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SMT贴片中SMD表面贴装电子元件的详细介绍

发表时间:2019-11-29     责任编辑:恒天伟业科技

  就电气功能而言,用于SMT贴片的SMD组件或表面安装电子组件与通孔组件没有区别。

  但是,由于它们较小,因此SMC(表面安装组件)具有更好的电气性能。

  目前,并非所有组件都可用于电子PCB的表面安装。因此,无法获得在PCB上进行表面安装的全部好处,并且我们实质上仅限于混合搭配的表面安装组件。在可预见的将来,将BGA和引脚栅格阵列(PGA)等通孔组件用于高端处理器和大型连接器,将使该行业处于混合组装模式。

  可用性的SMD组件(表面贴装电子元器件)

  尽管只有几种类型的常规DIP封装可以满足所有封装要求,但表面贴装封装的世界却要复杂得多。

  可用的封装类型,封装和引线配置很多。此外,对表面安装组件的要求也更高。SMD或SMC必须承受更高的焊接温度,并且必须更仔细地选择,放置和焊接SMD或SMC,以获得可接受的制造良率。

  有许多组件可用于某些电气需求,从而导致组件扩散的严重问题。对于某些组件有好的标准,而对于其他组件则没有足够的标准或不存在。

  无源SMD元件

  被动表面安装的世界要简单一些。单片陶瓷电容器,钽电容器和厚膜电阻器构成了无源SMD的核心组。形状通常是矩形和圆柱形。部件的质量比通孔部件低约10倍。

  该表面贴装电阻器和电容器有各种尺寸的情况下,以满足在电子行业的各种应用需求。尽管有缩小外壳尺寸的趋势,但如果电容需求很大,也可以使用更大尺寸的外壳。这些设备/组件有矩形和管状(MELF:金属电极无铅面)形状。

  表面贴装分立电阻(SMD电阻器)

  表面贴装电阻器主要有两种类型:厚膜和薄膜。

  厚膜表面安装电阻器是通过在平坦,高纯度的氧化铝基板表面上屏蔽电阻膜(基于二氧化钌的糊状物或类似材料)而制成的,这与在轴向电阻器中在圆芯上沉积电阻膜相反。电阻值是通过在筛选之前改变电阻浆料的成分并在筛选之后对薄膜进行激光修整而获得的。

  在薄膜电阻器中,陶瓷基板上的电阻元件在顶部具有保护涂层(玻璃钝化),在侧面具有可焊接端子(锡铅)。端子在陶瓷基板上具有粘附层(作为厚膜糊剂沉积了银),并且镍阻隔层的底镀层随后是浸渍或镀层焊料涂层。镍阻挡层对于保持端子的可焊性非常重要,因为它可以防止在SMD焊接过程中银或金电极的浸出(溶解)。

  电阻尺寸为1 / 16、1 / 10、1 / 8和¼瓦,电阻大小从1欧姆到100兆欧姆不等,具有各种尺寸和公差。常用尺寸为:0402、0603、0805、1206和1210。表面贴装电阻器具有某种形式的彩色电阻层,其一侧具有保护涂层,而另一侧通常具有白色基础材料。因此,外观提供了一种区分电阻器和电容器的简单方法。

  表面贴装电阻器网络

  表面贴装电阻器网络或R-pack通常用于替代一系列分立电阻器。这样可以节省空间和放置时间。

  当前可用的样式基于流行的SOIC(小型集成电路),但主体尺寸有所不同。它们通常采用16至20个引脚,每个封装的功率为½至2瓦。

  SMT用陶瓷电容器

  表面贴装电容器非常适合高频电路应用,因为它没有任何引线,可以放置在 PCB组件另一侧的封装下方。陶瓷电容器使用最广泛的包装是8毫米卷带式。

  表面贴装电容器既用于去耦应用,又用于频率控制。多层单片陶瓷电容器具有改进的体积效率。根据EIA RS-198n,它们具有不同的介电类型,即COG或NPO,X7R,Z5U和Y5V。

  表面贴装电容器具有很高的可靠性,并已在引擎盖下的汽车应用,军事设备和航空航天应用中大量使用。

  表面贴装钽电容器

  对于表面贴装电容器,电介质可以是陶瓷或钽。

  表面贴装钽电容器具有很高的体积效率或每单位体积的高电容电压乘积,并具有很高的可靠性。

  包裹式引线电容器(通常称为塑料模制钽电容器)具有引线而不是端接,并且带有倾斜的顶部作为极性指示。使用模制塑料钽电容器时,无需焊接或放置。它们有两种尺寸:标准和扩展范围。

  在不同的外壳尺寸下,钽电容器的电容值在0.1至100 µF和4至50 V dc之间变化。它们也可以根据应用程序的要求进行定制。钽电容器可在散装,华夫饼包装和卷带包装中带有或没有明显的电容值。

  用于SMT的管状无源SMD组件

  称为金属电极无引线面(MELF)的圆柱形设备用于电阻器,跳线,陶瓷和钽电容器以及二极管。它们是圆柱形的,并具有用于焊接的金属端盖。

  由于MELF是圆柱形的,因此与矩形电阻器一样,不必将电阻器的电阻元件置于远离电路板表面的位置。MELF较便宜。像传统的轴向设备一样,MELF用颜色编码表示值。MELF二极管标识为MLL 41和MLL34。MELF电阻标识为0805、1206、1406和2309。

  用于SMT的SMD有源组件[无铅陶瓷芯片载体(LCCC),陶瓷引线芯片载体(CLCC)]

  与通孔技术相比,表面贴装提供更多类型的有源和无源封装。

  以下是有源表面贴装组件的所有各种类别:

  无铅陶瓷芯片载体(LCCC)

  顾名思义,无铅芯片载体没有引线。取而代之的是,它们具有镀金的槽形终端,称为城堡形,可提供更短的信号路径,并允许更高的工作频率。根据封装的间距,LCCC可以分为不同的系列。最常见的是5000万(1.27毫米)的系列。其他是40、25和2000万家庭。

  陶瓷引线芯片载体(CLCC)(预引线和后引线)

  含铅陶瓷载体有预铅和后铅两种形式。预引线芯片载体具有由制造商连接的铜合金或可伐合金引线。在后引线芯片载体中,用户将引线连接到无引线陶瓷芯片载体的齿槽上。

  使用含铅陶瓷封装时,其尺寸通常与塑料含铅芯片载体中的尺寸相同。

  SMT SMD有源组件(塑料封装)

  如上所述,陶瓷包装是昂贵的,并且主要用于军事应用。另一方面,塑料SMD封装是非军事应用中使用最广泛的封装,不需要密闭性。陶瓷封装由于封装和基板之间的CTE不匹配而导致焊点破裂,但塑料封装也不是没有问题。

  这是所有活动SMD组件(塑料包装):

  小型晶体管(SOT)

  小型晶体管是表面安装有源器件的先驱之一。它们是三引脚和四引脚器件。三引线SOT分别标识为SOT 23(EIA至236)和SOT 89(EIA至243)。四引脚设备被称为SOT 143(EIA TO 253)。

  这些封装通常用于二极管和晶体管。SOT 23和SOT 89封装几乎已经普遍用于表面安装小型晶体管。即使使用高引脚数的复杂集成电路变得越来越普遍,对各种类型的SOT和SOD的需求仍在不断增长。

  小尺寸集成电路(SOIC和SOP)

  小型集成电路(SOIC或SO)基本上是一种收缩封装,其引线位于0.050英寸中心。它用于容纳比SOT封装更大的集成电路。在某些情况下,SOIC用于容纳多个SOT。

  SOIC的两侧都包含向外形成的引线,通常称为鸥翼形引线。需要仔细处理SOIC,以防止铅损坏。SOIC主要有两种不同的宽度:1.5亿至300密耳。引线数少于16的封装的本体宽度为150密耳;对于16根以上的引线,使用300密耳宽度。16种引线封装均采用两种宽度。

  塑料引线芯片载体(PLCC)

  塑料引线芯片载体(PLCC)是陶瓷芯片载体的便宜版本。PLCC中的引线可提供承受焊点应力所需的顺应性,从而防止焊点破裂。芯片/封装比例大的PLCC可能会因吸湿而导致封装开裂。他们需要适当的处理。

  小型J封装(SOJ)

  SOJ封装具有类似于PLCC的J形弯曲引线,但它们仅在两侧具有引脚。该软件包是SOIC和PLCC的混合,并结合了PLCC的处理优势和SOIC的空间效率。SOJ通常用于高密度(1、4和16 MB)DRAMS。

  小间距SMD封装(QFP,SQFP)

  具有非常精细的间距和大量引线的SMD封装称为精细间距封装。四方扁平包装(QFP)和收缩四方扁平包装(SQFP)是小间距封装的示例。细间距封装的引线更细,并且需要更薄的焊盘图案设计。

  球栅阵列(BGA)SMD组件

  BGA或球栅阵列是类似于PGA(引脚栅阵列)的阵列封装,但没有引线。

  BGA有多种类型,但主要类别是陶瓷和塑料BGA。陶瓷BGA称为CBGA(陶瓷球栅阵列)和CCGA(陶瓷列栅阵列),塑料BGA称为PBGA。BGA的另一类称为磁带BGA(TBGA)。球间距已标准化为1.0、1.27和1.5 mm间距。(40,50和60密耳间距)。BGA的主体尺寸从7到50 mm不等,其引脚数从16到2400不等。最常见的BGA引脚数在200到500引脚之间。

  即使将BGA放错了50%,BGA也非常适合回流期间的自对准(CCGA和TBGA不会像PBGA和CBGA那样自对准)。这是BGA具有较高产量的原因之一。