DC娱乐网

在各类电子设备的PCB电路板中,元器件分为两种封装形式,分别是通孔插装...

在各类电子设备的PCB电路板中,元器件分为两种封装形式,分别是通孔插装插件元器件与表面贴装贴片元器件。二者作为电路搭建的基础核心部件,是实现电路导通、信号传输、功率承载的元件,在外形、安装、焊接、应用场景等方面各有区别。

形状和结构1、插件元器件全称通孔插装元器件,这类元件带有金属引脚,引脚具备一定长度。生产时需要将引脚穿过PCB预先打好的金属化通孔,在电路板背面通过焊锡焊接固定。元件本体悬浮在电路板表层,引脚贯穿板材,肉眼能清晰看到伸出板底的金属针脚。
2、贴片元器件即表面贴装元器件,无长金属引脚,仅在元件两端或四周设计金属焊盘。贴片元件直接贴合在PCB表面焊盘上,无需打孔贯穿电路板,完全平铺在板面。常见0402、0603封装贴片电阻电容、贴片二极管、贴片IC、贴片电感都属于此类,最小封装尺寸仅零点几毫米,肉眼几乎难以分辨。
二者最直观区别:引脚结构,插件靠长引脚固定,贴片靠扁平焊盘贴合。
安装方式1、直插封装:需要在电路板上钻孔以容纳引脚,通常通过手工焊接或波峰焊接进行安装。由于需要穿孔,因此较适合于低密度和较大尺寸的电路。
2、贴片封装:直接将元件放置在电路板的表面,通过回流焊或手工焊接进行安装。可以实现高密度排列,适合于小型化和高性能的电子设备。
组装生产工艺1、贴片元件依靠全自动SMT生产线完成加工,流程标准化、自动化程度极高:锡膏印刷→元件高速贴装→回流焊冷却。一台高速贴片机每小时可贴装数万颗贴片元件,全程几乎无需人工干预,适合大批量标准化生产。回流焊整板一次性焊接,焊点均匀稳定,生产一致性极高,批量生产成本极低。
2、插件元器件自动化难度更高,传统工艺以人工插件为主,流水线工人手持元件将引脚插入PCB通孔,再通过波峰焊完成焊接。即便使用自动插针机,也仅能处理电阻、电容等简单直插元件,变压器、连接器、大电容异形元件依旧依赖人工。人工插件速度慢、人工成本高,且人为操作极易出现插反、漏插、引脚弯折等不良,大批量生产不良率远高于贴片。
3、少量产品会采用“贴片 + 插件混合工艺”,主板小信号电路全部贴片,大功率、高耐压元件使用插件,兼顾体积与性能,但会同时投入两条产线,拉长生产周期、提升加工费用。
应用产品场景1、贴片元器件应用场景:追求小型化、轻量化、高频信号、大批量消费电子产品:智能手机、智能穿戴、笔记本、蓝牙耳机、摄像头、路由器、显卡、小型传感器、无人机主板等。
2、插件元器件应用场景:大功率、高耐压、低频电路、固定安装设备、需要简易维修的产品:工业控制柜、大功率开关电源、充电桩、老式家电、音响功放、接线端子设备、大型变压器电路板。
3、混合工艺场景多数家电主板、电视电源板、工控板采用混合方案:信号控制部分使用贴片缩小体积,电源大功率回路使用插件保障载流与散热。
机械可靠性、抗震抗冲击能力消费电子如手机、智能手表、平板长期处于震动、跌落环境,对元器件抗震要求极高。贴片元件焊盘完全贴合PCB,焊点受力均匀,轻薄封装重心低,跌落、震动时不易脱落,抗震性能优秀。
插件元器件依靠贯穿通孔的引脚固定,理论拉力更强,但长引脚属于悬臂结构,剧烈震动、反复晃动时,引脚与板材通孔交界处容易出现金属疲劳,发生引脚断裂、虚焊。车载中控、户外便携仪器若大量使用插件,长期颠簸极易出现电路故障;工业固定控制柜无剧烈震动,插件反而更耐用。
焊接方法1、贴片元器件焊接方法:将元器件放在焊盘上,在元件表面和焊盘接触处涂抹调好的贴片焊锡膏,然后用20W内热式电烙铁给焊盘和贴片元件连接处加热(温度应在220~230℃),看到焊锡熔化后即可拿开电烙铁,待焊锡凝固后焊接就完成。
焊接完后可用镊子夹一下被焊贴片元件看有无松动,无松动即表示焊接良好,如有松动应重新抹点焊锡膏重新按上述方法焊接。
2、插件元器件焊接方法:在焊接所有的引脚时,应在烙铁尖上加焊锡,将所有的引脚涂上助焊剂使引脚保持湿润。用烙铁尖接触芯片每个引脚的末端,直到焊锡流入引脚。在焊完所有的引脚后,用助焊剂浸湿引脚以便清洗焊锡,以消除任何短路和搭接。
最后用镊子检查是否有虚焊,检查完成后,从电路板上清除助焊剂,将硬毛刷浸上酒精沿引脚方向仔细擦拭,直到助焊剂消失为止。
贴片元件凭借自动化量产、高密度布局、优秀的抗震性能,成为小型化、轻量化、大批量消费电子产品的首选;而插件元器件依托更强的大功率载流能力、耐压性能和便捷的维修属性,牢牢占据工业设备、大功率电源、固定工控设备等领域。