2.1 表面组装元器件的特点与分类
2.1.1 表面组装元器件的特点
微型电子产品的广泛使用促进了SMC和SMD向微型化发展。同时,一些机电元件,如开关、继电器、滤波器、延迟线、热敏和压敏电阻,也都实现了片式化。表面组装元器件有以下几个显著的特点。
(1)在SMT元器件的电极上,有些焊端完全没有引线,有些只有非常小的引线;相邻电极之间的间距比传统的双列直插式集成电路的引线间距(2.54mm)小很多,IC的引脚中心距已由1.27mm减小到0.3mm;在集成度相同的情况下,SMT元器件的体积比传统的元器件小很多,片式电阻电容已经由早期的3.2mm×1.6mm缩小到0.6mm×0.3mm;且随着裸芯片技术的发展,BGA和CSP类高引脚数器件已广泛应用到生产中。
(2)SMT元器件直接贴装在印制电路板表面,将电极焊接在元器件同一面的焊盘上。这样,印制板上的通孔的周围没有焊盘,使印制电路板的布线密度大大提高。
(3)表面组装不仅影响电路板上所占面积,而且也影响器件和组件的电学特性。无引线或短引线,减少了寄生电容和寄生电感,从而改善了高频特性,有利于提高使用频率和电路速度。
(4)形状简单、结构牢固,紧贴在印制电路板表面上,提高了可靠性和抗震性;组装时没有引线打弯、剪线,在制造印制板时,减少了插装元器件的通孔;尺寸和形状标准化,能够采取自动贴片机进行自动贴装,效率高,可靠性高,便于大批量生产,而且综合成本较低。(5)从传统的意义上来讲,表面组装元器件没有引脚或具有短引脚,与插装元器件相比,可焊性检测方法和要求是不同的,整个表面组件承受的温度较高,但表面组装引脚或端点,与DIP引脚相比,在焊接时承受的温度较低。
当然,表面组装元器件也存在着不足之处。例如,密封芯片载体很贵,一般用于高可靠性产品,它要求与基板的热膨胀系数匹配,即使这样,焊点仍然容易在热循环过程中失效;由于元件都紧紧贴在基板表面上,元器件与PCB表面非常贴近,基板上的空隙就相当小,给清洗造成困难,要达到清洁的目的,必须要有非常良好的工艺控制;元器件体积小,电阻电容一般不设标记,一旦弄乱就不容易搞清楚;元器件与PCB之间热膨胀系数存在差异,在SMT产品中必须注意到此类问题。
2.1.2 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。这里所说的片状结构是个广义的概念,从结构形状上说,包括薄片矩形、圆柱形、扁平形等。表面组装元器件同传统元器件一样,也可以从功能上分类为无源器件、有源器件和机电器件三类,如表2-1所示。
表2-1 表面组装元器件按功能分类