十二、贴片元器件
贴片元器件（SMD/SMC）又称表面贴片元器件，是一种无引线或短引线的新型微小型元器件，是电子设备微型化、高集成化的产物。近年来，贴片元器件已被广泛应用于电脑、通信设备、医疗电子产品等高科技产品和音视频产品中。手机、数码照相机、数码摄录像机、MP3.MP4、CD、VCD、DVD、随身听、随身看等数码电子产品，功能越来越强，体积越来越小，贴片元器件和表面贴片式安装技术（SMT）在其中起着决定作用。贴片元器件外形多为薄贴片，大部分没有引出线，相邻电极之间的距离很小。贴片元器件直接贴装在电路板的表面，将电极焊接在与元器件同一面的焊盘上。贴片元器件安装密度高，减小了引线分布参数的影响，降低了寄生电容和电感，高频特性好，并增强了抗电磁干扰和抗射频干扰能力。这将是未来电子元件的发展趋势。
（一）贴片元器件的类型
1.类型
按生产工艺分厚膜、薄膜两种。厚膜是采用丝网印刷将电阻性材料淀积在绝缘基体（例如玻璃或氧化铝陶瓷）上，然后烧结形成的。
按形状的不同，贴片元件可分为矩形、圆柱形和异形（翼形、钩形等）三类。矩形贴片电阻主要由陶瓷基片、电阻膜、保护层、金属端头电极四大部分组成。圆柱形贴片电阻是在高铝陶瓷基体上涂金属或碳质电阻膜，在两端压上金属电极帽，经过刻螺纹槽的方法确定电阻后再刷一层耐热绝缘漆并在表面喷上色码标志而成。
2.功能
按功能的不同，贴片元件可分为无源元件和有源元件还有机电元件三类，见表1－15所示。贴片无源元件包括贴片电阻器、贴片电位器、贴片电感器、贴片敏感元件、贴片复合元件等。贴片有源元件包括小型封装二极管、小型封装三极管、小型集成电路、裸芯片等。片状机电元件包括片状开关、连接器、继电器和薄型微机等。多数片状机电元件为翼形结构。
（二）几种常见的贴片元件
1.矩形贴片电阻器
贴片电阻具有体积小，质量小；适合波峰焊和回流焊；机械强度高，高频特性优越；常用规格贴片电阻价格比传统的引线电阻还便宜；生产成本低，配合自动贴片机，适合现代电子产品规模化生产等特点。
矩形贴片电阻器有两种类型：厚膜贴片电阻器和薄膜贴片电阻器。目前常用的是厚膜贴片电阻器。矩形贴片电阻器的外形如图1－64所示。
表1－15 片状元器件的分类
图1－64 矩形贴片电阻器
（1）矩形贴片电阻器的命名方式
与其他贴片元件一样，矩形贴片电阻器的命名没有统一的规定，常见有两种命名方法。
图1－65
例：代号EC3216中，EC表示矩形贴片电阻器，32表示电阻器的长度为3.2mm，16表示电阻器的宽度为1.6mm。
（2）矩形贴片电阻器阻值的表示方法
矩形贴片电阻器的阻值一般直接标注在电阻的一面，黑底白字。其表示方法类似于电容器的数码法标注方法。通常用三位数表示，前两位数字表示阻值的有效数字，第三位表示倍率，即乘以102，2为第三位数字。如：562表示5.6kΩ，302表示3kΩ。当阻值小于10Ω时，以“×R×”表示，将R看做小数点。如：6R1表示6.1Ω。阻值为0Ω的电阻器为跨接片，其额定电流容量为2A，最大流通电流为10A。
（3）矩形贴片电阻器允许误差的表示方法
矩形贴片电阻器的允许误差用字母表示，字母的含义完全与普通电阻器相同，即如表1－16所示，常用的允许误差等级为±1％和±5％。
表1－16 矩形贴片电阻器的允许误差等级
（4）贴片电阻的使用状况
由于贴片电阻价格便宜，生产方便，能大面积减少PCB面积，减少产品外观尺寸，现在已取代绝大部分传统引线电阻。除一些小厂或不得不使用引线电阻的设计，各种电阻器上几乎都在使用。目前绝大部分电子产品，以0603、0805器件为主；以手机PDA为代表的高密度电子产品多使用0201、0402的器件；一些要求安全的电子产品，如医疗器械、汽车行驶记录仪、税控机则多采用1206、1210等尺寸偏大的电阻。
2.圆柱形贴片电阻器
（1）简介
圆柱形贴片电阻器是由通孔电阻器去掉引线演变而来，可分为碳膜和金属膜两大类，其外形如图1－66（a）所示。圆柱形贴片电阻器的额定功率有1/10W、1/8W和1/4W三种，对应的体积大小分别为Φ1.0mm×2.0mm、Φ1.5mm×3.5mm、Φ2.2mm×5.9mm。圆柱形贴片电阻器的标注方法采用色环标志法，与普通电阻器一样，见图1－66（a）所示。
（2）特点
与矩形贴片电阻器相比，圆柱形贴片电阻器的高频特性差，但噪声和三次谐波失真较小。因此，圆柱形贴片电阻器多用在音响设备中，而矩形贴片电阻一般用于电子调谐器和移动通信等频率较高的产品中，可提高安装密度和可靠性，制造薄型整机。
3.贴片电位器
贴片电位器主要采用玻璃釉作为电阻体材料，其特点有：高频特性好、使用频率可超100MHz，阻值范围宽，可在10Ω～2MΩ范围内变化，最大电刷电流为100mA，其外形如图1－66（b）、（c）所示。
图1－66 贴片电位器外形图
4.矩形贴片电容器
贴片电容器又名SMD电容，它的外表通常为黄色或黑色。若是电解电容，则在其中一端有一条白色色带，表示该端是正极。贴片电容器有矩形和圆柱形两种，其中矩形贴片电容器外形如图1－66（d）、（e）所示。矩形贴片电容器的应用最多，占各种贴片电容器的80％以上。它采用多层叠加结构，同普通陶瓷电容器相比它有许多优点：比容大；内部电感小，损耗小，高频特性好；内电极与介质材料共绕结，耐潮性能好，可靠性高。
5.贴片电解电容器
贴片电解电容器分为铝电解电容器和钽电解电容器两种。铝电解电容器外观和参数与普通铝电解电容器相近，仅引脚形式变化，其体积大，价格便宜，适于应用在消费类电子产品中。钽电解电容体积小，价格贵，响应速度快，适合在需要高速运算的电路中使用。钽电解有多种封装，使用最广泛的是端帽型树脂封装，如图1－67所示。其额定电压为4～50V，容量标称系列值与普通电容器类似，最高容量为330μF。标志直接打印在元件上，有横标端为正极。容量表示法与矩形片状电容器相同，如：107表示10×107pF，即100μF。
图1－67 端帽型树脂封装贴片钽电解电容器
图1－68 贴片绕线电感器
6.矩形贴片电感器
矩形贴片电感器，包括贴片叠层电感和贴片绕线电感。贴片叠层电感又称压模电感，是数码电子产品中的LC选频电路的电感，其外观与片状独石电容器很相似，尺寸小、品质因数Q值低、电感量也小（小于0.01μH），额定电流最高为1mA。贴片叠层电感器的特点是磁路闭合、磁通量泄漏少、不干扰周围元器件、不易受干扰和可靠性高等。贴片绕线电感器如图1－68所示，采用高导磁性铁氧体磁芯，可垂直缠绕和水平缠绕。与贴片叠层电感器相比，其电感量的范围更大，为0.1μH～1000μH，最高额定电流为300mA。
7.贴片二极管和三极管
（1）贴片二极管
常见的贴片二极管分圆柱形、矩形两种。圆柱形片状二极管没有引线，将二极管芯片装在具有内部电极的细玻璃管中，两端装上金属帽作为正、负极。矩形贴片二极管有三条0.65mm的短引线。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，如图1－69所示，其中NC表示空脚。贴片二极管的检测与普遍二极管相同。
图1－69 贴片二极管的内部结构
图1－70 常见矩形贴片三极管的外形和符号图
（2）贴片三极管
贴片三极管又经常被称为芝麻三极管，它体积微小，种类很多，按材料分为NPN管与PNP管；按用途分为普通管、超高频管、高反压管、达林顿管等。常见的矩形贴片三极管的外形如图1－70所示。
贴片二极管和三极管，与对应的通孔器件比较，其体积小、耗散功率也较小，其他参数变化不大。电路设计时，应考虑散热条件，可通过给器件提供热焊盘，将器件与热通路连接，或用在封装顶部加散热片的方法加快散热。此外，还可采用降额使用来提高可靠性，即选用额定电流和电压为实际最大值的1.5倍，额定功率为实际耗散功率的2倍左右。
图1－71 贴片小型集成电路
8.贴片小型集成电路（SOP）
SOP是双列直插式DIP的变形，如图1－71所示。引线一般有L型和J型两种，引脚间距有1.27mm、1.0mm和0.76mm三种，厚度一般为2～3mm。大多数逻辑电路和线性电路均可采用SOP，但其功率小，一般在1W以内。与DIP形式相比，安装时占用PCB面积小，重量也减轻了20％左右。
9.贴片稳压块
贴片稳压块主要用于电子产品的各种供电电路，为电子产品正常工作提供稳定的、大小合适的电压。应用较多的贴片稳压块主要有5脚和6脚稳压块，外观与双晶体管、场效应管封装形式类似。一般在稳压块表面有输出电压标称值，如“28P”表示输出电压是2.8V。5脚和6脚稳压块引脚排列如图1－72所示。
图1－72 5脚和6脚稳压块引脚排列图
