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1、SMT技术基础与设备（第2版）第2章电子课件 高教版 SMT基础与设备第2版电子工业出版社同名教材何丽梅 主编第第2 2章章 表面组装元器件表面组装元器件2.1 2.1 表面组装元器件的特点和种类表面组装元器件的特点和种类2.1.1 2.1.1 特点特点 表面组装元器件俗称无引脚元器件或片式元器件。习惯上表面组装元器件俗称无引脚元器件或片式元器件。习惯上人们把表面组装无源元件，如片式电阻、电容、电感又称之人们把表面组装无源元件，如片式电阻、电容、电感又称之为为SMCSMC，而将有源器件，如小外形晶体管，而将有源器件，如小外形晶体管SOTSOT及四方扁平组件及四方扁平组件(QFP)(QFP)称之
2、为称之为SMDSMD。此外，一些机电元件，如开关、继电器、。此外，一些机电元件，如开关、继电器、滤波器、延迟线，也都实现了片式化。滤波器、延迟线，也都实现了片式化。o 1.1.表面组装元器件的特点表面组装元器件的特点o 在表面组装器件的电极上，有些焊端完全没有引线，有些只在表面组装器件的电极上，有些焊端完全没有引线，有些只有非常短小的引线；相邻电极之间的距离比传统的有非常短小的引线；相邻电极之间的距离比传统的THTTHT集成电路的标集成电路的标准引线间距准引线间距(2.54 mm)(2.54 mm)小很多，目前引脚中心间距已经达到小很多，目前引脚中心间距已经达到0.3 mm0.3 mm。在集成
3、度相同的情况下，表面组装元器件的体积比在集成度相同的情况下，表面组装元器件的体积比THTTHT元器件小很多；元器件小很多；或者说，与同样体积的传统电路芯片比较，表面组装元器件的集成度或者说，与同样体积的传统电路芯片比较，表面组装元器件的集成度提高了很多倍。提高了很多倍。o 表面组装元器件直接贴装在表面组装元器件直接贴装在PCBPCB的表面，将电极焊接在与元器的表面，将电极焊接在与元器件同一面的焊盘上。这样，件同一面的焊盘上。这样，PCBPCB上通孔的直径仅由制作印制电路板时上通孔的直径仅由制作印制电路板时金属化孔的工艺水平决定，通孔的周围没有焊盘，使金属化孔的工艺水平决定，通孔的周围没有焊盘，
4、使PCBPCB的布线密度的布线密度和组装密度大大提高。和组装密度大大提高。o 2.2.表面组装元器件不足之处表面组装元器件不足之处o 器件的片式化发展不平衡，阻容器件、晶体管、器件的片式化发展不平衡，阻容器件、晶体管、ICIC发展较发展较快，异型器件、插座、振荡器等发展迟缓。快，异型器件、插座、振荡器等发展迟缓。o 已片式化的元器件，尚未能完全标准化，不同国家乃至不已片式化的元器件，尚未能完全标准化，不同国家乃至不同厂家的产品存在较大差异。同厂家的产品存在较大差异。o 元器件与元器件与PCBPCB表面非常贴近，与基板间隙小，给清洗造成表面非常贴近，与基板间隙小，给清洗造成困难；元器件体积小，电
5、阻、电容一般不设标记，一旦弄乱就不困难；元器件体积小，电阻、电容一般不设标记，一旦弄乱就不易搞清楚；特别是元器件与易搞清楚；特别是元器件与PCBPCB之间热膨胀系数的差异性等也是之间热膨胀系数的差异性等也是SMTSMT产品中影响质量的因素。产品中影响质量的因素。2.1.2 2.1.2 种类种类o 表面组装元器件基本上都是片状结构。但片状是个广义的概表面组装元器件基本上都是片状结构。但片状是个广义的概念，从结构形状说，表面组装元器件包括薄片矩形、圆柱形、扁念，从结构形状说，表面组装元器件包括薄片矩形、圆柱形、扁平异形等；表面组装元器件同传统元器件一样，也可以从功能上平异形等；表面组装元器件同传统
6、元器件一样，也可以从功能上分类为无源元件分类为无源元件SMCSMC、有源器件、有源器件SMDSMD和机电元件三大类。和机电元件三大类。o 表面组装元器件按照使用环境分类，可分为非气密性封装器表面组装元器件按照使用环境分类，可分为非气密性封装器件和气密性封装器件。非气密性封装器件对工作温度的要求一般件和气密性封装器件。非气密性封装器件对工作温度的要求一般为为007070。气密性封装器件的工作温度范围可达到。气密性封装器件的工作温度范围可达到-55-55+125+125。气密性器件价格昂贵，一般使用在高可靠性产品中。气密性器件价格昂贵，一般使用在高可靠性产品中。2.2 2.2 表面组装电阻器表面组
7、装电阻器2.2.1 SMC2.2.1 SMC固定电阻器固定电阻器o 1.1.表面组装电阻器的封装外形表面组装电阻器的封装外形o 表面组装电阻器按封装外形，可分为片状和圆柱状两种。表表面组装电阻器按封装外形，可分为片状和圆柱状两种。表面组装电阻器按制造工艺可分为厚膜型（面组装电阻器按制造工艺可分为厚膜型（RNRN型）和薄膜型（型）和薄膜型（RKRK型）型）两大类。片状表面组装电阻器一般是用厚膜工艺制作的：在一个两大类。片状表面组装电阻器一般是用厚膜工艺制作的：在一个高纯度氧化铝高纯度氧化铝(A1(A12 2O O3 3，96%)96%)基底平面上网印二氧化钌基底平面上网印二氧化钌(RuO(RuO
8、2 2)电阻浆电阻浆来制作电阻膜；改变电阻浆料成分或配比，就能得到不同的电阻来制作电阻膜；改变电阻浆料成分或配比，就能得到不同的电阻值，也可以用激光在电阻膜上刻槽微调电阻值；然后再印刷玻璃值，也可以用激光在电阻膜上刻槽微调电阻值；然后再印刷玻璃浆覆盖电阻膜，并烧结成釉保护层，最后把基片两端做成焊端。浆覆盖电阻膜，并烧结成釉保护层，最后把基片两端做成焊端。o 圆柱形表面组装电阻器圆柱形表面组装电阻器(MELF)(MELF)可以用薄膜工艺来制作；在高可以用薄膜工艺来制作；在高铝陶瓷基柱表面溅射镍铬合金膜或碳膜，在膜上刻槽调整电阻值，铝陶瓷基柱表面溅射镍铬合金膜或碳膜，在膜上刻槽调整电阻值，两端压上
9、金属焊端，再涂覆耐热漆形成保护层并印上色环标志。两端压上金属焊端，再涂覆耐热漆形成保护层并印上色环标志。圆柱形表面组装电阻器主要有碳膜圆柱形表面组装电阻器主要有碳膜ERDERD型、金属膜型、金属膜EROERO型及跨接用型及跨接用的的00电阻器三种。电阻器三种。o 2.2.外形尺寸外形尺寸o 片状表面组装电阻器是根据其外形尺寸的大小划分成几个系片状表面组装电阻器是根据其外形尺寸的大小划分成几个系列型号的，欧美产品大多采用英制系列，日本产品大多采用公制列型号的，欧美产品大多采用英制系列，日本产品大多采用公制系列，我国这两种系列都可以使用。无论哪种系列，系列型号的系列，我国这两种系列都可以使用。无论
10、哪种系列，系列型号的前两位数字表示元件的长度，后两位数字表示元件的宽度。例如，前两位数字表示元件的长度，后两位数字表示元件的宽度。例如，公制系列公制系列3216(3216(英制英制1206)1206)的矩形片状电阻，长的矩形片状电阻，长L L=3.2 mm(0.12 in)=3.2 mm(0.12 in)，宽，宽W W=1.6 mm(0.06 in)=1.6 mm(0.06 in)。并且，系列型号的发展变化也反映了。并且，系列型号的发展变化也反映了SMCSMC元件的小型化进程：元件的小型化进程：5750(2220)4532(1812)3225(1210)3216(1206)2520(10085
11、750(2220)4532(1812)3225(1210)3216(1206)2520(1008)2012(0805)1608(0603)1005(0402)0603(0201)0402(0)2012(0805)1608(0603)1005(0402)0603(0201)0402(01005)1005)。图图2-2 2-2 矩形表面组装电阻器矩形表面组装电阻器的外形尺寸示意图的外形尺寸示意图图图2-3 MELF2-3 MELF电阻器的外形尺寸示意图电阻器的外形尺寸示意图o 3.3.标称数值的标注标称数值的标注o o 从电子元件的功能特性来说，表面组装电阻器的参数数值系列与从电子元件的功能特性来
12、说，表面组装电阻器的参数数值系列与传统插装元件的差别不大，标准的标称数值系列有传统插装元件的差别不大，标准的标称数值系列有E6E6（电阻值允许偏（电阻值允许偏差差20%20%）、）、E12E12（电阻值允许偏差（电阻值允许偏差12%12%）、）、E24E24（电阻值允许偏差（电阻值允许偏差5%5%），精密元件还有），精密元件还有E48E48（电阻值允许偏差（电阻值允许偏差2%2%）、）、E96E96（电阻值允（电阻值允许偏差许偏差1%1%）等几个系列。）等几个系列。o 1005 1005、06030603系列片状电阻器，元件表面不印刷它的标称数值系列片状电阻器，元件表面不印刷它的标称数值(参参
13、数印在编带的带盘上数印在编带的带盘上)；32163216、20122012、16081608系列的标称数值一般用印系列的标称数值一般用印在元件表面上的三位数字表示在元件表面上的三位数字表示(E24(E24系列系列)：前两位数字是有效数字，：前两位数字是有效数字，第第3 3位是倍率乘数位是倍率乘数(有效数字后所加有效数字后所加“0”“0”的个数的个数)。例如，电阻器上印。例如，电阻器上印有有114114，表示阻值，表示阻值110k110k；表面印有；表面印有5R65R6，表示阻值，表示阻值5.65.6；表面印有；表面印有R39R39，表示阻值，表示阻值0.390.39；跨接电阻采用；跨接电阻采用
14、000000表示。表示。o 圆柱形电阻器用三位、四位或五位色环表示阻值的大小，每圆柱形电阻器用三位、四位或五位色环表示阻值的大小，每位色环所代表的意义与通孔插装色环电阻完全一样。例如：五位位色环所代表的意义与通孔插装色环电阻完全一样。例如：五位色环电阻器色环从左至右第一位色环是绿色，其有效值为色环电阻器色环从左至右第一位色环是绿色，其有效值为5 5；第二；第二位色环为棕色，其有效值为位色环为棕色，其有效值为1 1；第三位色环是黑色，其有效值为；第三位色环是黑色，其有效值为0 0；第四位色环为红色，其乘数为；第四位色环为红色，其乘数为102102；第五位色环为棕色，其允许；第五位色环为棕色，其允
15、许偏差为偏差为1%1%。则该电阻的阻值为。则该电阻的阻值为51000(51.00k)51000(51.00k)，允许偏差为，允许偏差为1%1%。图图2-4 2-4 片状电阻器标识的含义片状电阻器标识的含义o 4.表面组装电阻器的主要技术参数o 虽然表面组装电阻器的体积很小，但它的数值范围和精度并不虽然表面组装电阻器的体积很小，但它的数值范围和精度并不差。差。32163216系列的阻值范围是系列的阻值范围是0.390.3910M10M，额定功率可达到，额定功率可达到1/4W1/4W，允许偏差有，允许偏差有1%1%、2%2%，5%5%和和10%10%等四个系列，额定工作温等四个系列，额定工作温度上
16、限是度上限是7070。o 5.5.表面组装电阻器的焊端结构表面组装电阻器的焊端结构 o 片状表面组装电阻器的电极焊端一般由三层金属构成。焊端片状表面组装电阻器的电极焊端一般由三层金属构成。焊端的内部电极通常是采用厚膜技术制作的钯银的内部电极通常是采用厚膜技术制作的钯银(Pd-Ag)(Pd-Ag)合金电极，中合金电极，中间电极是镀在内部电极上的镍间电极是镀在内部电极上的镍(Ni)(Ni)阻挡层，外部电极是铅锡阻挡层，外部电极是铅锡(Sn-(Sn-Pb)Pb)合金。合金。2.2.2 SMC2.2.2 SMC电阻排电阻排(电阻网络电阻网络)o 电阻排也称电阻网络或集成电阻，它是将多个参数与性能一电阻
17、排也称电阻网络或集成电阻，它是将多个参数与性能一致的电阻，按预定的配置要求连接后置于一个组装体内的电阻网致的电阻，按预定的配置要求连接后置于一个组装体内的电阻网络。图络。图2-62-6所示为所示为8P4R8P4R（8 8引脚引脚4 4电阻）电阻）32163216系列表面组装电阻网络系列表面组装电阻网络的外形与尺寸。的外形与尺寸。2.2.3 SMC2.2.3 SMC电位器电位器o 表面组装电位器，又称为片式电位器。它包括片状、圆柱状、表面组装电位器，又称为片式电位器。它包括片状、圆柱状、扁平矩形结构各种类型。标称阻值范围在扁平矩形结构各种类型。标称阻值范围在1001001M1M之间，阻值之间，阻
18、值允许偏差允许偏差25%25%，额定功耗系列为，额定功耗系列为0.05W,0.1W,0.125W,0.2W,0.25W,0.5W0.05W,0.1W,0.125W,0.2W,0.25W,0.5W。o 阻值变化规律为线性。阻值变化规律为线性。o 敞开式结构。敞开式电位器的结构如图敞开式结构。敞开式电位器的结构如图2-82-8所示。它又分所示。它又分为直接驱动簧片结构和绝缘轴驱动簧片结构。这种电位器无外壳为直接驱动簧片结构和绝缘轴驱动簧片结构。这种电位器无外壳保护，灰尘和潮气易进入产品，对性能有一定影响，但价格低廉。保护，灰尘和潮气易进入产品，对性能有一定影响，但价格低廉。敞开式的平状电位器仅适用
19、于焊锡膏敞开式的平状电位器仅适用于焊锡膏再流焊工艺，不适用于贴再流焊工艺，不适用于贴片波峰焊工艺。片波峰焊工艺。图图2-8 2-8 敞开式电位器的结构敞开式电位器的结构a)a)直接驱动簧片结构直接驱动簧片结构 b)b)绝缘轴驱动簧片结构绝缘轴驱动簧片结构o 防尘式结构。防尘式电位器的结构如图防尘式结构。防尘式电位器的结构如图2-92-9所示，有外壳所示，有外壳或护罩，灰尘和潮气不易进入产品，性能好，多用于投资类电子或护罩，灰尘和潮气不易进入产品，性能好，多用于投资类电子整机和高档消费类电子产品中。整机和高档消费类电子产品中。o 微调式结构。微调式电位器的结构如图微调式结构。微调式电位器的结构如
20、图2-102-10所示，属精细所示，属精细调节型，性能好，但价格昂贵，多用于投资类电子整机中。调节型，性能好，但价格昂贵，多用于投资类电子整机中。o 全密封式结构。全密封式结构的电位器有圆柱形和扁平矩全密封式结构。全密封式结构的电位器有圆柱形和扁平矩形两种形式，具有调节方便、可靠、寿命长的特点。圆柱形电位形两种形式，具有调节方便、可靠、寿命长的特点。圆柱形电位器分为顶调和侧调两种。器分为顶调和侧调两种。2.32.3表面组装电容器表面组装电容器o 2.3.1SMC2.3.1SMC多层陶瓷电容器多层陶瓷电容器o 表面组装多层陶瓷电容器是在单层盘状电容器的基础上构成表面组装多层陶瓷电容器是在单层盘状
21、电容器的基础上构成的，电极深入电容器内部，并与陶瓷介质相互交错。多层陶瓷电的，电极深入电容器内部，并与陶瓷介质相互交错。多层陶瓷电容器简称容器简称MLC,MLC,通常是无引脚矩形结构，其外形标准与片状电阻大通常是无引脚矩形结构，其外形标准与片状电阻大致相同，仍然采用长致相同，仍然采用长宽表示。宽表示。o MLC MLC所用介质有所用介质有COGCOG、X7RX7R、Z5VZ5V等多种类型，他们有不同的容等多种类型，他们有不同的容量范围及温度稳定性，以量范围及温度稳定性，以COGCOG为介质的电容温度特性较好。为介质的电容温度特性较好。o 多层陶瓷电感器内部电极以低电阻率的导体银联接而成，提多层
22、陶瓷电感器内部电极以低电阻率的导体银联接而成，提高了高了Q Q值和共振频率特性，采用整体结构，具有高可靠性、高品质、值和共振频率特性，采用整体结构，具有高可靠性、高品质、高电感值等特性。高电感值等特性。o MLC MLC外层电极与片式电阻相同，也是外层电极与片式电阻相同，也是3 3层结构，即层结构，即Ag-Ni/Cd-Ag-Ni/Cd-Sn/PbSn/Pb，其外形和结构如图，其外形和结构如图2-122-12所示。所示。2.3.2 SMC2.3.2 SMC电解电容器电解电容器o 常见的常见的SMCSMC电解电容器有铝电解电容器和钽电解电容器两种。电解电容器有铝电解电容器和钽电解电容器两种。o 1
23、.铝电解电容器o 铝电解电容器的容量和额定工作电压的范围比较大，因此做铝电解电容器的容量和额定工作电压的范围比较大，因此做成贴片形式比较困难，一般是异形。主要应用于各种消费类电子成贴片形式比较困难，一般是异形。主要应用于各种消费类电子产品中，价格低廉。按照外形和封装材料的不同，铝电解电容器产品中，价格低廉。按照外形和封装材料的不同，铝电解电容器可分为矩形（树脂封装）和圆柱形（金属封装）两类，以圆柱形可分为矩形（树脂封装）和圆柱形（金属封装）两类，以圆柱形为主。为主。o 铝电解电容器的电容值及耐压值在其外壳上均有标注，外壳上铝电解电容器的电容值及耐压值在其外壳上均有标注，外壳上的深色标记代表负极
24、，如图的深色标记代表负极，如图2-132-13所示。图所示。图a a是铝电解电容器的形状是铝电解电容器的形状和结构，图和结构，图b b是它的标注和极性表示方式。是它的标注和极性表示方式。o 2.2.钽电解电容钽电解电容o 固体钽电解电容器的性能优异，是所有电容器中体积小而又固体钽电解电容器的性能优异，是所有电容器中体积小而又能达到较大电容量的产品。因此容易制成适于表面贴装的小型和能达到较大电容量的产品。因此容易制成适于表面贴装的小型和片式元件。片式元件。o 目前生产的钽电解电容器主要有烧结型固体、箔形卷绕固体、目前生产的钽电解电容器主要有烧结型固体、箔形卷绕固体、烧结型液体等三种，其中烧结型固
25、体约占目前生产总量的烧结型液体等三种，其中烧结型固体约占目前生产总量的95%95%以上，以上，而又以非金属密封型的树脂封装式为主体。图而又以非金属密封型的树脂封装式为主体。图2-142-14所示是烧结型所示是烧结型固体电解质片状钽电容器的内部结构图。固体电解质片状钽电容器的内部结构图。图图2-14 2-14 烧结型固体电解质片状钽电容器的内部结构图烧结型固体电解质片状钽电容器的内部结构图安装在安装在PCB上的上的钽电解电容器钽电解电容器 2.4 2.4 表面组装电感器表面组装电感器o 表面组装电感器除了与传统的插装电感器有相同的扼流、退表面组装电感器除了与传统的插装电感器有相同的扼流、退耦、滤
26、波、调谐、延迟、补偿等功能外，还特别在耦、滤波、调谐、延迟、补偿等功能外，还特别在LCLC调谐器、调谐器、LCLC滤波器、滤波器、LCLC延迟线等多功能器件中体现了独到的优越性。延迟线等多功能器件中体现了独到的优越性。o 由于电感器受线圈制约，片式化比较困难，故其片式化晚于由于电感器受线圈制约，片式化比较困难，故其片式化晚于电阻器和电容器，其片式化率也低。尽管如此，电感器的片式化电阻器和电容器，其片式化率也低。尽管如此，电感器的片式化仍取得了很大的进展。不仅种类繁多，而且相当多的产品已经系仍取得了很大的进展。不仅种类繁多，而且相当多的产品已经系列化、标准化，并已批量生产。目前用量较大的主要有绕
27、线型、列化、标准化，并已批量生产。目前用量较大的主要有绕线型、多层型和卷绕型。多层型和卷绕型。o2.4.1 2.4.1 绕线型绕线型SMCSMC电感器电感器o 绕线型绕线型SMTSMT电感器实际上是把传统的卧式绕线电感器稍加改进电感器实际上是把传统的卧式绕线电感器稍加改进而成。制造时将导线而成。制造时将导线(线圈线圈)缠绕在磁心上。低电感时用陶瓷作磁缠绕在磁心上。低电感时用陶瓷作磁心，大电感时用铁氧体作磁心，绕组可以垂直也可水平。一般垂心，大电感时用铁氧体作磁心，绕组可以垂直也可水平。一般垂直绕组的尺寸最小，水平绕组的电性能要稍好一些，绕线后再加直绕组的尺寸最小，水平绕组的电性能要稍好一些，绕
28、线后再加上端电极。端电极也称外部端子，它取代了传统的插装式电感器上端电极。端电极也称外部端子，它取代了传统的插装式电感器的引线，以便表面组装。的引线，以便表面组装。o2.4.2 2.4.2 多层型多层型SMCSMC电感器电感器o 多层型多层型SMCSMC电感器也称多层型片式电感器电感器也称多层型片式电感器(MLCI)(MLCI)，它的结构和，它的结构和多层型陶瓷电容器相似多层型陶瓷电容器相似,制造时由铁氧体浆料和导电浆料交替印刷制造时由铁氧体浆料和导电浆料交替印刷叠层后，经高温烧结形成具有闭合磁路的整体。导电浆料经烧结叠层后，经高温烧结形成具有闭合磁路的整体。导电浆料经烧结后形成的螺旋式导电带
29、，相当于传统电感器的线圈，被导电带包后形成的螺旋式导电带，相当于传统电感器的线圈，被导电带包围的铁氧体相当于磁心，导电带外围的铁氧体使磁路闭合。围的铁氧体相当于磁心，导电带外围的铁氧体使磁路闭合。2.5 2.5 表面组装分立器件表面组装分立器件o SMD SMD分立器件包括各种分立半导体器件，有二极管、晶体管、分立器件包括各种分立半导体器件，有二极管、晶体管、场效应管，也有由场效应管，也有由2 2、3 3只晶体管、二极管组成的简单复合电路。只晶体管、二极管组成的简单复合电路。典型典型SMDSMD分立器件的外形如图分立器件的外形如图2-242-24所示，电极引脚数为所示，电极引脚数为2 26 6
30、个。个。o 二极管类器件一般采用二极管类器件一般采用2 2端或端或3 3端端SMDSMD封装，小功率晶体管类器封装，小功率晶体管类器件一般采用件一般采用3 3端或端或4 4端端SMDSMD封装，封装，4 46 6端端SMDSMD器件内大多封装了器件内大多封装了2 2只晶只晶体管或场效应管。体管或场效应管。o2.5.1 SMD2.5.1 SMD二极管二极管 o SMD SMD二极管有无引线柱形玻璃封装和片状塑料封装两种。无引二极管有无引线柱形玻璃封装和片状塑料封装两种。无引线柱形玻璃封装二极管是将管芯封装在细玻璃管内，两端以金属线柱形玻璃封装二极管是将管芯封装在细玻璃管内，两端以金属帽为电极。常
31、见的有稳压、开关和通用二极管，功耗一般为帽为电极。常见的有稳压、开关和通用二极管，功耗一般为0.50.51 W1 W。外形尺寸有。外形尺寸有1.5mm3.5mm1.5mm3.5mm和和2.7mm5.2mm2.7mm5.2mm两种。两种。o 塑料封装二极管一般做成矩形片状，额定电流塑料封装二极管一般做成矩形片状，额定电流150 mA150 mA1 A1 A，耐压耐压5050400 V400 V，外形尺寸为，外形尺寸为3.8mm1.5mm1.1mm3.8mm1.5mm1.1mm。o 无引线柱形玻璃封装二极管是将管芯封装在细玻璃管内无引线柱形玻璃封装二极管是将管芯封装在细玻璃管内,两端两端以金属帽为
32、电极，用于稳压、开关和通用二极管以金属帽为电极，用于稳压、开关和通用二极管,功耗一般为功耗一般为0.50.51W1W。片式发光二极管片式发光二极管2.5.2 SMD2.5.2 SMD晶体管晶体管o 晶体管采用带有翼形短引线的塑料封装，即晶体管采用带有翼形短引线的塑料封装，即SOTSOT封装。可分为封装。可分为SOT-23SOT-23、SOT-89SOT-89、SOT-l43SOT-l43、SOT-252SOT-252几种尺寸结构，产品有小功几种尺寸结构，产品有小功率管、大功率管、场效应管和高频管几个系列；其中率管、大功率管、场效应管和高频管几个系列；其中SOT-23SOT-23是通是通用的表面
33、组装晶体管，用的表面组装晶体管，SOT-23SOT-23有有3 3条翼形引脚。条翼形引脚。o SOT-89 SOT-89适用于较高功率的场合，它的适用于较高功率的场合，它的e e、b b、c c三个电极是从管三个电极是从管子的同一侧引出，管子底面有金属散热片与集电极相连，晶体管子的同一侧引出，管子底面有金属散热片与集电极相连，晶体管芯片粘接在较大的铜片上，以利于散热。芯片粘接在较大的铜片上，以利于散热。图图2-28 SOT2-28 SOT晶体管晶体管a)SOT-23 b)SOT-89 c)SOT-l43 d)SOT-252a)SOT-23 b)SOT-89 c)SOT-l43 d)SOT-25
34、2o SOT-l43 SOT-l43有有4 4条翼形短引脚，对称分布在长边的两侧，引脚中条翼形短引脚，对称分布在长边的两侧，引脚中宽度偏大一点的是集电极，这类封装常见双栅场效应管及高频晶宽度偏大一点的是集电极，这类封装常见双栅场效应管及高频晶体管。体管。o SOT-252 SOT-252封装的功耗可达封装的功耗可达2 250W50W，两条连在一起的引脚或与散，两条连在一起的引脚或与散热片连接的引脚是集电极。热片连接的引脚是集电极。o SMD SMD分立器件封装类型及产品，到目前为止已有分立器件封装类型及产品，到目前为止已有30003000多种，各多种，各厂商产品的电极引出方式略有差别，在选用时
35、必须查阅手册资料。厂商产品的电极引出方式略有差别，在选用时必须查阅手册资料。但产品的极性排列和引脚距基本相同，具有互换性。电极引脚数但产品的极性排列和引脚距基本相同，具有互换性。电极引脚数目较少的目较少的SMDSMD分立器件一般采用盘状纸编带包装。分立器件一般采用盘状纸编带包装。2.6 2.6 表面组装集成电路表面组装集成电路o2.6.1 SMD2.6.1 SMD封装综述封装综述o 集成电路的封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它集成电路的封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用。不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用
36、。o 1.电极形式o 表面组装器件表面组装器件SMDSMD的的I/OI/O电极有两种形式：无引脚和有引脚。电极有两种形式：无引脚和有引脚。无引脚形式有无引脚形式有LCCCLCCC、PQFNPQFN等，有引脚器件的引脚形状有翼形、钩等，有引脚器件的引脚形状有翼形、钩形（形（J J形）和球形三种。翼形引脚用于形）和球形三种。翼形引脚用于SOTSOTSOPSOPQFPQFP封装，钩形封装，钩形（J J形）引脚用于形）引脚用于SOJSOJPLCCPLCC封装，球形引脚用于封装，球形引脚用于BGABGACSPCSPFlip Flip ChipChip封装。封装。o翼形引脚的特点：翼形引脚的特点：o 符合
37、引脚薄而窄以及小间距的发展趋势，特点是焊接容易，符合引脚薄而窄以及小间距的发展趋势，特点是焊接容易，可采用包括热阻焊在内的各种焊接工艺来进行焊接，工艺检测方可采用包括热阻焊在内的各种焊接工艺来进行焊接，工艺检测方便，但占用面积较大，在运输和装卸过程中容易损坏引脚。便，但占用面积较大，在运输和装卸过程中容易损坏引脚。o钩形引脚的特点：钩形引脚的特点：o 引线呈引线呈“J”“J”形，空间利用率比翼形引脚高，它可以用除热阻形，空间利用率比翼形引脚高，它可以用除热阻焊外的大部分再流焊进行焊接，比翼形引脚坚固。由于引脚具有焊外的大部分再流焊进行焊接，比翼形引脚坚固。由于引脚具有一定的弹性，可缓解安装和焊
38、接的应力，防止焊点断裂。一定的弹性，可缓解安装和焊接的应力，防止焊点断裂。o 2.封装材料o 金属封装金属封装:金属材料可以冲压，因此有封装精度高，尺寸严格，金属材料可以冲压，因此有封装精度高，尺寸严格，便于大量生产，价格低廉等优点。便于大量生产，价格低廉等优点。o 陶瓷封装陶瓷封装:陶瓷材料的电气性能优良，适用于高密度封装。陶瓷材料的电气性能优良，适用于高密度封装。o 金属金属陶瓷封装陶瓷封装:兼有金属封装和陶瓷封装的优点。兼有金属封装和陶瓷封装的优点。o 塑料封装塑料封装:塑料的可塑性强，成本低廉，工艺简单，适合大批塑料的可塑性强，成本低廉，工艺简单，适合大批量生产。量生产。o 4.芯片的
39、基板类型o 基板的作用是搭载和固定裸芯片，同时兼有绝缘、导热、隔基板的作用是搭载和固定裸芯片，同时兼有绝缘、导热、隔离及保护作用，它是芯片内外电路连接的桥梁。从材料上看，基离及保护作用，它是芯片内外电路连接的桥梁。从材料上看，基板有有机和无机之分，从结构上看，基板有单层的、双层的、多板有有机和无机之分，从结构上看，基板有单层的、双层的、多层的和复合的。层的和复合的。o 5.封装比o 评价集成电路封装技术的优劣，一个重要指标是封装比评价集成电路封装技术的优劣，一个重要指标是封装比o封装比封装比=芯片面积芯片面积/封装面积封装面积o这个比值越接近这个比值越接近1 1越好。越好。图图2-30 2-3
40、0 常用半导体器件的封装形式及特点常用半导体器件的封装形式及特点2.6.2 2.6.2 集成电路的封装形式集成电路的封装形式o 1.SO封装o 引线比较少的小规模集成电路大多采用这种小型封装。引线比较少的小规模集成电路大多采用这种小型封装。SOSO封封装又分为几种，芯片宽度小于装又分为几种，芯片宽度小于0.15 in0.15 in，电极引脚数目比较少的，电极引脚数目比较少的(一般在一般在8 84040脚之间脚之间)，叫做，叫做SOPSOP封装；宽度在封装；宽度在0.25 in0.25 in以上，电极以上，电极引脚数目在引脚数目在4444以上的，叫做以上的，叫做SOLSOL封装，芯片宽度在封装，
41、芯片宽度在0.6 in0.6 in以上，电以上，电极引脚数目在极引脚数目在4444以上的，叫做以上的，叫做SOWSOW封装。有些封装。有些SOPSOP封装采用小型化封装采用小型化或薄型化封装，分别叫做或薄型化封装，分别叫做SSOPSSOP封装和封装和TSOPTSOP封装。大多数封装。大多数SOSO封装的封装的引脚采用翼形电极，也有一些存储器采用引脚采用翼形电极，也有一些存储器采用J J形电极（称为形电极（称为SOJSOJ），），SOSO封装的引脚间距有封装的引脚间距有1.27 mm1.27 mm、1.0 mm1.0 mm、0.8 mm0.8 mm、0.65 mm0.65 mm和和0.5 0.5
42、 mmmm几种。几种。图图2-31 SOP2-31 SOP的翼形引脚和的翼形引脚和“J”“J”形引脚封装结构形引脚封装结构 o 2.QFP封装o QFP QFP为四侧引脚扁平封装，引脚从四个侧面引出呈翼为四侧引脚扁平封装，引脚从四个侧面引出呈翼(L)(L)型。型。基材有陶瓷、金属和塑料三种，塑料封装占绝大部分。当没有特基材有陶瓷、金属和塑料三种，塑料封装占绝大部分。当没有特别表示出材料时，多数情况为塑料别表示出材料时，多数情况为塑料QFPQFP。引脚中心距有。引脚中心距有1.0mm1.0mm、0.8mm0.8mm、0.65mm0.65mm、0.5mm0.5mm、0.4mm0.4mm、0.3mm
43、 0.3mm 等多种规格，引脚间距最等多种规格，引脚间距最小极限是小极限是0.3mm0.3mm，最大是，最大是1.27 mm1.27 mm。0.65mm 0.65mm 中心距规格中最多引脚中心距规格中最多引脚数为数为304304。o 为了防止引脚变形，现已出现了几种改进的为了防止引脚变形，现已出现了几种改进的QFPQFP品种。如封品种。如封装的四个角带有树指缓冲垫（角耳）的装的四个角带有树指缓冲垫（角耳）的BQFPBQFP，它是在封装本体的，它是在封装本体的四个角设置突起，以防止在运送或操作过程中引脚发生弯曲变形。四个角设置突起，以防止在运送或操作过程中引脚发生弯曲变形。图图2-32 2-32
44、 常见的常见的QFPQFP封装的集成电路封装的集成电路 a)QFPa)QFP封装集成电路实物封装集成电路实物 b)QFP b)QFP封装的一般形式封装的一般形式 c)BQFP c)BQFP封装封装o 3.PLCC封装o PLCC PLCC是集成电路的有引脚塑封芯片载体封装，它的引脚向内是集成电路的有引脚塑封芯片载体封装，它的引脚向内钩回，叫作钩形钩回，叫作钩形(J(J形形)电极，电极引脚数目为电极，电极引脚数目为16168484个，间距为个，间距为1.27 mm1.27 mm，其外观与封装结构如图，其外观与封装结构如图2-332-33所示。所示。PLCCPLCC封装的集成电路封装的集成电路大多
45、是可编程的存储器。芯片可以安装在专用的插座上，容易取大多是可编程的存储器。芯片可以安装在专用的插座上，容易取下来对其中的数据进行改写。下来对其中的数据进行改写。图图2-33 PLCC2-33 PLCC的封装结构的封装结构a)a)实物外观实物外观 b)b)插座插座 c)c)封装结构封装结构o 4.LCCC封装o LCCC LCCC是陶瓷芯片载体封装的是陶瓷芯片载体封装的SMDSMD集成电路中没有引脚的一种封集成电路中没有引脚的一种封装；芯片被封装在陶瓷载体上，外形有正方形和矩形两种，无引装；芯片被封装在陶瓷载体上，外形有正方形和矩形两种，无引线的电极焊端排列在封装底面上的四边，电极数目正方形分别
46、为线的电极焊端排列在封装底面上的四边，电极数目正方形分别为1616、2020、2424、2828、4444、5252、6868、8484、100100、124124和和156156个，矩形分别个，矩形分别为为1818、2222、2828和和3232个。引脚间距有个。引脚间距有1.0mm1.0mm和和1.27mm1.27mm两种。两种。o LCCC LCCC引出端子的特点是在陶瓷外壳侧面有类似城堡状的金属引出端子的特点是在陶瓷外壳侧面有类似城堡状的金属化凹槽和外壳底面镀金电极相连，提供了较短的信号通路，电感化凹槽和外壳底面镀金电极相连，提供了较短的信号通路，电感和电容损耗较低，可用于高频工作状态
47、。和电容损耗较低，可用于高频工作状态。图图2-35 LCCC2-35 LCCC封装的集成电路封装的集成电路a)a)结构结构 b)b)外形外形o 5.PQFN封装o PQFN PQFN是一种无引脚封装，呈正方形或矩形，封装底部中央位是一种无引脚封装，呈正方形或矩形，封装底部中央位置有一个大面积裸露焊盘，提高了散热性能。围绕大焊盘的封装置有一个大面积裸露焊盘，提高了散热性能。围绕大焊盘的封装外围四周有实现电气连接的导电焊盘。由于外围四周有实现电气连接的导电焊盘。由于PQFNPQFN封装不像封装不像SOPSOP、QFPQFP等具有翼形引脚，其内部引脚与焊盘之间的导电路径短，自感等具有翼形引脚，其内部
48、引脚与焊盘之间的导电路径短，自感系数及封装体内的布线电阻很低，所以它能提供良好的电性能。系数及封装体内的布线电阻很低，所以它能提供良好的电性能。PQFNPQFN非常适合应用在手机、数码相机、非常适合应用在手机、数码相机、PDAPDA、DVDV、智能卡及其他便、智能卡及其他便携式电子设备等高密度产品中。携式电子设备等高密度产品中。o 6.BGA封装o BGA BGA封装即球栅阵列封装，是将原来器件封装即球栅阵列封装，是将原来器件PLCCPLCCQFPQFP封装的封装的J J形形或翼形电极引脚，改变成球形引脚；把从器件本体四周或翼形电极引脚，改变成球形引脚；把从器件本体四周“单线性单线性”顺序引出
49、的电极，变成本体底面之下顺序引出的电极，变成本体底面之下“全平面全平面”式的格栅阵排式的格栅阵排列。这样，既可以疏散引脚间距，又能够增加引脚数目。焊球阵列。这样，既可以疏散引脚间距，又能够增加引脚数目。焊球阵列在器件底面可以呈完全分布或部分分布。列在器件底面可以呈完全分布或部分分布。o 7.CSP封装o CSP CSP为芯片尺寸级封装的意思。是为芯片尺寸级封装的意思。是BGABGA进一步微型化的产物，进一步微型化的产物，做到裸芯片尺寸有多大，封装尺寸就有多大。即封装后的做到裸芯片尺寸有多大，封装尺寸就有多大。即封装后的ICIC尺寸尺寸边长不大于芯片的边长不大于芯片的1.21.2倍，倍，ICIC
50、面积只比晶粒（面积只比晶粒（DieDie）大不超过）大不超过1.41.4倍。倍。CSPCSP封装可以让芯片面积与封装面积之比超过封装可以让芯片面积与封装面积之比超过1 1：1.141.14，已经非常，已经非常接近于接近于1 1：1 1的理想情况。的理想情况。o 在相同的芯片面积下，在相同的芯片面积下，CSPCSP所能达到的引脚数明显的要比所能达到的引脚数明显的要比TSOPTSOP、BGABGA引脚数多的多。引脚数多的多。TSOPTSOP最多为最多为304304根引脚，根引脚，BGABGA的引脚极限能达到的引脚极限能达到600600根，而根，而CSPCSP理论上可以达到理论上可以达到100010