k+ \/ i9 ~" j5 S0 \- T" D2 G
W (mm) 1.6 1.9 2.8 2.6 3.2 4.3# n4 {9 l+ p$ `% B. c9 b9 [
T (mm) 1.6 1.6 1.9 2.1 2.5 2.8
- F' x, |/ y8 }9 x注意:电容值相同但规格型号不同的钽质电容不可代用。
5 s1 u% V ^, |) M; _9 @# ]0 Y如:10UF/16V”B”型与10UF/16V”C”型不可相互代用。
7 k- f7 Y; ^ i4 f$ Z" }二、IC类零件" |1 z# o! [' t V" U
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。8 a0 e; a" D/ `. T$ A" B
1、基本IC类型
2 y& t( [1 k6 k" K(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).2 \+ K" D. x$ m d
(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)。
+ L E Q4 I% ~2 i) I4 T6 n; E(3)、QFP(Quad Flat Package):零件四边有脚,零件脚向外张开。7 R3 [0 Y9 @2 o% _: N
(4)、PLCC(Plastic Leadless Chip Carrier):零件四边有脚,零件脚向零件底部弯曲。# Z0 U3 Q0 N* m, T; \
(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。; ~' P- B1 w0 _7 Q7 `
(6)、CSP(CHIP SCAL PACKAGE):零件尺寸包装。
$ @/ ^5 `# b4 T6 z$ p/ Z: E2、IC称谓: ^5 ^/ v: {. `. l4 n6 k
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。
2 x4 L: R. L/ h( D& |三、零件极性识别# M7 R6 e6 B b5 E4 G4 ^
在SMT零件中,可分为有极性零件与无极性零件两大类。
3 `- ?, w( M' m9 @5 F& B- s0 v无极性零件:电阻、电容、排阻、排容、电感; i/ S U0 G, S$ }% U8 X3 P
有极性零件:二极管、钽质电容、IC
6 Y, u1 {- C; D5 M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。
0 T2 v* q# Y, s1、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。1 c" m7 \+ }8 G9 {
(1)、Glass tube diode:红色玻璃管一端为正极(黑色一端为负极)4 M6 ]. R3 F, Q
(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。( w Z T/ P6 x3 \) o9 {4 Z
(3)、Cylinder Diode: 有白色横线一端为负极.
. o* Z1 s/ u' O' x0 L* o2、钽质电容:零件表面标有白色横线一端为正极。
) M1 z) n) w7 e2 M3 i% a2 k3 p3、IC:
% _% r' e4 ]2 n. UIC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。
' C9 D d: E3 ?- E4、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0 Z+ c! q% ^; W5 w, i1 x5 y4 K
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。7 i# {- ?+ [- v; K" e7 L
四、零件值换算
5 Q" e2 j5 H% `+ R: j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。
9 J$ K% R2 Y7 A1、电阻
* x, w3 S6 \$ ]- `+ a(1)、电阻单位为欧姆,符号为”Ω”.
S: A1 w# Y" y(2)、单位换算:1MΩ= KΩ= Ω' t& Y2 \" G4 ^1 M( ~; o
(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。- f) ?) c, c; ~
一般电阻:误差值为±5%;其表示码为三码 例:1030 E3 g4 B; A' |3 D# X2 @2 A
精密电阻: 误差值为±1%;其表示码为四码 例:1002
0 c$ m6 V& u$ Q {(4)、换算规则如下:
# A" P* O0 }2 P& \一般电阻 精密电阻
% P3 X4 p, e* \7 H: ?& ~- o J" z数值(AB)×10n= 电阻值±误差值(5%) 数值(ABC)×10n=电阻值±误差值(1%);
; ?) R4 @$ j# F! X例:103=10× =10kΩ±5%; 1003=100× =100kΩ±1%. _" J8 I. b- X X: {# @
(5)、阻值换算的特殊状况:
/ _( ?0 o& N9 ea、当n=8或9时,10的次方数分别为-2或-1,即 或 。
! Y. `" r+ h( ]% ab、当代码中含字母“R”时,此“R”相当于小数点“•”。
( ^& C- e0 X c' Q- y# M例:4R3=4.3Ω±5%; 69R9=69.9Ω±1% _( Q: F, O/ S( M7 C& J
(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。; C6 {( {; _0 j9 P& N3 H. Z# {
2、电容换算
# F+ L @4 b E9 Y$ J1 H2 y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。3 l- n( w2 r5 Z n
(1)、电容基本单位6 P& @9 _& G) L. y) a; h/ S x
1F= MF= μF= NF= PF
6 l- Q4 |. m7 S: N$ i8 j(2)、常用单位6 L) B: }8 _3 R0 P# c/ ]
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.
$ T2 Y0 h3 i( o" a! E9 \
7 Q5 R7 r( k- O) J3 S0 A7 I2 J五、部分元件具体封装
# e& v l2 s" ]# w发光二极管:4 v# h) J. ?& G- `( Z, @
颜色有红、黄、绿、蓝之分;
- V0 J/ T/ l$ ^* H亮度分普亮、高亮、超亮三个等级; T) W" B' R2 `. [
常用的封装形式有三类:0805、1206、12107 e0 Y; ~7 u5 M" `0 k: e
8 i* S+ V6 j) u
二极管:根据所承受电流的的限度,封装形式大致分为两类,% R7 z @4 n% z0 ?3 l: H
小电流型(如1N4148)封装为1206;3 a/ w+ ?* |. j3 v8 y! Y% }
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 0.5( Y9 x: J; n6 {4 S5 o, [
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
$ Z2 {1 |: t" z6 |- g3 I标准封装:
) [/ [1 o7 x: n- P3 a/ vSMA <---------------->2010
w6 P0 y. ]5 vSMB <---------------->2114
: |% w; k' |2 O4 o# U( |5 _6 ]" DSMC <---------------->3220
. }9 C1 r) J W4 x6 \7 U2 o+ l! ASOD123 <---------------->1206
( D7 U+ e; \9 NSOD323 <---------------->0805
0 s% p4 K- d' f: D# q$ o% K' MSOD523 <---------------->0603- |' @- L7 d4 ]. `0 i
- Y3 n- y5 g' A! l1 t" x
还有四种封装名称:' u: F/ D+ D3 A" A& E* {
DO-214AA
! P# v$ W) p8 x) V# K9 lDO-214AB Y; u& Q2 T6 s% I. H! K- G8 p) q
DO-214AC
2 K3 h8 x! x8 j. g* cDO-213AB<-------------->MELF
& l6 p1 E; D8 M; j! w2 c, n# G! \" X! Y
电容:可分为无极性和有极性两类,
4 o8 i: B) y7 S9 d; R$ k- e无极性电容下述两类封装最为常见,即0805、0603;) {& T+ Z# U5 v+ W4 C
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:* z/ d- C4 i) Q4 @& l3 }
类型 封装形式 耐压 K8 L4 ?; E \3 i4 t2 t
A 3216 10V
+ b9 S# P& o7 FB 3528 16V1 C- q1 L9 L/ o" o" A% ?& K! e
C 6032 25V
. @' B3 A" x2 ^D 7343 35V4 ^3 u: T+ Z8 R* c2 e3 m
4 b& N/ E7 o( C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。' i/ P; @1 d$ E5 z* r7 o# \* c
' h3 |0 G: Y, t( ~
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。7 s0 S) } d; y# Z) u
注:5 l' S( G$ j% H+ g1 n" n& |0 c0 h8 D
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 H3 |- P& v' m' C
1210具体尺寸与电解电容B类3528类型相同
6 o0 V# B. X9 H+ C8 [$ }# q& n1 h$ S0805具体尺寸:2.0 X 1.25 X 0.51 h f9 M" v9 p% `4 l' a
1206具体尺寸:3.0 X 1.5 0X 0.5 |
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