电子元器件基础 贵州电子信息职业技术学院 谢忠福

项目9：贴片元器件 （建议学时：4学时）   本项目将介绍常用贴片元器件中的贴片电阻器、贴片电容器、贴片电感器、贴片晶体管和片式集成电路的型号、参数、特点以及贴片元器件的使用要点。 能力目标 了解贴片元器件的特点 掌握贴片元器件的种类 实训常用贴片元件 掌握表面安装技术 掌握贴片元器件的手工焊接 任务9-1 贴片元器件 任务描述 本任务主要学习贴片晶体管，贴片元器件的种类，矩形贴片电阻器，贴片电容器，贴片矩形电感器，贴片元器件的特点等内容。

9.1 贴片元器件的特点 贴片元器件（SMC 和SMD ）又称为片式元器件，是无引线或短引线的新型微小型元器件。具有如下优点： （1）尺寸小、重量轻、灵敏度高、性能好、安装密度高。体积和重量仅为通孔元器件的60％。 （2）可靠性高。抗振性好、引线短、形状简单、贴焊牢固、可抗振动和冲击。 （3）高频特性好。减少了引线分布特性影响，降低了寄生电容和电感，增强了抗电磁干扰和射频干扰能力。 （4）易于实现自动化。组装时无需在印制板上钻孔，无剪线、打弯等工序，降低了成本，易于大规模生产。 贴片元器件除以上特点外，还具有低功耗、高精度、多功能、组件化、模块化等特点。

9.2 贴片元器件的种类 贴片元器件按其形状可分为三类：（a）矩形，（b）圆柱形，（c）、（d）异形（翼形、钩形等），如图9.2.1 所示 。按功能可分为无源元件、有源器件和机电元件三类。如表9.2.1所示 （a）矩形 （b）圆柱形 （c）、（d）为异形（翼形、钩形等） 图9.1.1 贴片元器件形状

9.2.1 贴片电阻器 1．矩形贴片电阻器 贴片电阻元件具有体积小,重量轻,安装密度高,抗震性强,抗干扰能力强,高频特性好等优点, 广泛应用于计算机、手机、电子辞典、医疗电子产品、摄录机、电子电度表及VCD机等。 9.1.2 贴片电阻器外形 矩形贴片电阻器有厚膜贴片电阻器和薄膜片式电阻器两种类型，外形如图 9.2.2所示。目前常用的是厚膜片式电阻器。片式电阻器的命名，目前尚无统一规则，常见的主要命名方法示例如下：

常见的主要命名方法示例如下： 国内 RI11型片式电阻器系列： RIll 0.25w 100Ω 5% 代号 功率 阻值 允许偏差 美国电子工业协会（ EIA ）系列： RC3216 K 103 F 代号 功率 阻值 允许误差 EIA 标识中，代号中的字母表示矩形片式电阻器，4位数字给出电阻器的长度和宽度。如3216表示3.2mm ×1.6mm。矩形片式电阻器厚度较薄，一般为 0.5 ～ 0.6mm。 阻值标称法 主要表示有数字缩位标称法和E96数字代码与字母混合标称法两种。

（1）数字缩位标称法(一般矩形片状电阻采用这种方法) 用三位数字来标明其阻值。它的第一位和第二位为有数字，第三位表示在有效数字后面所加“0”的个数，这一位不会出现字母。允许误差字母的含义完全与普通电阻器相同：D 为±0.5% , F 为±1 % , G 为±2 % , J 为±5 % , K 为±10 ％。 （2）E96数字代码与字母混合标称法 E96数字代码与字母混合标称法是一种用数字代码与字母混合的标称法，即“两位数字加一位字母”，其中两位数字表示的是E96系列电阻代码，其中代码（n）与电阻（R）之间有如下关系： R =（1.024275）n-1×100，由上式可以推算出： 当n=1时，R＝100 n=2时，R＝102 n=3时，R＝105 ……………………… n=96时，R＝976

第三位字母代码表示的倍率如下：A=100 B=101 C=102 D=103 E=104 F=105 G=106 H=107 X=10-1 Y=10-2 Z=10-3 2．圆柱形贴片电阻器 圆柱形贴片电阻器也叫晶圆电阻，外形如图 9.2.1 (b）所示。主要有碳膜和金属膜二大类。无引线电阻，超高精密，超低温度，散热性好，体积小是这种电阻的最大优点，可以替代传统的插件电阻，在工作环境恶劣的情况下使用这种电阻，可以起到良好的作用。 额定功耗有 1/10W ，1/8W ，1/4W 三种，对应的外形尺寸分别为φ1.0×2.0（直径为 1.0mm，长 2.0mm，下同），φ1.5×3.5mm和φ2.2×5.9mm，体积大的功耗也大。其标识采用色环法，一般采用四色环表示其阻值和误差，读数方法和插件式固定电阻器相同，其中0Ω电阻无色环标志。

3．贴片电位器 贴片式电位器也称片状电位器，是一种无手动旋转轴的超小型直线式电位器，调节时需使用螺钉旋具等工具。分为为单圈贴片电位器和多圈贴片电位器（属精密电位器，有立式与卧式两种结构）。 片式电位器主要采用玻璃轴作为电阻体材料，其特点是高频特性好，使用频率可超过11MHz，阻值范围宽，可达100Ω～ 2MΩ ，最大电流为100mA。 9.2.2 贴片电容器 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，其在电路中的功能及相关特性与插件电容器相同。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。

图9.1.3 贴片电容器的外形

1．矩形贴片陶瓷电容器 （1）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。 （2）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。 （3）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。 （4）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%。

贴片电容器命名方法有多种，常见的主要命名方法示例如下： 国内矩形贴片电容器 ： CC3216 CH 151 K 101 WT 代号 温度特性 容量 误差 耐压 包装 美国 Predsidio公司系列： CC1206 NPO 151 J ZT 代号 温度特性 容量 误差 耐压 容量的表示法也与片式电阻器相似，也采用文字符号法，前两位表示有效数字，第三位表示有效数字后零的个数，单位为 PF 。 允许误差部分字母的含义是： C为±0.25 % , D为±0.5% , F为±1% , J 为±5% , K 为±10% , M 为±20% , I 为－20％～+ 80 ％。 电容耐压有低压和中高压两种：低压为 20OV 以下，一般分 50V 和100V 两挡；中高压一般有 200，300，500，1000V。另外，贴片矩形电容器无极性标志，贴装时无方向性。

2．贴片电解电容器 最早贴片式的电容器是陶瓷电容器和钽电解电容器。钽电解电容器体积小，价格贵，响应速度快，适合在需要高速运算的电路中使用。钽电解电容器有多种封装，使用最广泛的是端帽型树脂封装，外形与贴片陶瓷电容相似，一般为矩形片状，额定电压为 4～50V ，容量标称系列值与有引线元件类似，最高容量为 330μF。极性标志直接印在元件上，有横标一端为正极。容量表示法与矩形片式电容器相同，如：107 表示10× 107pF，即100μF 。 铝电解电容器由于片式化难度大，所以发展较晚。从使用的电解质来看，片式铝电解电容器主要分为液体电解质片式铝电解电容器和固体电解质片式铝电容器两大类。从结构上看，主要有卧式结构和立式结构两种。

9.2.3 贴片矩形电感器 矩形贴片电感器的外形如图9.2.4所示，矩形贴片电感器主要有以下四种。 铁氧体贴片电感器，体积小；漏磁小，因此片感之间不产生互耦合，可靠性高；无引线，不产生跟踪性，适合高密度表面贴装；优良的可焊性及耐热冲击性；适合波峰焊及再流焊。 91.4 贴片电感器外形

绕线型贴片电感器，绕线型贴片电感器是对传统的电感器进行技术改进，缩小体积，把引线改为适合表面贴装的端电极结构，是采用高精度的线圈骨构及高超的绕线技术相结合的完美结合物。体积小，适合高密度表面贴装；采用端电极结构，很好地抑制了引线引起的寄生元件效应；更好的频率特性和更强的抗干扰能力；优良的可焊性及耐热冲击性；应用频率高，产生精度高，一致性。 陶瓷叠层贴片电感器氧化铝陶瓷，适合高的自谐振频率；尺寸小（1.6×0.8×0.8mm）；在高频下Q值高，电感值稳定；使用温度范围：-30℃～ 85℃。 片式磁珠：适合表面贴装；形状、尺寸及电性能符合EIA标准；具有良好的可焊性与抗热冲击性；适合波峰与再流焊。

9.2.4 贴片晶体管 1.贴片二极管 常见的贴片二极管分圆柱形、矩形两种。圆柱形片式二极管没有引线，将二极管芯片装在具有内部电极的细玻璃管中，两端装上金属帽做正、负极。外形尺寸有1.5×3.5mm（直径为 1.5mm，长 3.5mm；下同）与2.7×5.2mm等。如图9.2.5所示。 9.1.5 贴片二极管外形

一般矩形片式二极管有三条 0.65 mm短引线。根据管内所含二极管数量及连接方式，有单管、对管之分；对管中又分共阳（共正极）、共阴（共负极）、串接等方式，其内部结构如图9.2.6所示，其中 NC 表示空脚。 9.1.6 贴片二极管结构

2.贴片三极管 片式三极管有人称之为芝麻三极管（体积微小），贴片采用SOT-23封装， 高度：0.97mm， 宽度：2.4mm， 长度：2.9mm，有NPN 管与PNP管，有普通管、超高频管、高反压管、达林顿管等。常见的矩形片式普通 NPN 型三极管如图9.2.7所示。 图9.1.7贴片三极管外形

9.2.5 片式集成电路图 片式集成电路采用SOP封装，SOP是双列直插式的变形，外形如图9.2.8所示。引线一般有翼形和钩形两种，也称L形和J形。引脚间距有1.27mm，1.0mm和0.76mm。SOP应用十分普遍，大多数逻辑电路和线性电路均可采用它，但其额定功率小，一般在 1W 以内，厚度一般为2～3mm，与双列直插形式相比，安装时占用印制板面积小，质量也减轻了1/5 左右。 图9.1.8 贴片集成电路外形

任务9-2 贴片元器件 任务描述 本任务主要学习表面安装技术，表面安装技术的组成，表面安装的工艺流程，贴片元器件的手工焊接，贴片元器件的拆焊与维修。

9.3.1 表面安装技术 贴片元件是一种不带引线或带特殊结构短引线的新型电子元件,主要供表面贴装技术使用。表面安装技术，英文称之为“Surface Mount Technology”,简称SMT，它是将表面贴装元器件贴、焊到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术。 表面安装技术具有组装密度高、可靠性高、高频特性好、成本低、自动化程度高等优点。 当然，SMT大生产中也存一些问题。 　　①元器件上的标称数值看不清楚，维修工作困难。 　　②维修调换器件困难，并需专用工具。 　 ③元器件与印制板之间热膨胀系数(CTE)一致性差。 　　④初始投资大，生产设备结构复杂，涉及技术面宽，费用昂贵。

1.表面安装技术的组成 表面安装技术通常包括：表面安装元器件，表面安装电路板及图形设计、表面安装专用辅料(焊锡膏及贴片胶)、表面安装设备，表面安装焊接技术(包括双波峰焊、气相焊)表面安装测试技术，清洗技术以及表面组成大生产管理等多方面内容。 2.表面安装的工艺流程 SMT工艺有两类最基本的工艺流程式，一类是锡膏再流焊工艺，另一类是贴片波峰焊工艺。在实际生产中，应根据所用元器件和生产装备的类型以及产品的需求，选择单独进行或者重复、混合使用，以满足不同产品生产的需要。 （1）锡膏再流焊工艺 如图9.3.1所示。该工艺流程式的特点是简单、快捷、有利于产品体积的减小。

图9.2.1 锡膏—再流焊工艺流程 （2）贴片波峰焊工艺 如图9.3.2所示。该工艺流程的特点是利用双面板空间，电子产品的体积可以进一步减小，且仍使用通孔元件，价格低廉，但设备要求增多，波峰焊过程中缺陷较多，难以实现高密度组装。

图9.2.2 贴片—波峰焊工艺流程

（3）混合安装 如图9.3.3所示，它是将上述两种工艺流程的混合与重复。该工艺流程特点是充分利用PCB双面空间，实现安装面积的最小化。 图9.2.3 混合安装工艺流程

9.3.2 贴片元器件的手工焊接 1.焊接器材 对贴片元件的焊接需要25W的铜头电烙铁，且功率和温度最好是可调控的，烙铁头要尖，顶部的宽度不能大于1mm，最好是用抗氧化的烙铁头，焊接时间控制在3秒以内，焊锡丝直径为 0.6～0.8mm。用尖头镊子可以移动和固定芯片以及检查电路。 2.焊接方法 贴片元器件的焊接与通孔元器件的不一样，通孔元器件通过引线插入通孔，焊接时不会移位，且元器件与焊盘分别在印制板两侧，焊接较容易。片式元器件在焊接过程中容易移位，焊盘与元器件在印制板同侧，焊接端子形状不一，焊盘细小，焊接要求高。因此，手工焊接时必须细心谨慎，提高精度。

9.2.4 贴片元件的手工焊接

3.贴片元器件的拆焊与维修 贴片式元器件的拆卸、焊接宜选用200～280℃调温式尖头烙铁。贴片式电阻器、电容器的基片大多采用陶瓷材料制作，这种材料受碰撞易破裂，因此在拆卸、焊接时应掌握控温、预热、轻触等技巧。 项目9 完