為什麼我們越來越多的使用貼片電阻,而非插裝器件?
發布時間:2020-02-17 責任編輯:wenwei
【導讀】越來越多電路板的使用貼片元件,新設計的電路板除特殊需求的情況之外,都是優選貼片元器件。貼片元件以其體積小、易於機器焊接、便於維護,隨著成本下降,已經成為很多器件選型場景的默認選項。特別是電阻、電容、電感,這些批量使用的元器件,設計時都傾向於優選貼片元件。這是因為以下幾種原因。
● 直插元件相比,貼片元件體積小,重量輕,容易保存和運輸。
貼片元件的體積和重量隻有傳統插裝元件的1/10左右,一般采用SMT之後,電子產品體積縮小40%~60%,重量減輕60%~80%。可靠性高、抗振能力強、焊點缺陷率低、高頻特性好、減少了電磁和射頻幹擾、易於實現自動化、提高生產效率、降低成本達30%~50%,節省材料、能源、設備、人力、工時。如通常用的貼片電阻0805封裝或者0603fengzhuangbiwomenzhiqianyongdezhichadianzuyaoxiaoshanghenduo。jishigezhichadianzujiukeyizhuangmanyidai,danhuanchengtiepiandianzudehuazuyizhuanghaojiqiangeshenzhishangwange。ruguogonglvnengmanzudeqiantixia,yibanyouxuanbiaotieqijian。
● 貼片元件比直插元件容易焊接和拆卸。
貼片元件不用過孔,用錫少。直插元件最麻煩的就是拆卸,在兩層或更多層的PCBbanshangchaixieshi,napazhiyoulianggeguanjiao,jiangqichaixialaiyebutairongyi,erqierongyisunhuaidianluban,duoguanjiaodejiugengbuyongshuole。chaixietiepianyuanjianjiurongyiduole,buzhiguanjiaorongyichai,erqieyeburongyisunhuaidianluban。chaixiezhichayuanqijiandezhuyaogongjushixixiqi,zidongdexixiqijiageanggui,bingqiebuyiyubaoyang,henrongyisunhuai,huozheqikongdusaidengwenti。tiepianqijianzaihanjieguochengzhong,shitongguojiqibayuanqijianfangzhizaiPCB焊(han)盤(pan)上(shang)的(de),而(er)直(zhi)插(cha)器(qi)件(jian)一(yi)般(ban)依(yi)賴(lai)人(ren)工(gong)放(fang)料(liao)。所(suo)以(yi)大(da)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)的(de)時(shi)候(hou),貼(tie)片(pian)器(qi)件(jian)的(de)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)會(hui)遠(yuan)遠(yuan)高(gao)於(yu)直(zhi)插(cha)器(qi)件(jian)。直(zhi)插(cha)器(qi)件(jian)往(wang)往(wang)在(zai)焊(han)接(jie)之(zhi)後(hou)還(hai)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)“剪管腳”,當產量非常大的時候,會影響生產效率。
● 貼片元件比直插元件的高頻特性更好。
這是由於貼片元件體積小並且不需要過孔,從而減少了雜散電場和雜散磁場,這在高頻模擬電路和高速數字電路中非常重要。如圖8.1所示,我們可以看到電阻的寄生參數,主要是並聯的雜散電容Cp,和引線導致的寄生電感Lp和並聯電容。

電阻的高頻等效模型
如圖所示,直插電阻因為管腳是“金屬絲”的形式,所以金屬絲越長,則寄生的電感越大。直插電阻的管腳長度不可能太短,原因有三:第一、直插電阻體積比較大,引腳的最短也一定大於電阻橫截麵積的半徑大小;第二、直插電阻的管腳需要穿過PCB;第三,一般我們彎折電阻管腳進行安裝的時候,需要留一段距離,避免電阻體受力,導致電阻損壞。如圖8.3所示,而相比之下,表貼電阻的管腳就非常短,所以表貼電阻的寄生電感也非常小。

直插電阻管腳實物圖

表貼電阻管腳實物圖
理想的電阻的阻抗應該是跟頻率無關的,如圖所示。

理想電阻的阻抗曲線圖
在具有電阻、電感和電容的電路裏,對電路中的電流所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示,是一個複數,實部稱為電阻,虛部稱為電抗,其中電容在電路中對直流電所起的阻礙作用稱為容抗 ,電感在電路中對交流電所起的阻礙作用稱為感抗,電容和電感在電路中對交流電引起的阻礙作用總稱為電抗。阻抗的單位是歐姆。
阻抗是元器件或電路對周期的交流信號的總的反作用。AC 交流測試信號 (幅度和頻率)。阻抗是一個複數,包括實部和虛部。理想電阻就是阻抗的實部,寄生電感和寄生電容就是阻抗的虛部。
簡jian單dan的de看kan,我wo們men可ke以yi先xian把ba寄ji生sheng的de並bing聯lian電dian容rong省sheng略lve,就jiu是shi一yi個ge理li想xiang的de電dian阻zu串chuan聯lian一yi個ge理li想xiang的de電dian感gan。當dang串chuan聯lian一yi個ge寄ji生sheng電dian感gan之zhi後hou,則ze相xiang當dang於yu阻zu抗kang增zeng加jia了le一yi個ge虛xu部bu。根gen據ju我wo們men熟shu知zhi的de電dian感gan特te性xing是shi通tong直zhi流liu,阻zu交jiao流liu,則ze相xiang當dang於yu高gao頻pin的de阻zu抗kang上shang升sheng。
阻抗在直角坐標係中用Z=R+jX表(biao)示(shi)。那(na)麼(me)在(zai)極(ji)坐(zuo)標(biao)係(xi)中(zhong),阻(zu)抗(kang)可(ke)以(yi)用(yong)幅(fu)度(du)和(he)相(xiang)角(jiao)表(biao)示(shi)。直(zhi)角(jiao)坐(zuo)標(biao)係(xi)中(zhong)的(de)實(shi)部(bu)和(he)虛(xu)部(bu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)數(shu)學(xue)換(huan)算(suan)成(cheng)極(ji)坐(zuo)標(biao)係(xi)中(zhong)的(de)幅(fu)度(du)和(he)相(xiang)位(wei)。我(wo)們(men)通(tong)過(guo)阻(zu)抗(kang)公(gong)式(shi)式(shi),可(ke)以(yi)知(zhi)道(dao):
那麼Z求模的結果,就是某個頻率點的阻抗的大小。如圖8.5所示,我們在複阻抗平麵按表示一個阻抗。

複阻抗平麵表示一個阻抗
我們在討論一些電路的時候,往往需要知道電路在各個頻點的阻抗絕對值,例如:高速數字電路的信號完整性分析、濾波器設計等。所以我們一般會繪製一個阻抗和頻率的函數曲線,描述阻抗特性。我們選擇一個10歐姆電阻、並設置寄生電容為0.2pF、寄生電感為10nH或者20nH的電路,其阻抗特性如圖所示。

實際電阻的阻抗特性曲線
● 貼片元件提高了電路的穩定性和可靠性
直插器件的抗震能力偏差,在一些高可靠性的場景下,需要對直插器件的管腳點上加固膠,如圖所示。

立式直插電阻點膠加固工藝

直插電容點膠加固工藝
表貼器件因為體積小、重zhong量liang輕qing,相xiang同tong的de參can數shu情qing況kuang下xia,震zhen動dong的de能neng量liang小xiao,震zhen動dong帶dai來lai對dui引yin腳jiao的de應ying力li也ye就jiu響xiang應ying的de小xiao。表biao貼tie器qi件jian的de引yin腳jiao不bu是shi直zhi插cha器qi件jian的de金jin屬shu絲si形xing式shi,而er是shi大da麵mian積ji金jin屬shu麵mian與yuPCB焊盤焊接在一起。所以表貼器件的引腳是剛性的,抗震能力更強。
本文轉載自硬件十萬個為什麼。
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