《电子元器件和材料》-第10章.表面组装器件

1第10章表面组装元器件

10.1表面组装元器件的特点和分类10.1.1表面组装元器件的特点表面组装元器件又称为片式元器件或贴片元器件，与传统的通孔元器件相比，它具有如下优点：（1）尺寸小、重量轻、灵敏度高、性能好、安装密度高。体积和重量仅为通孔元器件的60％。（2）可靠性高。抗振性好、引线短、形状简单、贴焊牢固、可抗振动和冲击。（3）高频特性好。减少了引线分布特性影响，降低了寄生电容和电感，增强了抗电磁干扰和射频干扰能力。（4）易于实现自动化。组装时无需在印制板上钻孔，无剪线、打弯等工序，降低了成本，易于大规模生产。片式元器件除以上特点外，还具有低功耗、高精度、多功能、组件化、模块化等特点。210.1.2表面组装元器件的分类1．按元件的功能分类分为片式无源元件、片式有源元件和片式机电元件三大类。2．按元件的结构形式分类分为矩形、圆柱形和异形三类。3．按有无引线和引线结构分类

分为无引线和短引线两类。无引线片式无件以无源元件居多．具有特殊短引线的片式元件则以有源器件和集成电路为主，片式机电元件一般都具有短引线。适于表面贴装的引线结构有两种：翼形和钩形(图10.1.1)．它们各有特点。翼形引线容易检查和更换．但引线容易损坏，所占面积也较大；钩形引线容易清洗，能够插入插座或进行焊接，占地较小，而且用贴装机贴装方便．但不易检查焊接情况。图10.1.2示出翼形引线和钩形引线的小型封装集成电路(SOIC)的外形图。310.1.1适于表面贴装的短引线结构

图10.1.2翼形和钩形引线的SOIC外形图410.2常见表面组装元器件10.2.1片式电阻器1．片式电阻器的结构（1）圆柱形电阻器外形为一圆柱体，其电阻体有两种：碳膜、金属膜，碳膜型的占主要。膜上刻有螺纹槽，电阻体的两端各压入一个供焊接用的金属电极．外面用绝缘釉层裹覆(图10.2.1)。这种结构与原来传统的薄膜型电阻器基本上是一样的，只不过把引线去掉而已。图10.2.15（2）矩形片式电阻器外形为扁平状，其电阻体有两种：薄膜和厚膜。这种电阻器的电极有两个特点：1)电极在顶部、底部的两端均有延伸．如图10.2.2所示。这是对传统片状电阻器的一大改进，传统片状电阻器的电极在两端没有延伸．两端不能经受波峰焊的温度。2)电极采用了多层结构(图10.2.2)，中间的Ni阻挡层用来阻止Ag离子向外层Sn-Pb焊料中迁移，可有效地防止焊料对电极的侵蚀作用。图10.2.262．片式电阻器的命名国内RI11型片式电阻器系列：RI110.125w10Ω5%代号功率阻值允许偏差美国电子工业协会（EIA）系列：RC3216K103F代号功率阻值允许误差

EIA标识中，代号中的字母表示矩形片式电阻器，4位数字给出电阻器的长度和宽度。如3216表示3.2mm×1.6mm。矩形片式电阻器厚度较薄，一般为0.5～0.6mm。阻值一般直接标志在电阻器的一面，黑底白字，如图10.2.3所示。阻值的表示方法采用文字符号法，用三位数表示，前两位数字表示阻值的有效数字，第三位表示有效数字后零的个数。如：100表示10Ω，102表示1kΩ。当阻值小于10Ω时，以×R×表示，将R看做小数点。如：8R1表示8.1Ω。阻值为0Ω的电阻器为跨接片，其额定电流容量为2A，最大浪涌电流为10A。图10.2.4为某矩形片式电阻器的实物图7

图10.2.3矩形片式电阻器阻值标识图10.2.4某矩形片式电阻器的实物图810.2.2片式电容器1．片式电容器的结构(1)片式陶瓷电容器图10.2.5矩形片式陶瓷电容器的结构示意图

图10.2.6某片式陶瓷电容器的实物图9(2)片式电解电容器片式电解电容器分铝电解电容器和钽电解电容器。图10.2.7片式钽电解电容器的结构示意图

图10.2.8某钽电解电容器的实物图

101．片式电容器的命名国内矩形片式电容器：CC3216CH151K101WT代号温度特性容量误差耐压包装美国Predsidio公司系列：CC1206NPO151JZT代号温度特性容量误差耐压与矩形片式电阻器相同，代号中的字母表示贴片陶瓷电容器，4位数字表示其长宽，厚度略厚一点，一般为l～2mm。容量的表示法也与片式电阻器相似，也采用文字符号法，前两位表示有效数字，第三位表示有效数字后零的个数，单位为pF。如151表示150pF，1p5表示1.5pF。贴片矩形电容器无极性标志，贴装时无方向性。片式电解电容器额定电压为4~50V，容量标称系列值与有引线元件类似，最高容量为330μF。极性标志直接印在元件上，有横标一端为正极（见图10.2.8）。容量表示法与矩形片式电容器相同，如：107表示10×107pF，即100μF。1110.2.3片式矩形电感器片式矩形电感器包括绕线电感器和片式叠层电感器。图10.2.7线绕型片式电感器的结构示意图图10.2.8叠层型片式电感器的结构示意图1210.2.4片式晶体管和集成电路1．片式晶体管各种二极管、三极管、MOS管和1W(带散热片时)的功率晶体管均可做成片式封装。图10.2.9是片式晶体管的结构示意图。10.2.9片式晶体管的结构示意图13（1）片式二极管常见的片式二极管分圆柱形、矩形两种。圆柱形片式二极管没有引线，将二极管芯片装在具有内部电极的细玻璃管中，两端装上金属帽做正、负极。图10.2.10为某片式二极管实物图。

图10.2.10某片式二极管实物图14一般矩形片式二极管有三条0.65mm短引线。根据管内所含二极管数量及连接方式，有单管、对管之分；对管中又分共阳（共正极）、共阴（共负极）、串接等方式，俯视图如图10.2.11所示，其中NC表示空脚。图10.2.11矩形片式二极管15（2）片式三极管

片式三极管有人称之为芝麻三极管(a)外形(b)某片式三极管实物图10.2.12常见矩形片式三极管162．片式集成电路

图10.2.13片式集成电路的外形

图10.2.14某片式集成电路实物图1710.3表面安装技术10.3.1表面安装技术的特点和组成表面安装技术（SMT）是将表面组装元器件贴、焊到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术。具体地说，就是首先在印制板电路盘上涂敷焊锡膏，再将表面贴装元器件准确地放到涂有焊锡膏的焊盘上，通过加热印制电路板直至焊锡膏熔化，冷却后便实现了元器件与印制板之间的互联。表面安装技术具有组装密度高、可靠性高、高频特性好、成本低、自动化程度高等优点。表面安装技术的组成通常包括：表面安装元器件，表面安装电路板及图形设计、表面安装专用辅料(焊锡膏及贴片胶)、表面安装设备，表面安装焊接技术(包括双波峰焊、气相焊)表面安装测试技术，清洗技术以及表面组成大生产管理等多方面内容。这些内容可以归纳为三个方面：一是设备，人们称它为SMT的硬件；二是装联工艺，人们称它为SMT的软件；三是电子元器件。1810.3.2表面安装技术（SMT）的典型工艺表面安装技术（SMT）的典型工艺如下：印制板上架→涂黏接剂或印刷焊膏→贴装片式元器件→波峰焊或再流焊→清洗→测试。图10.3.1表面安装技术的典型工艺流程示意图19表面安装一般有4种方式，如图10.3.2所示，其中(a)，(b)分别为单、双面片式元器件贴装，(c)，(d)分别为单、双面片式元器件与插装元器件混合安装。图10.3.22010.3.3手工更换表面组装元器件的方法在对表面组装电路板进行检修时，首先要确定损坏元器件的位置。在手工操作的条件下通常可以用以下方法取下损坏的元器件。一：做一个专用烙铁头，同时对贴焊元件的两个或三个焊点加热，然后用小镊子轻轻取下损坏的元器件；经测量确认其损坏时，再以相同元器件焊上修复。二：借助于一种特殊专用的金属丝网状吸锡带。在对被焊无件加热时，送入吸锡