SMT制造工艺实训教程
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1.5 实训1 SMT元器件识别

1.实训目的及要求

1)熟悉SMT元器件的型号及参数。

2)掌握如何使用测试工具对元器件的技术参数进行测试。

2.实训器材

1)表笔特制的数字万用表 1块。

2)焊接有SMT元器件的电路板 1块。

3)带台灯的放大镜 1个。

4)SMT元器件 若干。

5)游标卡尺 一套。

3.相关知识点

(1)表面安装电阻器

1)矩形片式电阻器,由于制造工艺不同有厚膜型(RN型)和薄膜型(RK型)两种类型。

厚膜型(RN型)电阻器是在扁平的高纯度三氧化二铝(AI2O3)基板上印一层二氧化钌基浆料,烧结后经光刻而成。

薄膜型(RK型)电阻器是在基体上喷射一层镍铬合金而成。精度高、电阻温度系数小、稳定性好,但阻值范围比较窄,适用于精密和高频领域,在电路中应用得最广泛。

a)常见外形尺寸——片式电阻、电容常以它们的外形尺寸的长宽命名,以标志它们的大小,以in(lin=254mm)及SI制(mm)为单位。如外形尺寸为0.12in×0.06in,记为1206;SI制记为3.2mm×1.6mm。片式电阻器外形尺寸如表1-2所示。

表1-2 片式电阻器外形尺寸

b)片式电阻器的精度——根据IEC3标准“电阻器和电容器的优选值及其公差”的规定,电阻值允许偏差为±10%,称为E12系列;电阻值允许偏差为±5%,称为E24系列;电阻值允许偏差为±1%,称为E96系列。

c)片式电阻器的功率——功率大小与外形尺寸对应关系如表1-3所示。

表1-3 片式电阻器的功率

2)圆柱形贴装电阻器,也称为金属电极无端子端面元件(MELF),主要有碳膜ERD型、高性能金属膜ERO型及跨接用的0Ω型电阻三种。

它与片式电阻相比,具有无方向性和正反面性、包装使用方便、装配密度高、较高的抗弯能力、噪声电平和三次谐波失真都比较低等许多特点,常用于高档音响电器产品中。

a)圆柱形贴装电阻器的结构——它在高铝陶瓷基体上覆上金属膜或碳膜,两端压上金属帽电极,采用刻螺纹槽的方法调整电阻值,表面涂上耐热漆密封,最后根据电阻值涂上色码标志。

b)圆柱形贴装电阻器的性能指标——圆柱形贴装电阻器的主要技术特征和额定值如表1-4所示。

表1-4 圆柱形贴装电阻器的主要技术特征和额定值

(2)表面安装电容器

1)多层片状瓷介电容器(MLC),在实际应用中的MLC大约占80%,通常是无引线矩形三层结构。由于电容的端电极、金属电极、介质三者的热膨胀系数不同,因此在焊接过程中升温速率不能过快,否则易造成片式电容的损坏。

a)多层片状瓷介电容器的性能——根据用途分为I类陶瓷(国内型号为CC41)和II类陶瓷(国内型号为CT4)两种。

I类是温度补偿型电容器,其特点是低损耗、电容量稳定性高,适用于谐振回路、耦合回路和需要补偿温度效应的电路。II类是高介电常数类电容器,其特点是体积小、容量大,适用于旁路、滤波或在对损耗、容量稳定性要求不太高的鉴频电路中。

b)多层片状瓷介电容器的外形尺寸——片状电容器的外形尺寸如表1-5所示。

表1-5 片状电容器的外形尺寸

2)片式钽电解电容器,容量一般在0.1~470μF,外形多呈现矩形结构。由于其电解质响应速度快,因此在需要高速运算处理的大规模集成电路中应用广泛。有裸片型、模塑封装型和端帽型等三种不同类型。其极性的标注方法是:在基体的一端用深色标志线做正极。

3)片式铝电解电容器,容量一般在0.1~220μF,主要应用于各种消费类电子产品中,价格低廉。按外形和封装材料的不同,可分为矩形铝电解电容器(树脂封装)和圆柱形电解电容器(金属封装)两类。在基体上同样用深色标志线做负极来标注其极性,容量及耐压也在基体上加以标注。

(3)表面安装电感器

片式电感器的种类较多,按形状可分为矩形和圆柱形;按磁路可分为开路形和闭路形;按电感量可分为固定型和可调型;按结构的制造工艺可分为绕线型、多层型和卷绕型。同插装式电感器一样,在电路中起扼流、退耦、滤波、调谐、延迟和补偿等作用。

1)片式电感器的性能——绕线型电感器的电感量范围宽、Q值高、工艺简单,因此在片式电感器中使用最多,但体积较大、耐热性较差。

2)片式电感器的外形尺寸——绕线型片式电感器的品种很多,尺寸各异。国外某些公司生产的绕线型片式电感器的型号、尺寸及主要的性能参数如表1-6所示。

表1-6 片式电感器外形尺寸与主要性能

4.实训内容及步骤

(1)SMT元器件的直观识别

1)准备一块有大量SMT元器件的电路整机板。

2)对各类SMC/SMD的标称阻值、允许偏差、额定功率、标注方式、种类以及引脚顺序等进行识别并做好记录。

(2)片式电阻器的参数标注方法及识别

1)识别采用文字符号法和数码法标注的片式电阻器。

文字符号法用于欧姆级的电阻值。比如,4R7→为4.7Ω。

数码法用于千欧级以上的电阻值,有用三个数字表示的,也有用四个数字表示的。

三数字数码法中只有两位是有效数字。比如,R47→为0.47Ω;821→为820Ω;475→为4.7MΩ;000→为跨接线。

四数字数码法中有三位是有效数字。比如,4R70→为4.7Ω;8200→为820Ω;4704→为4.7MΩ;0000→为跨接线。

2)识别在料盘上采用字母加数字表示的电阻器。

比如,RC05K103JT→RC为产品代号,表示片状电阻器[05表型号,02(0402)、03(0603)、05(0805)、06(1206)];K表示电阻器的温度系数(±250);103表示电阻值(10kΩ);J表示允许偏差(±5%);T表示编带包装(B表塑料盒散包装)。

(3)片状电容器的参数标注方法及识别

1)识别采用直标法或数码法或单独使用某种颜色等方法来标注参数的片状电容器。

2)识别英文字母加数字的片状电容器。片式电容器容值系数如表1-7所示。

表1-7 片式电容器容值系数

(4)片状电感器的标注方法及识别

由于片状电感器是由线径极细的导线绕制而成的,故在电路板上是容易识别的,其各参数的标注在料盘上极为详细。

比如,“HDW2012UCR10KGT”片状电感器。其中的HDW→表示产品代码;2012→表示规格尺寸;UC→表示芯子类型(UC—陶瓷芯、UF—铁氧体芯);R10→表示电感量(R10—0.lμH、2N2—2.2nH、033—0.033μH);K→表示公差(J—5%、K—10%、M—20%);G→表示端头(G—金端头、S—锡端头);T→表示包装方法(B—散包装、T—编带包装)。

(5)片状二、晶体管的极性识别

1)片状二极管的极性标识同传统二极管一样,在一端采用某种颜色来标记正负极性。一般情况,有颜色的一端就是负极。当然,也可以通过万用表电阻档来进行测量。但要注意的是,片状二极管的封装也有以片状晶体管形式出现的,实为双二极管。

2)片状晶体管的极性标识一般是这样的:将器件有字模的一面面对自己,有一只引脚的一端朝上或有两只引脚的一端朝下,上端(只有一只引脚的一端)为集电极(C),下左端为基极(B),下右端为发射极(E)。当然,也可以通过查阅手册或万用表来测量。

(6)片状集成电路的引脚识别

1)首先要在芯片上找到标志孔。

2)然后将芯片有字模一面按书写方向面对自己。

3)从标志孔处开始按从左到右和逆时针方向进行计数。集成电路的引脚识别如图1-24所示。

图1-24 集成电路的引脚识别

5.实训结果及数据

1)教师选取各种SMT元器件,学生进行直观识别并填写各项性能参数。测试SMT元器件的外形尺寸和引脚尺寸参数。

2)学生用万用表对先前的元器件进行电阻测试;极性测试和电压特性测试,以验证先前对元器件的电参数识别正确与否。

6.考核标准见表1-8

表1-8 考核标准