更小的元件的優(yōu)點和缺點
出處:維庫電子市場網 發(fā)布于:2023-11-21 16:35:29
考慮到這一點,這里概述了與使用較小組件相關的一些主要好處和風險。
優(yōu)點:更小的整體電路板
較小的電氣元件的一個明顯好處是它們可以使用更小的電路板。無論這是否允許將令人難以置信的功能集成到您的智能手表或無線耳機中,還是啟用諸如植入式起搏器或除顫器之類的救生設備,更小的電路板都在推動創(chuàng)新。有些人甚至說可吞咽電路是醫(yī)學的未來。如今,令人驚嘆的電路設計可以適應任何地方。
風險:組裝更困難
隨著組件變得越來越小,可靠地組裝它們變得越來越困難。安裝 01005 封裝電阻器所需的焊膏量實際上是微小的,并且控制起來可能很困難。較小的元件更有可能被貼片機放錯位置、從烤箱中的電路板上脫落,或者從回流焊爐中取出時被墓碑化。技術的進步一直在努力跟上元件尺寸縮小的步伐。
優(yōu)點:更高密度的電路板
較小元件的另一大好處是電路密度。一平方英寸的 PCB 空間可以容納比以往更多的電路。例如,在過去的幾十年里,手機實際上并沒有變得更小,但其中包含的電路和功能的數量卻呈指數級增長。人體工程學通常決定產品的形狀和尺寸,而 PCB 上更高的元件密度只會在相同的舊空間中提供更多功能。
風險:測試、返工和修復
當人眼看不見的部件時,返工是極其困難的。如果您曾經試圖找到丟失在工作臺上的 0201 電阻,或者在發(fā)現可能丟失的電阻時嘗試測量其電阻,您就會明白我的意思。
如今,如果沒有一兩臺 3D 顯微鏡,任何電子實驗室都是不完整的。按照零部件尺寸不斷縮小的速度,它們不會長期成為品——它們將成為必需品。
優(yōu)點:可以降低電路功耗
隨著過去一兩年電池供電電子設備的大量增加,人們越來越需要更低功耗的電路。無線耳塞或遠程傳感器等產品中微型電路板上的微型組件可以在微安電流下運行,從而使某些產品具有多天的電池壽命。組件和電路板的物理尺寸與其運行所需的功率之間存在非常強的相關性。
風險:需要較低的功率電路
能夠以較低功率運行的另一面是較小的組件無法消耗較高的功率。如果您需要設計一個消耗更高功率的電路,則可能無法使用微小的元件。較小的元件額定功率較低,因此當微小元件無意中承受超出其承受能力的功率、電涌甚至 ESD(靜電放電)時,它們很容易被損壞。
封裝(英制)額定功率(瓦)過載電壓 (V)質量(g/1000個)
010051/32300.04
02011/20500.15
04021/101000.8
06031/101502.0
08051/82004.0
12061/440010
數據來源于 松下
優(yōu)點:降低寄生效應的影響
寄生電感、電阻和電容效應通常是物理幾何形狀的函數。寄生元件是不需要的但構成所有電導體的材料所固有的電路元件。較小的元件具有較低的寄生效應。由于寄生效應的影響在高頻下更加嚴重,因此較小的元件為超高速應用提供了顯著的優(yōu)勢。
風險:錫晶須等。
不幸的是,當零件小型化時,它們之間以及引線之間的間距也往往會縮小。這引起了人們對冶金問題的新關注。金屬在微觀層面上以奇怪的方式表現。某些金屬(例如許多無鉛焊料中使用的錫)會出現晶須生長,從而導致電氣短路。
這不僅僅是理論上的。2005年,康涅狄格州的一座核電站因電路板錫須引起的誤報而關閉。隨著間距縮小,這些問題的影響就會更大。
優(yōu)點:材料的長期可用性
構成電子電路板和元件的材料在范圍內供不應求。地球上的電子產品供應有限,但人類生產的電子產品數量每年都在持續(xù)增長。因此,較小元件的一大好處是它們消耗的材料更少。1個0402電阻的質量與20個01005電阻的質量相同。隨著較小的組件變得越來越流行,并且隨著組裝過程變得更加強大,它們將變得更加可用。
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