SMT是电子业界一门新兴的工业技术,它的兴起及迅猛发展是电子组装业的一次革命,被誉为电子业的”明日之星”,它使电子组装变得越来越快速和简单,随之而来的是各种电子产品更新换代越来越快,集成度越来越高,价格越来越便宜。为IT(Information Technology)产业的飞速发展作出了巨大贡献。
SMT零件: SMT所涉及的零件种类繁多,样式各异,有许多已经形成了业界通用的标准,这主要是一些芯片电容电阻等等;有许多仍在经历着不断的变化,尤其是IC类零件,其封装形式的变化层出不穷,令人目不暇接,传统的引脚封装正在经受着新一代封装形式(BGA、FLIP CHIP等等)的冲击,在本章里将分标准零件与IC类零件详细阐述。
标准零件
标准零件是在SMT发展过程中逐步形成的,主要是针对用量比较大的零件,本节只讲述常见的标准零件。目前主要有以下几种:电阻(R)、排阻(RA或RN)、电感(L)、陶瓷电容(C)、排容(CP)、钽质电容(C)、二极管(D)、晶体管(Q)【括号内为PCB(印刷电路板)上之零件代码】,在PCB上可根据代码来判定其零件类型,一般说来,零件代码与实际装着的零件是相对应的。
一、 零件规格:
(a)、零件规格即零件的外形尺寸,SMT发展至今,业界为方便作业,已经形成了一个标准零件系列,各家零件供货商皆是按这一标准制造。
标准零件之尺寸规格有英制与公制两种表示方法,如下表
公制表示法 1206 0805 0603 0402
英制表示法 3216 2125 1608 1005
含义 L:1.2inch(3.2mm)W:0.6inch(1.6mm)
L:0.8inch(2.0mm)W:0.5inch(1.25mm)
L:0.6inch(1.6mm)W:0.3inch(0.8mm)
L:0.4inch(1.0mm)W:0.2inch(0.5mm)
注:a、L(Length):长度; W(Width):宽度; inch:英寸
b、1inch=25.4mm
(b)、在(1)中未提及零件的厚度,在这一点上因零件不同而有所差异,在生产时应以实际量测为准。
(c)、以上所讲的主要是针对电子产品中用量最大的电阻(排阻)和电容(排容),其它如电感、二极管、晶体管等等因用量较小,且形状也多种多样,在此不作讨论。
(d)、SMT发展至今,随着电子产品集成度的不断提高,标准零件逐步向微型化发展,如今最小的标准零件已经到了0201。
二、常用元件封装
1) 电阻:
最为常见的有0805、0603两类,不同的是,它可以以排阻的身份出现,四位、八位都有,具体封装样式可参照MD16仿真版,也可以到设计所内部PCB库查询。
注:
A\B\C\D四类型的封装形式则为其具体尺寸,标注形式为L X S X H
1210具体尺寸与电解电容B类3528类型相同
0805具体尺寸:2.0 X 1.25 X 0.5(公制表示法)
1206具体尺寸:3.0 X 1.5 0X 0.5(公制表示法)
2) 电阻的命名方法
1、5%精度的命名: RS – 05 K 102 JT
2、1%精度的命名:RS – 05 K 1002 FT
R -表示电阻
S -表示功率
0201是1/20W
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1210、
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Ω,102=1000Ω=1KΩ。
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Ω,1002=10000Ω=10KΩ。
J -表示精度为5%、
F-表示精度为1%。
T -表示编带包装
3) 电容:
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;
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,根据其耐压不同,贴片电容又可分为A、B、C、D四个系列,具体分类如下:
类型 封装形式 耐压
A 3216 10V
B 3528 16V
C 6032 25V
D 7343 35V
贴片钽电容的封装是分为
A型(3216),
B型(3528),
C型(6032),
D型(7343),
E型(7845)。有斜角的是表示正极,
4)钽质电容(Tantalum)
钽质电容已经越来越多应用于各种电子产品上,属于比较贵重的零件,发展至今,也有了一个标准尺寸系列,用英文字母Y、A、X、B、C、D来代表。
其对应关系如下表
型号 Y A X B C D
规格L(mm) 3.2 3.8 3.5 4.7 6.0 7.3
W (mm) 1.6 1.9 2.8 2.6 3.2 4.3
T (mm)1.6 1.6 1.9 2.1 2.5 2.8
贴片钽电容规格
电容电阻外形尺寸与封装的对应关系是:(mm)
0402=1.0x0.5
0603=1.6x0.8
0805=2.0x1.2
1206=3.2x1.6
1210=3.2x2.5
1812=4.5x3.2
2225=5.6x6.5
注意:电容值相同但规格型号不同的钽质电容不可代用。
如:10UF/16V”B”型与10UF/16V”C”型不可相互代用。
1.电阻电容的封装形式如何选择,有没有什么原则?比如,同样是104的电容有0603、0805的封装,同样是10uF电容有3216,0805,3528等封装形式,选择哪种封装形式比较合适呢?
我看到的电路里常用电阻电容封装:
电容:
0.01uF可能的封装有0603、0805
10uF的封装有3216、3528、0805
100uF的有7343
320pF封装:0603或0805
电阻:
4.7K、10k、330、33既有0603又有0805封装。
电容本身的大小与封装形式无关,封装与标称功率有关。它的长和宽一般是用毫米表示的。但是型号是采用的英寸的表示方法。
选择合适的封装第一要看你的PCB空间,是不是可以放下这个器件。一般来说,封装大的器件会比较便宜,小封装的器件因为加工进度要高一点,有可能会贵一点,然后封装大的电容耐压值会比封装小的同容量电容耐压值高,这些都是要根据你实际的需要来选择的,另外,小封装的元器件对贴装要求会高一点,比如 SMT机器的精度。如手机里面的电路板,因为空间有限,工作电压低,就可以选用0402的电阻和电容,而大容量的钽电容就多为3216等等大的封装
二极管:
根据所承受电流的的限度,封装形式大致分为两类,
小电流型(如1N4148)封装为1206,
大电流型(如IN4007)暂没有具体封装形式,只能给出具体尺寸:5.5 X 3 X 0.5
发光二极管:颜色有红、黄、绿、蓝之分,亮度分普亮、高亮、超亮三个等级,
常用的封装形式有三类: 0805、1206、1210
三、IC类零件
IC为Integrated Circuit(集成电路块)之英文缩写,业界一般以IC的封装形式来划分其类型,传统IC有SOP、SOJ、QFP、PLCC等等,现在比较新型的IC有BGA、CSP、FLIP CHIP等等,这些零件类型因其PIN (零件脚)的多寡大小以及PIN与PIN之间的间距不一样,而呈现出各种各样的形状,在本节我们将讲述每种IC的外形及常用称谓等。
1、基本IC类型
(1)、SOP(Small outline Package):零件两面有脚,脚向外张开(一般称为鸥翼型引脚).
(2)、SOJ(Small outline J-lead Package):零件两面有脚,脚向零件底部弯曲(J型引脚)。
(3)、QFP(Quad Flat Package):零件四边有脚,零件脚向外张开。
(4)、PLCC(Plastic Leadless Chip Carrier):零件四边有脚,零件脚向零件底部弯曲。
(5)、BGA(Ball Grid Array):零件表面无脚,其脚成球状矩阵排列于零件底部。
(6)、CSP(CHIP SCAL PACKAGE):零件尺寸包装。
2、IC称谓
在业界对IC的称呼一般采用“类型+PIN脚数”的格式,如:SOP14PIN、SOP16PIN、SOJ20PIN、QFP100PIN、PLCC44PIN等等。
四、零件极性识别
在SMT零件中,可分为有极性零件与无极性零件两大类。
无极性零件:电阻、电容、排阻、排容、电感
有极性零件:二极管、钽质电容、IC
其中无极性零件在生产中不需进行极性的识别,在此不赘述;但有极性零件之极性对产品有致命的影响,故下面将对有极性零件进行详尽的描述。
1、二极管(D):在实际生产中二极管又有很多种类别和形态,常见的有Glass tube diode 、Green LED、Cylinder Diode等几种。
(1)、Glass tube diode:红色玻璃管一端为正极(黑色一端为负极)
(2)、Green LED:一般在零件表面用一黑点或在零件背面用一正三角形作记号,零件表面黑点一端为正极(有黑色一端为负极);若在背面作标示,则正三角形所指方向为负极。
(3)、Cylinder Diode:有白色横线一端为负极.
2、钽质电容:零件表面标有白色横线一端为正极。
3、IC:
IC类零件一般是在零件面的一个角标注一个向下凹的小圆点,或在一端标示一小缺口来表示其极性。
附录
贴片电容的种类和特点
单片陶瓷电容器(通称贴片电容)是目前用量比较大的常用元件,就AVX公司生产的贴片电容来讲有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的规格,不同的规格有不同的用途。下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性能和应用以及采购中应注意的订货事项以引起大家的注意。不同的公司对于上述不同性能的电容器可能有不同的命名方法,这里我们引用的是AVX公司的命名方法,其他公司的产品请参照该公司的产品手册。
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。
一 NPO电容器
NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。
NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃,电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%,相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%。NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同,大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。
封 装 DC=50V DC=100V
0805 0.5---1000pF 0.5---820pF
1206 0.5---1200pF 0.5---1800pF
1210 560---5600pF 560---2700pF
2225 1000pF---0.033μF 1000pF---0.018μF
NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容。
二 X7R电容器
X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%,需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。
X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的,它也随时间的变化而变化,大约每10年变化1%ΔC,表现为10年变化了约5%。
X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用,而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。下表给出了X7R电容器可选取的容量范围。
封 装 DC=50V DC=100V
0805 330pF---0.056μF 330pF---0.012μF
1206 1000pF---0.15μF 1000pF---0.047μF
1210 1000pF---0.22μF 1000pF---0.1μF
2225 0.01μF---1μF 0.01μF---0.56μF
三 Z5U电容器
Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是使用温度范围,对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较大,它的老化率最大可达每10年下降5%。
尽管它的容量不稳定,由于它具有小体积、等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)低、良好的频率响应,使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的应用中。下表给出了Z5U电容器的取值范围。
封 装 DC=25V DC=50V
0805 0.01μF---0.12μF 0.01μF---0.1μF
1206 0.01μF---0.33μF 0.01μF---0.27μF
1210 0.01μF---0.68μF 0.01μF---0.47μF
2225 0.01μF---1μF 0.01μF---1μF
Z5U电容器的其他技术指标如下:
工作温度范围 +10℃ --- +85℃
温度特性 +22% ---- -56%
介质损耗 最大 4%
四 Y5V电容器
Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器,在-30℃到85℃范围内其容量变化可达+22%到-82%。
Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器。
Y5V电容器的取值范围如下表所示
封 装 DC=25V DC=50V
0805 0.01μF---0.39μF 0.01μF---0.1μF
1206 0.01μF---1μF 0.01μF---0.33μF
1210 0.1μF---1.5μF 0.01μF---0.47μF
2225 0.68μF---2.2μF 0.68μF---1.5μF
Y5V电容器的其他技术指标如下:
工作温度范围 -30℃ --- +85℃
温度特性 +22% ---- -82%
介质损耗 最大 5%
注:第一次编辑这东西,不知道怎么把图片弄上去!
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