表面组装元器件俗称无引脚元器件,问世于20世纪60年代。通常,人们把表面组装无 源元件(片式电阻、电容、电感等)称为表面组装元件(SMC);将有源元件(小外形晶体管、四 方扁平封装等器件)称为表面组装器件(SMD)。无论是SMC还是SMD,在功能上均与通孔 插装元件/器件(Through Hole Component/Device, THC/D )相同。
1. 表面组装元器件特点
(1 )表面组装元器件的焊端上没有引脚或只有非常短的引脚,引线间距缩小,集成化程 度提高。传统的通孔插装集成电路的标准引脚间距为2. 54 mm,目前表面组装元器件引脚 间距最小的已经达到0.3 mm。在集成度相同的情况下,表面组装元器件的体积比通孔插装 元器件小很多,或者说,与相同体积的传统电路芯片相比,表面组装元器件的集成度提高了 许多倍。
(2) 表面组装元器件直接贴装在PCB表面,将引脚焊接在与元器件同一面的焊盘上。
(3) 表面组装元器件的片式化发展不平衡,阻容元件、晶体管、集成电路发展较快,异形 元件、插座、振荡器等发展缓慢°
(4) 已经片式化的元器件,尚未能完全标准化,不同国家乃至不同厂商的产品存在较大 差异。因此,在设计和选用元器件时,要清楚元器件的型号、厂家及性能等,以避免出现互换 性差而造成的缺陷。
(5) 表面组装元器件与PCB表面非常贴近,与基板间隙小,给清洗造成困难。
2. 表面组装元器件分类
表面组装元器件基本上都是片状结构,但片状是个广义的概念。按照结构形状,表面组 装元器件可分为矩形片式、圆柱形、扁平异形等。按照功能,表面组装元器件可分为无源元 件(SMC)、有源元件(SMD)和机电元件三大类,也可将机电元件归为SMC。按照使用环境, 表面组装元器件可分为非气密性封装器件和气密性封装器件,非气密性封装器件对工作温 度的要求一般为0 ~70龙;气密性封装器件的工作温度可达到-55 ~ 125 Y,气密性封装器 件价格昂贵,一般使用在军工等高可靠性产品中。
二、表面组装元件
表面组装元件包括各种电阻器、电容器、电感器、磁珠、电阻网络、电位器、开关、继电器、 连接器等。封装形状有矩形、圆柱形、复合形和异形。
1. 表面组装电阻器
当电流通过导体时,导体对电流的阻力,被称为电阻。在电路中起电阻作用的元件,称 为电阻器。表面组装电阻器最初为矩形片状,20世纪80年代出现了圆柱形电阻器。随着表 面组装器件及机电元件等向集成化、多功能化方向发展,又出现了具有短小、扁平引脚的电 阻网络。与分立元件相比,它具有微型化、无引脚(或扁平、矮小引脚)、尺寸标准化等特点, 特别适合在印制电路板上进行表面组装。
矩形电阻的基体为高纯度的A1
2O
3基板,具有良好的电绝缘性,基板平整,画线准确、标 准,充分保证电阻、电极浆料印刷到位。在此基体上,采用两种不同的制造工艺涂覆电阻膜。 根据该阶段制造工艺的不同,矩形电阻可分为两种类型,即厚膜型(RN型)和薄膜型(RK 型)。厚膜型是在扁平的高纯度A1
2O
3基板上印一层二氧化钉基浆料,烧结后经光刻而成, 制作工艺简单,价格便宜;薄膜型是在基体上喷射一层镣铭合金而成,性能稳定,阻值精度 高,但价格较贵。然后,在电阻膜上涂覆特殊的玻璃釉涂层,一方面起机械保护作用,另一方 面使电阻体表面具有绝缘性。、
矩形电阻焊端有三层端电极。'最内层为连接电阻体的内部电极,一般为银^(Ag-Pd) 合金,约0.5 mil( Imil =0. 0254 mm)厚,它与陶瓷基板有良好的结合力。中间为镀镣层,又 称镣阻挡层,约0.5 mil厚,它是防止在焊接期间银层的浸析,向外扩散与锡形成合金,同时 提高电阻器在焊接时的耐热性。最外层为端焊头,又称可焊层,其成分一般与所用焊料相 似,使电极具有良好的可焊性,并延长电极的保存期,不同国家釆用不同的材料,日本通常采 用Sn-Pb合金,厚度为1 mil,美国则采用Ag或Ag-Pd合金。三层电极结构,保证了矩形 电阻器具有良好的可焊性和可靠性。
(2)精度。根据IEC 63标准“电阻器和电容器的优选值及其互换性”的规定,电阻值允 许偏差±20%,称为E6系列;电阻值允许偏差±10%,称为E12系列;电阻值允许偏差 ±5%,称为E24系列;电阻值允许偏差±2%,称为E48系列;电阻值允许偏差± 1%,称为 E96系列。在实际生产中,人们常用字母来表示电阻值的允许偏差,
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