电子元器件基础知识(SMT部分).ppt

SMT元器件基础知识 制作 Bruce2015 10 14 一 SMT常用名词解释1 SMT surfacemountedtechnology 表面贴装技术 直接将表面黏着元器件贴装 焊接到印刷电路板表面规定位置上的组装技术 2 SMD surfacemounteddevices 表面贴装组件 外形为矩形片状 圆柱行状或异形 其焊端或引脚制作在同一平面内 并适用于表面黏着的电子组件 3 Reflowsoldering 回流焊接 通过重新熔化预先分配到印刷电路板焊垫上的膏状锡膏 实现表面黏着组件端子或引脚与印刷电路板焊垫之间机械与电气连接 4 Chip rectangularchipcomponent 矩形片状元件 两端无引线 有焊端 外形为薄片矩形的表面黏着元器件 5 SOP smalloutlinepackage 小外形封装 小型模压塑料封装 两侧具有翼形或J形短引脚的一种表面组装元器件 6 QFP quadflatpack 四边扁平封装 四边具有翼形短引脚 引脚间距 1 00 0 80 0 65 0 50 0 40 0 30mm等的塑料封装薄形表面组装集体电路 7 BGA Ballgridarray 球栅列阵 集成电路的包装形式其输入输出点是在组件底面上按栅格样式排列的锡球 PTH 穿孔元件 引脚能穿过PCB板的元件 SMD 表面贴装元件SIP 单列直插 一排引脚 DIP 双列直插 两排引脚 轴向元件 元件两引脚从元件两端伸出径向元件 元件引脚从元件同一端伸出PCB 印刷电路板PCP 成品电路板引脚 元件的一部分 用于把元件焊在电路板上 二 常用术语 单面板 电路板上只有一面用金属处理 双面板 上下两面都有线路的电路板 层板 除上 下两面都有线路外 在电路板内层也有路元件面 电路板上插元件的一面 焊接面 电路板中元件面的反面 有许多焊盘提供焊接用 焊盘 PCB板上用来焊接元件引脚或金属端的金属部分 金属化孔 PTH 一般用来插元件和布明线的金属化孔 连接孔 相对与金属化孔 一般不用来插元件和布明线的金属化孔 空焊 零件脚或引线脚与锡垫间没有锡或其它因素造成没有接合 假焊 假焊之现象与空焊类似 但其锡垫之锡量太少 低于接合面标准 冷焊 锡或锡膏在回风炉气化后 在锡垫上仍有模糊的粒状附着物 桥接 有脚零件脚与脚之间焊锡联接短路 元件符号 极性元件 有些元件 插入电路板时必需定向 极性标志 印刷电路板上 极性元件的位置印有极性标志 错件 零件放置之规格或种类与作业规定不符 缺件 应放置零件之位置 因不正常之缘故而产生空缺 跪脚 零件引脚打折形成跪脚 三 表面组装元器件基本要求 表面组装元件 表面组装器件 的英文是SurfaceMountedComponents SurfaceMountedDevices 缩写为SMC SMD 表面组装元器件是指外形为矩形片式 圆柱形或异形 其焊端或引脚制作在同一平面内并适用于表面组装的电子元器件 1 元器件的外形适合自动化表面组装 元件的上表面应易于使用真空吸嘴吸取 下表面具有使用胶粘剂的能力 2 尺寸 形状标准化 并具有良好的尺寸精度和互换性 3 包装形式适合贴装机自动贴装要求 4 具有一定的机械强度 能承受贴装机的贴装应力和基板的弯折应力 5 元器件的焊端或引脚的可焊性要符合要求 235 5 2 0 2s或230 5 3 0 5s 焊端90 沾锡6 符合回流焊和波峰焊的耐高温焊接要求 回流焊 235 5 2 0 2s 波峰焊 260 5 5 0 5s 7 承受有机溶剂的洗涤 四 常见电子元器件种类 1 贴片电阻 贴片电容 贴片电感 二极管 三极管 钽质电容 IC 排插 排阻 IC座 2 其中 元件字母区分方式贴片电阻 R有字区分贴片电容 C有颜色区分电感 L有方向颜色区分二极管 D有方向区分三极管 T钽电容 C有方向 字区分IC U3 IC分为 SOJ两边脚朝内SOP两边脚朝外QFP四方有脚 基本电子元件特性一览表 五 阻容标称值的换算 1 电阻R 举例说明 2 电容CA 单位 法拉 简称法 用 F 表示 微法 uF 纳法 nF 皮法 pF B 换算法则 1F 法拉 106uF 微法 1012pF 皮法 1uF 103nF 1uF 106pF C 举例 六 常见电子元器件基本知识 1 电阻R 定义 电阻的英文为Resistor 一般用此英文的第一个字母 R 代表电阻 单位为欧姆 用符号 表示 片式固定电阻器 俗称贴片电阻 SMDResistor 是金属玻璃铀电阻器中的一种 贴片电阻封装与尺寸 贴片电阻的封装与尺寸如下表 贴片电阻的封装与功率关系如下表 国内贴片电阻的命名方法 5 精度的命名 RS 05K102JT1 精度的命名 RS 05K1002FTR 表示电阻S 表示功率0402是1 16W 0603是1 10W 0805是1 8W 1206是1 4W 1210是1 3W 1812是1 2W 2010是3 4W 2512是1W 05 表示尺寸 英寸 02表示0402 03表示0603 05表示0805 06表示1206 1210表示1210 1812表示1812 10表示2010 12表示2512 K 表示温度系数为100PPM 102 5 精度阻值表示法 前两位表示有效数字 第三位表示有多少个零 基本单位是 102 1000 1K 1002是1 阻值表示法 前三位表示有效数字 第四位表示有多少个零 基本单位是 1002 10000 10K J 表示精度为5 F 表示精度为1 T 表示编带包装贴片电阻阻值误差精度有 1 2 5 10 精度 常规用的最多的是 1 和 5 5 精度的常规是用三位数来表示 例512 前面两位是有效数字 第三位数2表示有多少个零 基本单位是 这样就是5100欧 1000 1K 1000000 1M 为了区分 5 1 的电阻 于是 1 的电阻常规多数用4位数来表示 这样前三位是表示有效数字 第四位表示有多少个零4531也就是4530 也就等于4 53K 电阻器的分类和作用 1 常用的电阻器有 碳膜电阻 金膜电阻 线绕电阻 集成电阻 2 电阻器在电路中的作用 降低电压 分配电流 限制电流 分配电压 与电容和电感可组成具有某种功能的电路 2 电容C 定义 电容英文为capacitance 一般用此英文的第一个字母 C 代表电容 单位为法拉 用字母 F 表示 贴片电容全称 多层 积层 叠层 片式陶瓷电容器 也称为贴片电容 片容 英文缩写 MLCC 贴片电容封装与尺寸 贴片电容的封装与尺寸如下表 贴片电容分类 可分为无极性和有极性两类 无极性电容下述两类封装最为常见 即0805 0603 而有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 1 无极性电容 陶瓷类 1 NPO电容器2 X7R电容器3 Z5U电容器4 Y5V电容器区别 NPO X7R Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同 在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同 随之带来的电容器的介质损耗 容量稳定性等也就不同 所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器 2 有极性电容 电解类 贴片钽电容的全称是钽电解电容 也属于电解电容的一种 由于使用金属钽氧化物做介质 不需要像普通电解电容那样使用电解液 另外 钽电容不像普通电解电容那样使用镀了铝膜的电容纸烧制 所以本身几乎没有电感 但同时也限制了它的容量 此外 贴片钽电容内部没有电解液 很适合在高温下工作 A 优点 1 体积小 2 使用温度范围宽 耐高温 3 寿命长 绝缘电阻高 漏电流小 4 容量误差小 5 等效串联电阻小 ESR 高频性能好 B 缺点 1 耐电压不够高 2 电流小 3 价格高 C 极性方向 钽电容有正负极性 一般元件体上用 粗体阴影部分 表示 对于钽电容来说 有线标识的那一端为正极 另一端为负极 如下图 电容器的性能参数 1 标称容量与允许误差 电容器上所标出的电容量称为标称容量 实际生产的电容器的电容量与标称容量之差称为误差 常见的容量误差等级有三种 5 10 20 分别用J K M表示 2 额定工作电压 片式电容的电压因体积小 一般只能靠型号判断 体积大的插装类电容将电压直接标在电容器上 3 二极管D 定义 贴片二极管又称晶体二极管 简称二极管 diode 电子元件当中 一种具有两个电极的装置 只允许电流由单一方向流过 二极管的分类 普通二极管 整流二极管 检波二极管 稳压二极管 开关二极管 恒流二极管特殊二极管 变容二极管 肖特基二极管 微波二极管发光二极管 各种颜色的LED 二极管常见封装为两脚直插和贴片 负极一端都标有一条横线 另一端为正极 二极管方向标识 PCB方向标识 4 三极管 定义 三极管全称是半导体三极管 也称双极型晶体管 晶体三极管是一种电流控制电流的半导体器件 其作用是将微弱信号放大成幅值较大的电信号 也用作无触点开关 三极管是一种半导体器件 有三个电极 引脚 分别为e极 发射极 b极 基极 c极 集电极 特性 三极管最主要的特性就是线性放大作用 在电路中用作放大器 另外三极管在一定的条件下还起开关作用 三极管分类 1 按材质分 硅管 锗管 2 按结构分 NPN PNP 3 按功能分 开关管 功率管 达林顿管 光敏管 稳压管等 4 按功率分 小功率管 中功率管 的大功率管 5 按工作频率分 低频管 高频管 超频管 6 按安装方式分 贴片三极管 插件三极管 5 电感 定义 贴片电感 Chipinductors 又称为 功率电感 大电流电感 电感英文为inductors 电感用字母 L 表示 单位是亨利 用字母 H 表示 1亨利 H 1000毫亨 mH 1000000微亨 uH 片式电感分类 片式电感器主要有4种类型 即绕线型 叠层型 编织型和薄膜片式电感器 常用的是绕线式和叠层式两种类型 前者是传统绕线电感器小型化的产物 后者则采用多层印刷技术和叠层生产工艺制作 体积比绕线型片式电感器还要小 是电感元件领域重点开发的产品 6 场效应管场效应管也是一种晶体管 有三个或四个引脚 同样具有放大的特性 定义 场效应晶体管 FieldEffectTransistor缩写 FET 简称场效应管 主要有两种类型 junctionFET JFET 和金属 氧化物半导体场效应管 metal oxidesemiconductorFET 简称MOS FET 由多数载流子参与导电 也称为单极型晶体管 分类 场效应管分为结型场效应管 JFET 和绝缘栅场效应管 MOS管 两大类 按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种 按导电方式 耗尽型与增强型 结型场效应管均为耗尽型 绝缘栅型场效应管既有耗尽型的 也有增强型的 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管 而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型 P沟耗尽型和增强型四大类 结型场效应管 JFET 1 结型场效应管的分类 结型场效应管有两种结构形式 它们是N沟道结型场效应管和P沟道结型场效应管 结型场效应管也具有三个电极 它们是 栅极 漏极 源极 电路符号中栅极的箭头场效应管方向可理解为两个PN结的正向导电方向 2 结型场效应管的工作原理 以N沟道结型场效应管为例 N沟道结构型场效应管的结构及符号 由于PN结中的载流子已经耗尽 故PN基本上是不导电的 形成了所谓耗尽区 当漏极电源电压ED一定时 如果栅极电压越负 PN结交界面所形成的耗尽区就越厚 则漏 源极之间导电的沟道越窄 漏极电流ID就愈小 反之 如果栅极电压没有那么负 则沟道变宽 ID变大 所以用栅极电压EG可以控制漏极电流ID的变化 就是说 场效应管是电压控制元件 绝缘栅场效应管 1 绝缘栅场效应管 MOS管 的分类 绝缘栅场效应管也有两种结构形式 它们是N沟道型和P沟道型 无论是什么沟道 它们又分为增强型和耗尽型两种 2 它是由金属 氧化物和半导体所组成 所以又称为金属 氧化物 半导体场效应管 简称MOS场效应管 3 绝缘栅型场效应管的工作原理 以N沟道增强型MOS场效应管为例 它是利用UGS来控制 感应电荷 的多少 以改变由这些 感应电荷 形成的导电沟道的状况 然后达到控制漏极电流的目的 在制造管子时 通过工艺使绝缘层中出现大量正离子 故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷 这些负电荷把高渗杂质的N区接通 形成了导电沟道 即使在VGS 0时也有较大的漏极电流ID 当栅极电压改变时 沟道内被感应的电荷量也改变 导电沟道的宽窄也随之而变 因而漏极电流ID随着栅极电压的变化而变化 场效应管的工作方式有两种 当栅压为零时有较大漏极电流的称为耗尽型 当栅压为零 漏极电流也为零 必须再加一定的栅压之后才有漏极电流的称为增强型 作用 1 场效应管可应用于放大 由于场效应管放大器的输入阻抗很高 因此耦合电容可以容量较小 不必使用电解电容器 2 场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换 常用于多级放大器的输入级作阻抗变换 3 场效应管可以用作可变电阻 4 场效应管可以方便地用作恒流源 5 场效应管可以用作电子开关 7 晶振 定义 常说的晶振其全称是石英晶体谐振器 是石英晶体元器件中的一种 石英晶体谐振器 石英晶体振荡器 石英晶体滤波器均为石英晶体元器件 石英晶体是一种压电晶体 压电晶体当受特定方向挤压或拉伸时 它的两端就会产生不同的电荷 根据效应情况不同 分为正压电效应与逆压电效应 分类 石英晶体谐振器根据引脚方式分为引线式与表面贴装式 贴片晶振也分为无源晶振和有源晶振两种类型 无源晶振和有源晶振 谐振 的英文名称不同 无源晶振为crystal 晶体 而有源晶振则叫做oscillator 振荡器 主要特点 体积小 形似贴片状 频点更稳定 封装体积 贴片晶振的体积与型号主要有5070 6035 5032 4025 3225 2520 1510这七种 其中6035 4025这两种体积不常用 应用范围 谐振器在电路中主要起选频作用 晶振产品广泛的应用在电源管理 仪器仪表 PC及周边小家电 通讯产品 语言逻辑 应用于DVB 数字机顶盒 GPS 卫星定位 DVD及数码相框 防火墙 高性能MODEM 路由器 VPN接入服务器 无线路由器 网络存储设备 NAS VOIP网关 数字硬盘录像机 Digitalvideorecorder DVR DSLAMs 高端打印机 教学演示网络设备 交换机 机顶盒 税控机 液晶显示驱动 鼠标 键盘 蓝牙音响 车载MP3 LCD控制板 晶振图片 8 保险丝 定义 保险丝 保险丝 fuse 也被称为电流保险丝 IEC127标准将它定义为 熔断体 fuse link 其主要是起过载保护作用 分类 贴片保险丝在小型保险丝行业中是技术含量相对较高的新品种 贴片保险丝可分为贴片电流保险丝和贴片自恢复保险丝 其中贴片电流保险丝按尺寸和性能又可分为如下形号 1 产品按尺寸可分类为 0402 0603 1206 2 产品按性能可分 类为 快速熔断 慢速熔断和增强熔化热能三种类型 贴片自恢复保险丝按尺寸又可分类为 0402 0603 1206 1812 2920等 贴片保险丝如果具有高要求 一般采用薄膜制程 超低内阻 适用于过流保护 如浪涌等 电脑周边产品 手机等通信设备 数码相机 显示器 电池常用 可以用这类技术生产的厂家均有一定规模 贴片保险丝可分为一次性贴片保险丝和贴片自恢复保险丝 一次性保险丝保护后需要更换 自恢复保险丝保护后断电可以自己恢复能重复使用 贴片保险丝有以下四种基本型式 1 慢速熔断型 时间延迟型保险丝 2 双重合金慢速熔断型保险丝 3 快速反应型保险丝 4 特快速反应保险丝 慢速熔断型保险丝非常适合用于含有瞬间电流突波或开机突波流入的电路 这些电路包含 马达 变压器 白炽灯及可适用负载装置 快速反应型保险丝反应快速且适用于没有瞬间电流突波的电路 特快速反应型保险丝通常都有银做连接 由于保险丝的限流能力 这些保险丝时常被用来保护半导体电路 七 封装和包装 了解封装和包装有助于现场的质量控制 带式包装 有单边孔和双边孔 上料时注意进料角度 管式包装 常用在SOIC和PLCC包装上 添料时可能受人的影响 注意方向性 盘式包装 供体形较大或引脚较易损坏的元件如QFP BGA等器件使用 添料时注意方向性 QFPquadflatpackage 四侧引脚扁平封装 4边翼形引脚 间距一般为由0 3至1 0mm 引脚数目有32至360左右 有方形和长方形两类 视引脚数目 此类器件易产生引脚变形 虚焊和连锡缺陷 贴装时也要注意方向 种类和名称繁多 八 SMD常用器件封装介绍 BGA BallGridArray 球形触点陈列 比QFP还高的组装密度 体形可能较薄 接点多为球形 常用间距有1 1 2和1 5MM 一般焊接点不可见 工艺规范难度较高 因无法目视检验 多借助于5DX设备检测 PLCC plasticleadedchipcarrier 带引线的塑料芯片载体 引脚一般采用J形设计 16至100脚 间距采用标准1 27MM式 可使用插座 此类器件易产生方向错 打翻及引脚变形缺陷 SOP smallOut Linepackage 小外形封装 引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状 L字形 主要有SOP VSOP SSOP TSOP TSOP比SSOP的引脚间距更小 此类器件易产生引脚变形及虚焊 连锡缺陷 SOJ SmallOut LineJ LeadedPackage J形引脚小外型封装 从体形上可