SMT元器件教程.ppt

2.1.1 SMT元器件的特点 1.SMT元器件的特点元器件的特点 （1）在）在SMT元器件的电极上，有些焊端完全没有引线，有些只有非常短元器件的电极上，有些焊端完全没有引线，有些只有非常短小的引线；小的引线；SMT集成电路相邻电极之间的距离比传统的集成电路相邻电极之间的距离比传统的THT集成电路的标准集成电路的标准引线间距引线间距(2.54 mm)小很多，目前引脚中心间距已经达到小很多，目前引脚中心间距已经达到0.3 mm。在集成度。在集成度相同的情况下，相同的情况下，SMT器件的体积比器件的体积比THT元器件小很多；在同样体积的情况下，元器件小很多；在同样体积的情况下，SMT器件的集成度提高了很多倍。器件的集成度提高了很多倍。 （2）SMT元器件直接贴装在元器件直接贴装在PCB的表面，将电极焊接在与元器件同一面的表面，将电极焊接在与元器件同一面的焊盘上。这样，的焊盘上。这样，PCB上通孔的直径仅由制作印制电路板时金属化孔的工艺上通孔的直径仅由制作印制电路板时金属化孔的工艺水平决定，通孔的周围没有焊盘，使水平决定，通孔的周围没有焊盘，使PCB的布线密度和组装密度大大提高。的布线密度和组装密度大大提高。 2. SMT元器件不足之处元器件不足之处 （1）器件的片式化发展不平衡，阻容器件、晶体管、）器件的片式化发展不平衡，阻容器件、晶体管、IC发展较快，异型发展较快，异型器件、插座、振荡器等发展迟缓。器件、插座、振荡器等发展迟缓。 （2）已片式化的元器件，尚未能完全标准化，不同国家乃至不同厂家的）已片式化的元器件，尚未能完全标准化，不同国家乃至不同厂家的产品存在较大差异。因此，在设计、选用元器件时，一定要弄清楚元器件的产品存在较大差异。因此，在设计、选用元器件时，一定要弄清楚元器件的型号、厂家及性能等，以避免出现因互换性差而造成的缺陷。型号、厂家及性能等，以避免出现因互换性差而造成的缺陷。 （3）元器件与）元器件与PCB表面非常贴近，与基板间隙小，给清洗造成困难；元表面非常贴近，与基板间隙小，给清洗造成困难；元器件体积小，电阻、电容一般不设标记，一旦弄乱就不易搞清楚；特别是元器件体积小，电阻、电容一般不设标记，一旦弄乱就不易搞清楚；特别是元器件与器件与PCB之间热膨胀系数的差异性等也是之间热膨胀系数的差异性等也是SMT产品中影响质量的因素。产品中影响质量的因素。2.1.2 SMT元器件的种类 SMT元器件基本上都是片状结构。但片状是个广义的概念，从结构形状元器件基本上都是片状结构。但片状是个广义的概念，从结构形状说，说，SMT元器件包括薄片矩形、圆柱形、扁平异形等；元器件包括薄片矩形、圆柱形、扁平异形等；SMT元器件同传统元元器件同传统元器件一样，也可以从功能上分类为无源元件器件一样，也可以从功能上分类为无源元件SMC、有源器件、有源器件SMD和机电元件和机电元件三大类。三大类。 SMT元器件按照使用环境分类，可分为非气密性封装器件和气密性封装元器件按照使用环境分类，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器件。非气密性封装器件对工作温度的要求一般为070。气密性封装。气密性封装器件的工作温度范围可达到器件的工作温度范围可达到-55+125。气密性器件价格昂贵，一般使。气密性器件价格昂贵，一般使用在高可靠性产品中。用在高可靠性产品中。类类 别别封装形式封装形式种种 类类无源无源SMT元元件件SMC矩形片式矩形片式 厚膜和薄膜电阻器、热敏电阻、压敏电阻、单厚膜和薄膜电阻器、热敏电阻、压敏电阻、单层或多层陶瓷电容器、钽电解电容器、片式电层或多层陶瓷电容器、钽电解电容器、片式电感器、磁珠、石英晶体等感器、磁珠、石英晶体等圆柱形圆柱形 碳膜电阻器、金属膜电阻器、陶瓷电容器、热碳膜电阻器、金属膜电阻器、陶瓷电容器、热敏电容器等敏电容器等异形异形 电位器，微调电位器、铝电解电容器、微调电电位器，微调电位器、铝电解电容器、微调电容器、线绕电感器、晶体振荡器、变压器等容器、线绕电感器、晶体振荡器、变压器等复合片式复合片式 电阻网络、电容网络、滤波器等电阻网络、电容网络、滤波器等有源有源SMT器器件件SMD圆柱形圆柱形 二极管二极管陶瓷组件陶瓷组件(扁平扁平) 无引脚陶瓷芯片载体无引脚陶瓷芯片载体LCCC、有引脚陶瓷芯片、有引脚陶瓷芯片载体载体CBGA塑料组件塑料组件(扁平扁平) SOT、SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA、CSP等等机电元件机电元件异形异形 继电器、开关、连接器、延迟器、薄型微电机继电器、开关、连接器、延迟器、薄型微电机等等2.2 SMT电阻器2.2.1SMT固定电阻器固定电阻器 1.SMT电阻器的封装外形电阻器的封装外形 SMT电阻器按封装外形，可分为片状和圆柱状两种。电阻器按封装外形，可分为片状和圆柱状两种。SMT电阻器电阻器按制造工艺可分为厚膜型（按制造工艺可分为厚膜型（RN型）和薄膜型（型）和薄膜型（RK型）两大类。片状型）两大类。片状SMT电阻器一般是用厚膜工艺制作的：在一个高纯度氧化铝电阻器一般是用厚膜工艺制作的：在一个高纯度氧化铝(A12O3，96%)基底平面上网印二氧化钌基底平面上网印二氧化钌(RuO2)电阻浆来制作电阻膜；改变电电阻浆来制作电阻膜；改变电阻浆料成分或配比，就能得到不同的电阻值，也可以用激光在电阻膜阻浆料成分或配比，就能得到不同的电阻值，也可以用激光在电阻膜上刻槽微调电阻值；然后再印刷玻璃浆覆盖电阻膜，并烧结成釉保护上刻槽微调电阻值；然后再印刷玻璃浆覆盖电阻膜，并烧结成釉保护层，最后把基片两端做成焊端。层，最后把基片两端做成焊端。 圆柱形圆柱形SMT电阻器（电阻器（MELF）可以用薄膜工艺来制作；在高铝陶瓷基柱）可以用薄膜工艺来制作；在高铝陶瓷基柱表面溅射镍铬合金膜或碳膜，在膜上刻槽调整电阻值，两端压上金属焊端，表面溅射镍铬合金膜或碳膜，在膜上刻槽调整电阻值，两端压上金属焊端，再涂覆耐热漆形成保护层并印上色环标志。圆柱形再涂覆耐热漆形成保护层并印上色环标志。圆柱形SMT电阻器主要有碳膜电阻器主要有碳膜ERD型、金属膜型、金属膜ERO型及跨接用的型及跨接用的0电阻器三种。电阻器三种。 2.外形尺寸外形尺寸 片状片状SMT电阻器是根据其外形尺寸的大小划分成几个系列型号的，电阻器是根据其外形尺寸的大小划分成几个系列型号的，现有两种表示方法，欧美产品大多采用英制系列，日本产品大多采用现有两种表示方法，欧美产品大多采用英制系列，日本产品大多采用公制系列，我国这两种系列都可以使用。无论哪种系列，系列型号的公制系列，我国这两种系列都可以使用。无论哪种系列，系列型号的前两位数字表示元件的长度，后两位数字表示元件的宽度。例如，公前两位数字表示元件的长度，后两位数字表示元件的宽度。例如，公制系列制系列3216（英制（英制1206）的矩形片状电阻，长）的矩形片状电阻，长L=3.2 mm(0.12 in)，宽宽W=1.6 mm（0.06 in）。）。SMC元件的小型化进程：元件的小型化进程： 5750（2220）4532（1812）3225（1210）3216（1206）2520（1008）2012（0805）1608（0603）1005（0402）0603（0201）0402（01005）。）。矩形表面组装电阻器的外形尺寸示意图矩形表面组装电阻器的外形尺寸示意图 MELF电阻器的外形尺寸示意图电阻器的外形尺寸示意图公制公制英英制制型型号号LWabT321612063.20.121.60.060.50.020.50.020.6/0.0242012/08052.00.081.250.050.4/0.0160.4/0.0160.60.0161608/06031.60.060.80.030.30.0120.3/0.0120.450.018100504021.00.040.50.020.20.0080.250.010.350.014060302010.60.020.30.010.2/0.0050.2/0.0060.250.01 3.标称数值的标注标称数值的标注 1005、0603系列片状电阻器的表面积太小，所以元件表面不印刷它的标系列片状电阻器的表面积太小，所以元件表面不印刷它的标称数值称数值(参数印在编带的带盘上参数印在编带的带盘上)；3216、2012、1608系列片状系列片状SMT电阻器的电阻器的标称数值一般用印在元件表面上的三位数字表示标称数值一般用印在元件表面上的三位数字表示(E24系列系列)：前两位数字是有：前两位数字是有效数字，第效数字，第3位是倍率乘数位是倍率乘数(有效数字后所加有效数字后所加“0”的个数的个数)。例如，电阻器上印。例如，电阻器上印有有114，表示阻值，表示阻值110k；表面印有；表面印有5R6，表示阻值，表示阻值5.6；表面印有；表面印有R39，表，表示阻值示阻值0.39；跨接电阻采用；跨接电阻采用000表示。表示。 当片状电阻器阻值允许偏差为当片状电阻器阻值允许偏差为1%时，阻值采用时，阻值采用4位数字表示：若电阻位数字表示：若电阻值值100时，前时，前3位数字是有效数字，第位数字是有效数字，第4位表示有效数字后所加位表示有效数字后所加“0”的个数，的个数，如如2002表示表示20 k，阻值介于，阻值介于10100时，在小数点处加时，在小数点处加“R”，如，如15.5记记为为15 R5，阻值小于，阻值小于10时，在小数点处加时，在小数点处加“R”，不足，不足4位的在末尾加位的在末尾加“0”，如如4.8记为记为4 R80。 圆柱形电阻器用三位、四位或五位色环表示阻值的大小，每位色环所代圆柱形电阻器用三位、四位或五位色环表示阻值的大小，每位色环所代表的意义与通孔插装色环电阻完全一样。例如：五位色环电阻器色环从左至表的意义与通孔插装色环电阻完全一样。例如：五位色环电阻器色环从左至右第一位色环是绿色，其有效值为右第一位色环是绿色，其有效值为5；第二位色环为棕色，其有效值为；第二位色环为棕色，其有效值为1；第；第三位色环是黑色，其有效值为三位色环是黑色，其有效值为0；第四位色环为红色，其乘数为；第四位色环为红色，其乘数为102；第五位；第五位色环为棕色，其允许偏差为色环为棕色，其允许偏差为1%。则该电阻的阻值为。则该电阻的阻值为51000(51.00k)，允，允许偏差为许偏差为1%。 SMT电阻器在料盘等包装上的标注目前尚无统一的标准，不同生产厂家电阻器在料盘等包装上的标注目前尚无统一的标准，不同生产厂家的标注不尽相同，图的标注不尽相同，图2-4所示是某国产片状电阻器标识的含义，图中的标识所示是某国产片状电阻器标识的含义，图中的标识“RC05K103JT”表示该电阻器是表示该电阻器是0805系列系列10k5%片状电阻器，温度系片状电阻器，温度系数为数为250%。SMT电阻器在料盘上的标识电阻器在料盘上的标识 4.SMT电阻器的主要技术参数电阻器的主要技术参数 虽然虽然SMT电阻器的体积很小，但它的数值范围和精度并不差电阻器的体积很小，但它的数值范围和精度并不差,见表见表2-3。3216系列的阻值范围是系列的阻值范围是0.3910M，额定功率可达到，额定功率可达到1/4W，允许偏差有，允许偏差有1%、2%，5%和和10%等四个系列，额定工作温度上限是等四个系列，额定工作温度上限是70。系列型号系列型号3216201216081005阻值范围阻值范围0.3910M M2.210 M110 M1010 M允许偏差允许偏差1，2，51, 2，52，52，5额定功率额定功率W14，181101/161/16最大工作最大工作电压电压V2001505050工作温度范围工作温度范围额定温度额定温度-55+12570-55+12570-55+12570-55+12570 5.SMT电阻器的焊端结构电阻器的焊端结构 片状片状SMT电阻器的电极焊端一般由三层金属构成。焊端的内部电极通常电阻器的电极焊端一般由三层金属构成。焊端的内部电极通常是采用厚膜技术制作的钯银（是采用厚膜技术制作的钯银（Pd-Ag）合金电极，中间电极是镀在内部电极上）合金电极，中间电极是镀在内部电极上的镍的镍(Ni)阻挡层，外部电极是铅锡（阻挡层，外部电极是铅锡（Sn-Pb）合金。中间电极的作用是避免在）合金。中间电极的作用是避免在高温焊接时焊料中的铅和银发生置换反应，从而导致厚膜电极高温焊接时焊料中的铅和银发生置换反应，从而导致厚膜电极“脱帽脱帽”，造成，造成虚焊或脱焊。镍的耐热性和稳定性好，对钯银内部电极起到了阻挡层的作用；虚焊或脱焊。镍的耐热性和稳定性好，对钯银内部电极起到了阻挡层的作用；但镍的可焊接性较差，镀铅锡合金的外部电极可以提高可焊接性。但镍的可焊接性较差，镀铅锡合金的外部电极可以提高可焊接性。2.2.2 SMC电阻排(电阻网络) 电阻排也称电阻网络或集成电阻，它是将多个参数与性能一致的电阻，电阻排也称电阻网络或集成电阻，它是将多个参数与性能一致的电阻，按预定的配置要求连接后置于一个组装体内的电阻网络。图按预定的配置要求连接后置于一个组装体内的电阻网络。图2-6所示为所示为8P4R（8引脚引脚4电阻）电阻）3216系列系列SMT电阻网络的外形与尺寸。电阻网络的外形与尺寸。 电阻网络按结构可分为电阻网络按结构可分为SOP型、芯片功率型、芯片载体型和芯片阵列型型、芯片功率型、芯片载体型和芯片阵列型4种。根据用途的不同，电阻网络有多种电路形式，芯片阵列型电阻网络的种。根据用途的不同，电阻网络有多种电路形式，芯片阵列型电阻网络的常见电路形式如图常见电路形式如图2-7所示。小型固定电阻网络一般采用标准矩形封装，主要所示。小型固定电阻网络一般采用标准矩形封装，主要有有0603、0805、1206等几种尺寸，电阻网络内部的电阻值用数字标注在外等几种尺寸，电阻网络内部的电阻值用数字标注在外壳上，意义与普通固定贴片电阻相同，其精度一般为壳上，意义与普通固定贴片电阻相同，其精度一般为J（5%）、）、G（2%）、）、F（1%）。）。 芯片阵列型电阻网络的常见电路形式芯片阵列型电阻网络的常见电路形式 2.2.3 SMC电位器 SMT电位器，又称为片式电位器。它包括片状、圆柱状、扁平矩形结构电位器，又称为片式电位器。它包括片状、圆柱状、扁平矩形结构各种类型。标称阻值范围在各种类型。标称阻值范围在1001M之间，阻值允许偏差之间，阻值允许偏差25%，额定，额定功耗系列为功耗系列为0.05W，0.1W，0.125W，0.2W，0.25W，0.5W，阻值变化规律，阻值变化规律为线性。按其结构的不同，可分为以下几种类型。为线性。按其结构的不同，可分为以下几种类型。 1.敞开式结构敞开式结构 敞开式电位器的结构如图敞开式电位器的结构如图2-8所示。它又分为直接驱动簧片结构和绝缘轴所示。它又分为直接驱动簧片结构和绝缘轴驱动簧片结构。这种电位器无外壳保护，灰尘和潮气易进入产品，对性能有驱动簧片结构。这种电位器无外壳保护，灰尘和潮气易进入产品，对性能有一定影响，但价格低廉，因此，常用于消费类电子产品中。敞开式的平状电一定影响，但价格低廉，因此，常用于消费类电子产品中。敞开式的平状电位器仅适用于焊锡膏位器仅适用于焊锡膏再流焊工艺，不适用于贴片波峰焊工艺。再流焊工艺，不适用于贴片波峰焊工艺。敞开式电位器的结构敞开式电位器的结构 2.防尘式结构防尘式结构 防尘式电位器的结构如下图所示，有外壳或护罩，灰尘和潮气不易进入防尘式电位器的结构如下图所示，有外壳或护罩，灰尘和潮气不易进入产品，性能好，多用于投资类电子整机和高档消费类电子产品中。产品，性能好，多用于投资类电子整机和高档消费类电子产品中。 3.微调式结构微调式结构 微调式电位器的结构如下图所示，属精细调节型，性能好，微调式电位器的结构如下图所示，属精细调节型，性能好，但价格昂贵，多用于投资类电子整机中。但价格昂贵，多用于投资类电子整机中。 4.全密封式结构全密封式结构 全密封式结构的电位器有圆柱形和扁平矩形两种形式，具有调节方便、全密封式结构的电位器有圆柱形和扁平矩形两种形式，具有调节方便、可靠、寿命长的特点。圆柱形全密封式电位器的结构如下图所示，它又分为可靠、寿命长的特点。圆柱形全密封式电位器的结构如下图所示，它又分为顶调和侧调两种。顶调和侧调两种。2.3 SMT电容器2.3.1 SMC多层陶瓷电容器多层陶瓷电容器 SMT陶瓷电容器以陶瓷材料为电容介质，多层陶瓷电容器是在单层盘状陶瓷电容器以陶瓷材料为电容介质，多层陶瓷电容器是在单层盘状电容器的基础上构成的，电极深入电容器内部，并与陶瓷介质相互交错。多电容器的基础上构成的，电极深入电容器内部，并与陶瓷介质相互交错。多层陶瓷电容器简称层陶瓷电容器简称MLC。MLC通常是无引脚矩形结构，其外形标准与片状电通常是无引脚矩形结构，其外形标准与片状电阻大致相同，仍然采用长阻大致相同，仍然采用长宽表示。宽表示。 MLC所用介质有所用介质有COG、X7R、Z5V等多种类型，他们有不同的容量范围等多种类型，他们有不同的容量范围及温度稳定性，以及温度稳定性，以COG为介质的电容温度特性较好。不同介质材料为介质的电容温度特性较好。不同介质材料MLC的电的电容量范围见表容量范围见表2-4。 多层陶瓷电感器内部电极以低电阻率的导体银联接而成，提高了多层陶瓷电感器内部电极以低电阻率的导体银联接而成，提高了Q值和值和共振频率特性，采用整体结构，具有高可靠性、高品质、高电感值等特性。共振频率特性，采用整体结构，具有高可靠性、高品质、高电感值等特性。表表2-4 不同介质材料不同介质材料MLC的电容量范围的电容量范围型号型号COGCOGX X7 7R RZ Z5 5V V0805C10560pF120 pF0.012F1206C6801500 pF0.0160.033FO.0330.10F1812C1 8005 600 pF0.0390.12F0.120.47F 对于元件上的标注，早期采用英文字母及数字表示其电容量，它们对于元件上的标注，早期采用英文字母及数字表示其电容量，它们均代表特定的数值，只要查表就可以估算出电容的容量值，字母数值对均代表特定的数值，只要查表就可以估算出电容的容量值，字母数值对照表见表照表见表2-5、表、表2-6。 例如，标注为例如，标注为F5，从系数表中查知字母，从系数表中查知字母F代表系数为代表系数为1.6，从倍率表，从倍率表中查知下标中查知下标5表示容量倍率表示容量倍率105，由此可知该电容容量为，由此可知该电容容量为1.6105pF。 现在，片式瓷介电容器上通常不做标注，相关参数标记在料盘上。现在，片式瓷介电容器上通常不做标注，相关参数标记在料盘上。对于片式电容外包装上的标注，到目前为止仍无统一的标准，不同厂家对于片式电容外包装上的标注，到目前为止仍无统一的标准，不同厂家标注略有不同。标注略有不同。字母字母ABCDEFGHJKL容量系数容量系数1011121315161820222427字母字母MNPQRSTUVWX容量系数容量系数3033363943475156626875字母字母YZabCdefmnt容量系数容量系数8291253540455060708090表表2-5 片式电容容量系数表片式电容容量系数表下标数字下标数字0123456789容量倍率容量倍率110l102103104105106107108109表表2-6 片式电容容量倍率表片式电容容量倍率表/pF MLC外层电极与片式电阻相同，也是外层电极与片式电阻相同，也是3层结构，即层结构，即Ag-Ni/Cd-Sn/Pb，其，其外形和结构如下图所示。外形和结构如下图所示。2.3.2 SMC电解电容器 常见的常见的SMC电解电容器有铝电解电容器和钽电解电容器两种。电解电容器有铝电解电容器和钽电解电容器两种。 1.铝电解电容器铝电解电容器 铝电解电容器的容量和额定工作电压的范围比较大，因此做成贴片形式铝电解电容器的容量和额定工作电压的范围比较大，因此做成贴片形式比较困难，一般是异形。主要应用于各种消费类电子产品中，价格低廉。按比较困难，一般是异形。主要应用于各种消费类电子产品中，价格低廉。按照外形和封装材料的不同，铝电解电容器可分为矩形（树脂封装）和圆柱形照外形和封装材料的不同，铝电解电容器可分为矩形（树脂封装）和圆柱形（金属封装）两类。（金属封装）两类。 铝电解电容器的电容值及耐压值在其外壳上均有标注，外壳上的深色标铝电解电容器的电容值及耐压值在其外壳上均有标注，外壳上的深色标记代表负极，如图记代表负极，如图2-13所示。图所示。图a是铝电解电容器的形状和结构，图是铝电解电容器的形状和结构，图b是它的是它的标注和极性表示方式。标注和极性表示方式。 贴片式的组装工艺中电容本身也是直立于贴片式的组装工艺中电容本身也是直立于PCB的，与插件式铝电解电容的，与插件式铝电解电容器的区别是器的区别是SMT贴片电容有黑色的橡胶底座。贴片电容有黑色的橡胶底座。 SMC铝电解电容器铝电解电容器 2.钽电解电容钽电解电容 固体钽电解电容器的性能优异，是所有电容器中体积小而又能固体钽电解电容器的性能优异，是所有电容器中体积小而又能达到较大电容量的产品。因此容易制成适于表面贴装的小型和片式元达到较大电容量的产品。因此容易制成适于表面贴装的小型和片式元件。目前生产的钽电解电容器主要有烧结型固体、箔形卷绕固体、烧件。目前生产的钽电解电容器主要有烧结型固体、箔形卷绕固体、烧结型液体等三种，其中烧结型固体约占目前生产总量的结型液体等三种，其中烧结型固体约占目前生产总量的95%以上，而以上，而又以非金属密封型的树脂封装式为主体。又以非金属密封型的树脂封装式为主体。2.4 SMT电感器 SMT电感器是继电感器是继SMT电阻器、电阻器、SMT电容器之后迅速发展起来的电容器之后迅速发展起来的一种新型无源元件。一种新型无源元件。 SMT电感器除了与传统的插装电感器有相同的扼流、退耦、滤波、电感器除了与传统的插装电感器有相同的扼流、退耦、滤波、调谐、延迟、补偿等功能外，还特别在调谐、延迟、补偿等功能外，还特别在LC调谐器、调谐器、LC滤波器、滤波器、LC延延迟线等多功能器件中体现了独到的优越性。迟线等多功能器件中体现了独到的优越性。 由于电感器受线圈制约，片式化比较困难，故其片式化晚于电阻由于电感器受线圈制约，片式化比较困难，故其片式化晚于电阻器和电容器，其片式化率也低。尽管如此，电感器的片式化仍取得了器和电容器，其片式化率也低。尽管如此，电感器的片式化仍取得了很大的进展。不仅种类繁多，而且相当多的产品已经系列化、标准化，很大的进展。不仅种类繁多，而且相当多的产品已经系列化、标准化，并已批量生产。并已批量生产。类类 型型形形 状状种种 类类 固定电感器固定电感器 矩形矩形绕线型、多层型、固态型绕线型、多层型、固态型 圆柱形圆柱形绕线型、卷绕印刷型、多层卷绕型绕线型、卷绕印刷型、多层卷绕型 可调电感器可调电感器 矩形矩形绕线型绕线型(可调线圈、中频变压器可调线圈、中频变压器) LC复合元件复合元件 矩形矩形LC滤波器、滤波器、LC调谐器、中频变压器、调谐器、中频变压器、LC延迟线延迟线 圆柱形圆柱形LC滤波器、陷波器滤波器、陷波器 特殊产品特殊产品 LC、LRC、LR网络网络表表2-9 SMC电感器类型电感器类型2.4.1 绕线型SMC电感器 绕线型绕线型SMT电感器实际上是把传统的卧式绕线电感器稍加改进而成。制电感器实际上是把传统的卧式绕线电感器稍加改进而成。制造时将导线造时将导线(线圈线圈)缠绕在磁芯上。低电感时用陶瓷作磁芯，大电感时用铁氧缠绕在磁芯上。低电感时用陶瓷作磁芯，大电感时用铁氧体作磁芯，绕组可以垂直也可水平。一般垂直绕组的尺寸最小，水平绕组的体作磁芯，绕组可以垂直也可水平。一般垂直绕组的尺寸最小，水平绕组的电性能要稍好一些，绕线后再加上端电极。端电极也称外部端子，它取代了电性能要稍好一些，绕线后再加上端电极。端电极也称外部端子，它取代了传统的插装式电感器的引线。传统的插装式电感器的引线。 绕线型绕线型SMT电感器的实物外观电感器的实物外观 2.4.2 多层型SMC电感器 多层型多层型SMC电感器也称多层型片式电感器电感器也称多层型片式电感器(MLCI)，它的结构和，它的结构和多层型陶瓷电容器相似多层型陶瓷电容器相似,制造时由铁氧体浆料和导电浆料交替印刷叠制造时由铁氧体浆料和导电浆料交替印刷叠层后，经高温烧结形成具有闭合磁路的整体。导电浆料经烧结后形成层后，经高温烧结形成具有闭合磁路的整体。导电浆料经烧结后形成的螺旋式导电带，相当于传统电感器的线圈，被导电带包围的铁氧体的螺旋式导电带，相当于传统电感器的线圈，被导电带包围的铁氧体相当于磁芯，导电带外围的铁氧体使磁路闭合。相当于磁芯，导电带外围的铁氧体使磁路闭合。MLCI的制造关键是的制造关键是相当于线圈的螺旋式导电带。目前导电带常用的加工方法有交替相当于线圈的螺旋式导电带。目前导电带常用的加工方法有交替(分分部部)印刷法和叠片通孔过渡法。此外，低温烧结铁氧体材料选择适当印刷法和叠片通孔过渡法。此外，低温烧结铁氧体材料选择适当的粘合剂种类与含量，对的粘合剂种类与含量，对MLCI的性能也是非常重要的。的性能也是非常重要的。 MLCI具有如下特点：具有如下特点： （1）线圈密封在铁氧体中并作为整体结构，可靠性高。）线圈密封在铁氧体中并作为整体结构，可靠性高。 （2）磁路闭合，磁通量泄漏很少，不干扰周围的元器件，也不）磁路闭合，磁通量泄漏很少，不干扰周围的元器件，也不易受邻近元器件的干扰，适宜高密度安装。易受邻近元器件的干扰，适宜高密度安装。 （3）无引线，可做到薄型、小型化。但电感量和）无引线，可做到薄型、小型化。但电感量和Q值较低。多层值较低。多层型片式电感器广泛应用在型片式电感器广泛应用在VTR、TV、音响、汽车电子、通信、混合、音响、汽车电子、通信、混合电路中。电路中。2.5 SMT分立器器件 SMD分立器件包括各种分立半导体器件，有二极管、晶体管、场效应管，分立器件包括各种分立半导体器件，有二极管、晶体管、场效应管，也有由也有由2、3只晶体管、二极管组成的简单复合电路。典型只晶体管、二极管组成的简单复合电路。典型SMD分立器件的外形分立器件的外形如图如图2-20所示，电极引脚数为所示，电极引脚数为26个。个。 二极管类器件一般采用二极管类器件一般采用2端或端或3端端SMD封装，小功率晶体管类器件一般采用封装，小功率晶体管类器件一般采用3端或端或4端端SMD封装，封装，46端端SMD器件内大多封装了器件内大多封装了2只晶体管或场效应管。只晶体管或场效应管。2.5.1 SMD二极管SMD二极管有无引线柱形玻璃封装和片状塑料封装两种。二极管有无引线柱形玻璃封装和片状塑料封装两种。 1.无引线柱形玻璃封装二极管无引线柱形玻璃封装二极管 无引线柱形玻璃封装二极管是将管芯封装在细玻璃管内，两端以金无引线柱形玻璃封装二极管是将管芯封装在细玻璃管内，两端以金属帽为电极。常见的有稳压、开关和通用二极管，功耗一般为属帽为电极。常见的有稳压、开关和通用二极管，功耗一般为0.51 W。外形尺寸有。外形尺寸有1.5mm3.5mm和和2.7mm5.2mm两种。两种。 2.矩形片式塑料封装二极管矩形片式塑料封装二极管 （1）塑料封装二极管一般做成矩形片状，额定电流）塑料封装二极管一般做成矩形片状，额定电流150 mA1 A，耐压耐压50400 V，单管封装外形尺寸为，单管封装外形尺寸为3.8mm1.5mm1.1mm。图图2-21 SMD二极管二极管a)无引线柱形玻璃封装二极管无引线柱形玻璃封装二极管 b) 矩形片式塑料封装二极管矩形片式塑料封装二极管 （2）片式塑封复合二极管。所谓复合二极管是指在一个封装内，包含有）片式塑封复合二极管。所谓复合二极管是指在一个封装内，包含有2个以上的二极管，以满足不同的电路工作要求。复合二极管不仅可以减小个以上的二极管，以满足不同的电路工作要求。复合二极管不仅可以减小元器件的数量和体积，更重要是能保证同一个封装内二极管参数的一致性。元器件的数量和体积，更重要是能保证同一个封装内二极管参数的一致性。复合二极管的组合形式有共阴极式、共阳极式、串联式和独立式等类型，如复合二极管的组合形式有共阴极式、共阳极式、串联式和独立式等类型，如图图2-22所示。复合二极管的常见封装形式有；所示。复合二极管的常见封装形式有；SOT23、SC70、 EM3、SOT89等。等。 （3）片式发光二极管。片式）片式发光二极管。片式LED是一种新型表面贴装式半导体发光器件，是一种新型表面贴装式半导体发光器件，具有体积小、散射角大、发光均匀性好、可靠性高等优点，发光颜色包括白具有体积小、散射角大、发光均匀性好、可靠性高等优点，发光颜色包括白光在内的各种颜色，因此被广泛应用在各种电子产品上。光在内的各种颜色，因此被广泛应用在各种电子产品上。 2.5.2 SMD晶体管 晶体管（三极管）采用带有翼形短引线的塑料封装，即晶体管（三极管）采用带有翼形短引线的塑料封装，即SOT封装。可分封装。可分为为SOT-23、SOT-89、SOT-l43、SOT-252几种尺寸结构，产品有小功率管、几种尺寸结构，产品有小功率管、大功率管、场效应管和高频管几个系列；其中大功率管、场效应管和高频管几个系列；其中SOT-23是通用的是通用的SMT晶体管，晶体管，SOT-23有有3条翼形引脚。条翼形引脚。 SOT-89适用于较高功率的场合，它的适用于较高功率的场合，它的e、b、c三个电极是从管子的同一三个电极是从管子的同一侧引出，管子底面有金属散热片与集电极相连，晶体管芯片粘接在较大的铜侧引出，管子底面有金属散热片与集电极相连，晶体管芯片粘接在较大的铜片上，以利于散热。片上，以利于散热。 SOT-l43有有4条翼形短引脚，对称分布在长边的两侧，引脚中宽度偏大一条翼形短引脚，对称分布在长边的两侧，引脚中宽度偏大一点的是集电极，这类封装常见双栅场效应管及高频晶体管。点的是集电极，这类封装常见双栅场效应管及高频晶体管。小功率管额定功率为小功率管额定功率为100300 mW，电流为，电流为10700 mA。SOT-23封装晶体管外形与结构封装晶体管外形与结构a)SOT-23 b) SOT-89 c)SOT-l43 d) SOT-2522.6 SMT集成电路2.6.1 SMD封装综述封装综述 所谓集成电路的封装，是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅所谓集成电路的封装，是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，而且还是沟通芯起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，而且还是沟通芯片内部与外部电路的桥梁片内部与外部电路的桥梁芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印制电路板上的导线与其他元器件建立连接。这些引脚又通过印制电路板上的导线与其他元器件建立连接。 1.电极形式电极形式 SMT集成电路的集成电路的I/O电极有两种形式：无引脚和有引脚。无引脚形式有电极有两种形式：无引脚和有引脚。无引脚形式有LCCC、PQFN等，这类器件贴装后，芯片底面上的电极焊端与印制电路板等，这类器件贴装后，芯片底面上的电极焊端与印制电路板上的焊盘直接连接，可靠性较高。有引脚器件贴装后的可靠性与引脚的形状上的焊盘直接连接，可靠性较高。有引脚器件贴装后的可靠性与引脚的形状有关，所以，引脚的形状比较重要。占主导地位的引脚形状有翼形、钩形有关，所以，引脚的形状比较重要。占主导地位的引脚形状有翼形、钩形（J形）和球形三种。翼形引脚用于形）和球形三种。翼形引脚用于SOTSOPQFP封装，钩形（封装，钩形（J形）引形）引脚用于脚用于SOJPLCC封装，球形引脚用于封装，球形引脚用于BGACSPFlip Chip封装。封装。 翼形引脚的主要特点是：符合引脚薄而窄以及小间距的发展趋势，特点翼形引脚的主要特点是：符合引脚薄而窄以及小间距的发展趋势，特点是焊接容易，可采用包括热阻焊在内的各种焊接工艺来进行焊接，工艺检测是焊接容易，可采用包括热阻焊在内的各种焊接工艺来进行焊接，工艺检测方便，但占用面积较大，在运输和装卸过程中容易损坏引脚。方便，但占用面积较大，在运输和装卸过程中容易损坏引脚。 钩形引脚的主要特点是：引线呈钩形引脚的主要特点是：引线呈“J”形，空间利用率比翼形引脚高，它形，空间利用率比翼形引脚高，它可以用除热阻焊外的大部分回流焊进行焊接，比翼形引脚坚固。由于引脚具可以用除热阻焊外的大部分回流焊进行焊接，比翼形引脚坚固。由于引脚具有一定的弹性，可缓解安装和焊接的应力，防止焊点断裂。有一定的弹性，可缓解安装和焊接的应力，防止焊点断裂。 2.封装材料封装材料 按芯片的封装材料分有金属封装，陶瓷封装，金属按芯片的封装材料分有金属封装，陶瓷封装，金属陶瓷封装，塑料封陶瓷封装，塑料封装。装。 （1）金属封装）金属封装:金属材料可以冲压，因此有封装精度高，尺寸严格，便于金属材料可以冲压，因此有封装精度高，尺寸严格，便于大量生产，价格低廉等优点。大量生产，价格低廉等优点。 （2）陶瓷封装）陶瓷封装:陶瓷材料的电气性能优良，适用于高密度封装。陶瓷材料的电气性能优良，适用于高密度封装。 （3）金属）金属陶瓷封装陶瓷封装:兼有金属封装和陶瓷封装的优点。兼有金属封装和陶瓷封装的优点。 （4）塑料封装）塑料封装:塑料的可塑性强，成本低廉，工艺简单，适合大批量生产。塑料的可塑性强，成本低廉，工艺简单，适合大批量生产。 3.芯片的装载方式芯片的装载方式 裸芯片在装载时，它的有电极的一面可以朝上也可以朝下，因此裸芯片在装载时，它的有电极的一面可以朝上也可以朝下，因此,芯片就芯片就有正装片和倒装片之分，布线面朝上为正装片，反之为倒装片。有正装片和倒装片之分，布线面朝上为正装片，反之为倒装片。另外，裸芯片在装载时另外，裸芯片在装载时,它们的电气连接方式亦有所不同它们的电气连接方式亦有所不同,有的采用有引线键有的采用有引线键合方式合方式,有的则采用无引线键合方式。有的则采用无引线键合方式。 4.芯片的基板类型芯片的基板类型 基板的作用是搭载和固定裸芯片，同时兼有绝缘、导热、隔离及保护作基板的作用是搭载和固定裸芯片，同时兼有绝缘、导热、隔离及保护作用，它是芯片内外电路连接的桥梁。从材料上看，基板有有机和无机之分，用，它是芯片内外电路连接的桥梁。从材料上看，基板有有机和无机之分，从结构上看，基板有单层的、双层的、多层的和复合的。从结构上看，基板有单层的、双层的、多层的和复合的。 5.封装比封装比 评价集成电路封装技术的优劣，一个重要指标是封装比评价集成电路封装技术的优劣，一个重要指标是封装比 封装比封装比=芯片面积芯片面积/封装面积封装面积 这个比值越接近这个比值越接近1越好。在如图越好。在如图2-26所示的集成电路封装示意图里，芯片所示的集成电路封装示意图里，芯片面积一般很小，而封装面积则受到引脚间距的限制，难以进一步缩小。面积一般很小，而封装面积则受到引脚间距的限制，难以进一步缩小。 集成电路的封装技术已经历经了好几代变迁，从集成电路的封装技术已经历经了好几代变迁，从DIP、QFP、PGA、BGA到到CSP再到再到MCM，芯片的封装比越来越接近，芯片的封装比越来越接近1，引脚数目增多，引脚间，引脚数目增多，引脚间距减小，芯片重量减轻，功耗降低，技术指标、工作频率、耐温性能、可靠距减小，芯片重量减轻，功耗降低，技术指标、工作频率、耐温性能、可靠性和适用性都取得了巨大的进步。性和适用性都取得了巨大的进步。2.6.2 SMT集成电路的封装形式 1.SO封装封装 引线比较少的小规模集成电路大多采用这种小型封装。引线比较少的小规模集成电路大多采用这种小型封装。SO封装又分为几封装又分为几种，芯片宽度小于种，芯片宽度小于0.15 in，电极引脚数目比较少的，电极引脚数目比较少的(一般在一般在840脚之间脚之间)，叫，叫做做SOP封装；宽度在封装；宽度在0.25 in以上，电极引脚数目在以上