第2章 SMT生产物料——元器件.ppt

第2章SMT生产物料元器件,第2章SMT生产物料SMC/SMD,特点及分类,微型化的关键短引线/无引线元器件,第2章SMT生产物料SMC/SMD,一、特点1、SMC/SMD无引脚或者短引脚，引脚间距小，集成度高；2、SMC/SMD直接贴到PCB表面，元器件本体与焊点位于同一侧，布线密度提高；3、SMC/SMD发展不均衡；4、SMC/SMD发展迅速，规格较多，尚无统一标准；5、与PCB表面非常接近，间隙小，清洗困难。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,二、分类：1、按功能分为三大类（两类：SMC、SMD）无源元件(SMC):片式电阻、电容、电感等有源元件(SMD):SOT、SOP、PLCC、QFP、LCCC等机电元件：异型元件，如继电器、开关、变压器等2、按结构形状分：薄片矩形、圆柱形、扁平异型3、按使用环境分：非气密性封装器件、气密性封装器件070-55125,第2章SMT生产物料SMC/SMD,SMC,一、表面组装电阻器电阻：当电流通过导体时，导体对电流的阻力；电阻器：在电路中起电阻作用的元件。发展：矩形片式电阻器圆柱形片式电阻器电阻网络,第2章SMT生产物料SMC/SMD,矩形片式电阻器1、结构：,基板电阻膜保护膜内层电极中间电极外层电极,第2章SMT生产物料SMC/SMD,基板：96%的陶瓷良好电绝缘性、导电等性能，基板平整，划线准确标准，充分保证电阻、电极浆料印刷到位。电阻膜（矩形片式电阻器分类）RN-厚膜RK-薄膜保护膜：玻璃浆料烧结而成的低熔点的玻璃釉层作用：机械保护作用；使电阻体表面具有绝缘性。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,按特性及电阻材料分类：厚膜RN：产量高，用途广，相对精度低，阻值范围宽薄膜RK：价格较贵，性能稳定，阻值精度高，阻值范围窄，只适合于高频、精密电路,第2章SMT生产物料SMC/SMD,三层电极：保证电阻器有良好的可焊性和可靠性。内层电极：连接电阻体的内部电极，一般用银钯(Ag-Pd)合金。中间电极：镀镍层，又称镍阻挡层。作用：防止银的浸析，向外扩散与锡形成合金；同时提高电阻器在焊接时的耐热性。外层电极：锡铅层，有称可焊层。作用：使电极具有良好的可焊性，延长电极的保存期及避免铅对环境的污染。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,2、精度字母值表示法精度范围F:1%；G:2%；J:5%；K:10%；M:20%系列表示法（IEC63标准）E96系列电阻值偏差为1%E48系列2%；E24系列5%E12系列10%；E6系列20%,第2章SMT生产物料SMC/SMD,3、外形尺寸片式电阻器以它们的外形尺寸的长宽来命名,LW,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,例：1206In:LW=0.120.06(inin)SI:LW=3.21.6(mmmm),注：换算关系：1inch=0.0254m=25.4mm,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,4、标注元件上标注06030402020101005（In）元件上不标注料盘上标注,元件上的标注,阻值精度为5%，10，20时，采用3位数字表示R10欧，前两位为电阻的有效数字，第三位表示后面“0”的个数。如：150表示15100=15(欧)108表示10108=1000兆欧R10欧，在小数点处加“R”如：4.8欧表示为4R80.39欧表示为R39,阻值精度为1%，2时，采用4位数字表示。R100欧，在小数点处加“R”如：4.7欧表示为4R7015.1欧表示为15R10.7欧表示为R700R100欧，前三位为电阻的有效数字，第四位表示后面“0”的个数如：2002表示200102=20000100欧应如何表示？,第2章SMT生产物料SMC/SMD,特别电阻跨接线：为0欧的片状电阻，记为000。注：每种精度的跨接电阻均用“000”表示。当采用四个数字表示时，一般阻值不在元件上进行标注,第2章SMT生产物料SMC/SMD,料盘上的标注,注：一般关注尺寸、精度及阻值。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,圆柱形片式电阻器MELF型,MetalElectrodeLeadlessFace（BondingType）的字母简称。,优点：便宜、高电压、高温、能做低电阻,值(0.1欧姆)、准确度更好。,缺点：组装时可能会滚动。,标准化不够完整。,1、结构与工艺,涂色环标记,涂耐热漆,调阻值,压电极,涂碳膜/金属膜（分类）,96%Al2O3,第2章SMT生产物料SMC/SMD,碳膜ERD型金属膜ERO型跨接用的0电阻器,2、分类,第2章SMT生产物料SMC/SMD,3、外形尺寸,第2章SMT生产物料SMC/SMD,常用尺寸：2X1.25mm(Mini-Melf),3.5X1.4mm,5.9X2.2mm,4、精度,第2章SMT生产物料SMC/SMD,5、标注,元件上标注色环标准法三色环表示，标称阻值允许偏差为J（少用）,读法：1、2色环为有效数字，第3数字为后面“0”的个数。注：一般没有阻值允许偏差带色环。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,四色环表示，标称阻值允许偏差为K和J,读法：1、2色环为有效数字，第3环为后面“0”的个数。第4环为阻值允许偏差环（金或银）,第2章SMT生产物料SMC/SMD,五色环表示，标称阻值允许偏差为K、J、G和F,读法：1、2、3色环为有效数字，第4环为后面“0”的个数。第5环为阻值允许偏差环,0欧电阻无色环。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,练习,色环的含义,第2章SMT生产物料SMC/SMD,怎么读呢？,第2章SMT生产物料SMC/SMD,方法三：若色环距两端距离一样，两端色环粗细也一致，则看色环间距。一般，偏差色环离其他色环较远，间距大的色环放右端进行读数。,方法二：若色环距两端距离一样，则看两端色环粗细，最粗的色环放右端进行读数(对三色环同样适用)；,方法一：首先看色环离两端的距离，一般从离端面距离近的一端读起；,色环的读法,第2章SMT生产物料SMC/SMD,料盘上的标注ERD10TLJ561U,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,小型固定电阻网络,矩形封装,SIP封装,SO封装,1、定义,在一块基片上，将多个参数和性能一致的电阻，连接后置于一个组装体内，形成电阻网络。也称集成电阻或阻排,第2章SMT生产物料SMC/SMD,2、分类,按照电阻膜制作方式：厚膜RN，薄膜RK按结构不同：小型扁平封装SOP型芯片功率型芯片载体型芯片阵列型,第2章SMT生产物料SMC/SMD,3、跨接电阻网络为0欧，记为0004、精度一般为J、G、F。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,表面组装电位器,1、也称为可调电阻器，是一种可以人为的将阻值连续可调变化的电阻器。,片式电位器,2、作用：调节分电路的电压和电阻。,3、分类：敞开式回流焊防尘式微调式全密封式-回流焊、波峰焊,第2章SMT生产物料SMC/SMD,SMC,二、表面组装电容器,片式电容器由日本公司首次研制成功。,一般呈淡黄色，上面无字母。,极性：瓷介电容无极性电解电容有极性,瓷介电容,电解电容,分类,片状瓷介电容器,矩形瓷介电容器多层MLC,圆柱形瓷介电容器MELF,有机薄膜、云母电容器,铝电解电容器,钽电解电容器,有极性,-很少,独石电容器,第2章SMT生产物料SMC/SMD,单层,第2章SMT生产物料SMC/SMD,片状瓷介电容器1、结构,第2章SMT生产物料SMC/SMD,2、分类：类陶瓷(国内型号CC41)类陶瓷(国内型号CT41)类陶瓷温度补偿型，损耗低，电容量稳定性高。类陶瓷高介电常数型，体积小，容量大，稳定性差,第2章SMT生产物料SMC/SMD,3、外形尺寸外形标准与片状电阻基本相同，长宽。注意：同尺寸的电阻器与电容器相比，电容器稍厚。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,4、精度：用字母表示，采用IEC规定C10pFF:1%G:2%J:5%K:10%M:20%C10pF,注：1F=106F=109nF=1012pF,第2章SMT生产物料SMC/SMD,5、标注：元件上标注早期印有字母数字表示其电容，现在无标注料盘上的标注目前还无统一标准主要关注尺寸、电容量及精度等参数。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,钽电解电容器：1、矩形片状钽电解电容器结构：三种：裸片型（少用）模塑封装型端帽型极性判断,特性：焊接时，本体颜色有变化，说明温度太高。外形尺寸：以它们的长宽来表示。,裸片型（少用）,无封装外壳，无法吸取，手工贴装。有引线一端为”+”极。,极向标记,极向标记,浅黄色塑料封装，有深色标记线一端为“+”极。,模塑封装型,端帽型,黑色树脂封装，有白色标记线一端为“+”极。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,2、圆柱形钽电解电容器极性：阳极采用非磁性金属，阴极采用磁性金属，传送时根据磁性自动判断正负极。特性：焊接时，保证本体颜色无变化。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,铝电解电容器：矩形（树脂封装）圆柱形（金属封装）（主要）,第2章SMT生产物料SMC/SMD,深色标记一端为负极,第2章SMT生产物料SMC/SMD,SMC,三、其他片式元件1、电感器：无极性，一般为深蓝色。分类：按形状：矩形、方形、圆柱形按磁路：开路、闭路按电感量：固定的和可调的按结构的制造工艺：绕线型片式电感器、多层型片式电感器、卷绕型片式电感器,第2章SMT生产物料SMC/SMD,多层片式,绕线片式,第2章SMT生产物料SMC/SMD,2、片式滤波器3、片式振荡器4、片式延迟线5、片式敏感元件6、片式磁珠7、片式开关,本节要点,R分类、精度、尺寸、标注,CMLC的精度、尺寸、标注钽、铝电解电容颜色、极性、分类,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,作业题,1、片式元件主要以外形尺寸长和宽命名,试写出常见片式元件的英制、公制规格，并以其中一组为例，写出其具体尺寸。（按照顺序对应写下来，至少写8组）2、片式电阻中有哪些常见精度？3、矩形片式电阻的元件上的标注（每种情况举一例子）4、钽电解电容按外形（结构）可分为哪几种？极性如何判断？,第2章SMT生产物料SMC/SMD,SMD,SMD的发展,DIP,SOP,SOT,LCCC,SOJ,QFP,PLCC,CSP,BGA,MCM,F.C,3D-MCM,PQFN,SOT23,SOT143,SOT25,SOT25,DPAK,D2PAK,SOT89,SOT223,D3PAK,一、小外形封装晶体管（SOT）SmallOutlineTransistor,SOT252,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,1、SOT233条翼形引脚,SOT23封装结构,表面印有标记，通过相关手册查对应的极性、型号和性能。,可用来封装小功率晶体管、场效应管、二极管和带电阻网络的复合晶体管,第2章SMT生产物料SMC/SMD,一侧是金属散热片，与基极相连；一侧是三条薄的短引脚散热处理是设计重点之一。,适用于中等功率的场合，功耗为300mw2w,2、SOT89,第2章SMT生产物料SMC/SMD,四条翼形引脚，从两侧引出。,可用来封装双栅场效应管及高频晶体管，一般用作射频晶体管。,3、SOT143,第2章SMT生产物料SMC/SMD,SOT252,引脚分布形式同SOT89相似，3条引脚从一侧引初，另一面为散热片。两条长引脚为翼形引脚，中间为短平形引脚。,4、SOT252,第2章SMT生产物料SMC/SMD,二、小外形封装集成电路(SOP/SOIC),名称和规范并不统一。主要名称有：SO，SOM，SOL，SOP,JEDEC规范：,SOPSmallOutlinePackageSOICSmallOutlineIntegratedCircuit,1、引脚形式,翼形引脚,J形引脚,SOJ,I形引脚,第2章SMT生产物料SMC/SMD,2、引脚排序,第2章SMT生产物料SMC/SMD,缺口标记,园点标记,横杆标记,以文字作标识（正看IC下排引脚的左边第一个脚为“1”）,第2章SMT生产物料SMC/SMD,3、引脚数目（SOP类型）,SOP8SOP14SOP16SOP20SOP24SOP28SOP48SOP56SOP64引脚数为双数，对称分布,第2章SMT生产物料SMC/SMD,4、引脚间距,最常见间距为1.27mm其它间距：1.0mm，0.8mm，0.65mm0.5mm,0.4mm,0.3mm极限尺寸为0.3mm,第2章SMT生产物料SMC/SMD,5、SOP的延伸,SSOP(ShrinkSmallOutlinePackage),TSOP(ThinSmallOutlinePackage),TSSOP(ThinShrinkSmallOutlinePackage),VSOP(VerySmallOutlinePackage),第2章SMT生产物料SMC/SMD,三、塑封有引脚芯片载体(PLCC)PlasticLeadedChipCarrier,因封装材料的不同有：PLCC（塑膜）,CLCC（陶瓷）,MLCC（金属）,其中以PLCC最常用。,属于成熟技术，无继续开发。,封装底,加入代表封装材料的字母以区别无引线芯片载体LCC，如以PLCC代表塑膜封装等。,四边引脚，引脚一般采用J形设计。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,引脚标志,第2章SMT生产物料SMC/SMD,最常见间距为1.27mm，0.76mm最小间距为0.3mm。,外形尺寸：长方形、正方形长方形引脚1832条正方形引脚2084条,第2章SMT生产物料SMC/SMD,四、无引线陶瓷芯片载体（LCCC）LeadlessCeramicChipCarrier,引脚形式：城堡状。,引线间距：1.27mm和1.0mm。,外形尺寸：有长方形和正方形。方形有16、20、24、28、44、52、68、84、100、124和156个电极数矩形有18、22、28和32个电极数。,封装用途：军事通信设备、航空、航天、船舶等尖端和恶劣环境的设备。比如微处理单元、门阵列和存贮器等。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,有引脚陶瓷芯片载体（LDCC）LeadedCeramicChipCarrier,第2章SMT生产物料SMC/SMD,五、方形扁平封装(QFP)QuadFlatPackage,常用的封装形式。,优点：,4边引脚，较高的封装率。能提供微间距。,缺点：,工艺要求高。附带翼形引脚问题，尤其是在微间距应用上。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,通常采用翼形引脚，很少采用J形引脚引脚间距由0.3至1.0mm主要有1.0，0.8，0.65，0.5，0.3,引脚数目有32至350左右。,有方形和长方形两类,引脚标志,QFP,美国JEDEC标准，尺寸只用英制。,4边拐角处有凸台保护引脚。,BQFP,BumpedQFP,第2章SMT生产物料SMC/SMD,QFP的发展,PQFP,SQFP,CERQUAD,MQUAD,TQFP,VQFP,TSQFP,BQFP,BMQUAD,TAPEPAK,高功率、高温应用,更薄小,更坚固,第2章SMT生产物料SMC/SMD,六、球栅阵列封装BGABallGridArray,两边引脚,四边引脚,栅阵排列,PGA,BGA,增加组装密度效率,第2章SMT生产物料SMC/SMD,1、BGA器件的优缺点,优点：引脚呈球状，短，电气性能优越；引脚多，组装密度高；引脚中心距大，组装成品率高；焊接时有自对准效应；引脚牢固，共面性好。散热性能好缺点：引脚位于本体底部，焊点不外露，焊接时有阴影效应，对焊接温度曲线要求高；焊接后，检测困难；不能进行焊点的局部返修；易吸湿。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,2、分类：按引脚排列方式,完全分布/均匀分布,外围加中间分布,部分分布/周边分布,第2章SMT生产物料SMC/SMD,按基座材料,塑封球栅阵列(PBGA:PlasticBallGridArray)陶瓷球栅阵列(CBGA:CeramicBallGridArray)陶瓷柱栅阵列(CCGA:CeramicColumnGridArray)载带球栅阵列(TBGA:TapeBallGridArray),第2章SMT生产物料SMC/SMD,3、各种BGA的比较,CBGA、CCGA、TBGA一次沉降,PBGA两次沉降,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,七、芯片尺寸级封装CSP,ChipScalePackage；ChipSizePackage,它是BGA进一步微型化的产物，日本称之为BGA,封装尺寸：裸芯片1.2：1焊球直径：0.2-0.5mm引脚间距：1.00.80.650.5mm,第2章SMT生产物料SMC/SMD,CSP特点：CSP是一种品质能保证的器件，它在出厂时半导体制造厂家均经过性能测试，确保器件质量是可靠的。封装尺寸比BGA小。CSP比QFP提供了更短的互联，因此电性能更好，更适合在高频场合应用。CSP器件本体更薄，故具有更好的散热性能。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,八、塑封四周扁平无引线封装PQFN,PlasticQuadFlatPack-NoLead在封装外壳侧面和底部或仅底部引出焊端,第2章SMT生产物料SMC/SMD,九、裸芯片,之前介绍的IC都是先封装再组装在PCB上；裸芯片则是直接将芯片组装在PCB上，再封装。,通常采用的封装方法有两种：COB法倒装焊(FlipChip/C4)法,第2章SMT生产物料SMC/SMD,1、板上芯片COB（ChiponBoard）法,优点：,组装密度好，工艺成熟。,不需额外的Bumping工序。,缺点：,无尘工艺。,不适应大批量自动贴装。,需高质量的基板（镀金）。,裸芯片处理。,用途：,只适用于低功耗(0.51W)场合。可定做，价格仅为QFP的一半,第2章SMT生产物料SMC/SMD,2、倒装芯片Flip-Chip法,Bumping,Flipover,Mounting,传统集成电路,TAB,Flip-Chip,PCB,PCB,倒装焊-国内,可控塌陷芯片连接()-国外,倒装芯片的优缺点,优点：,最高组装密度。,发挥良好的电气性能。,能融入标准SMT工艺。,较好的自动组装对中功能。,良好的低成本展望。,相当的可靠性经验。,缺点：,大量生产的技术还未成熟。,技术的标准化较不完善。,基板制造技术还不理想。,额外和费时的fluxing和underfill工艺。,热处理较复杂。,检测和返修都较难，制造工艺要求较高,FC的关键是凸点的制作,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,十、多芯片组件MCMMultiChipModule,1979年由IBM公司开发推出。,把多个裸芯片组装在同一封装内。,组装技术：COB，FC，TAB或混合。,很好的组装密度效率。,常用的有3种类别：,MCMC（陶瓷基片）,MCMD（薄膜技术）,MCML（有机基片）,设计困难，开发投资大。,供应少。,用于军事、航天和大型电脑上。,十一、引脚形式：1、翼形引脚特点：间距小，焊后易检测；刚性、共面性一般2、J形引脚特点：间距大，刚性好，共面性好；有阴影效应，焊接温度不易调节，焊后不易检测3、I形引脚（已很少使用）,第2章SMT生产物料SMC/SMD,4、球形引脚优点：引脚呈球状，短，电气性能优越；引脚多，组装密度高；引脚中心距大，组装成品率高；引脚牢固，共面性好。缺点：引脚位于本体底部，焊点不外露，焊接时有阴影效应焊接后，检测困难；不能进行焊点的局部返修；易吸湿。,BGA器件的优缺点,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,认一认、说一说。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,作业题,一、表面安装元器件常见的引脚有哪些形式？各自特点如何？并将常见的器件根据其引脚形式进行相应分类。二、写出以下元件的名称。SOT、SOP、PLCC、LCCC、QFP、PBGA、CBGA、TBGA、CCGA、PQFN、CSP、COB、FC、MCM,封装=元件本身的外形和尺寸。包装=成形元件为了方便储存和运送的外加包装。,封装,包装,封装和包装,第2章SMT生产物料SMC/SMD,元器件的包装,一、SMC/SMD常见的包装形式二、各种元器件的具体包装三、IPC标准规定的包装的具体规格尺寸,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,常见包装形式,纸质编带,塑料编带,1、编带包装,第2章SMT生产物料SMC/SMD,纸质编带,要求元件厚度与纸带相当，主要包装较小型的矩形片式元件：片式电容、电阻、圆柱形二极管、SOT晶体管等。,纸带宽度：8mm（一般）；定位孔孔距：4mm(一般)；2mm(0402以下)。间距一般是4的倍数。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,塑料编带,结构尺寸同纸带包装。,元件比编带稍厚，料盒是凸形。,主要包装元件类型：稍大一点尺寸的矩形、圆柱形、异形SMC及小型SOP、BQFP等。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,分类：纸质编带、塑料编带、粘结式编带。以带宽、定位孔孔距和卷带直径来区分。常用带宽：8,12,16,24,32,44,56,72mm定位孔孔距：2,4,8,12,16,24,32,44mm常用卷带直径：7,13和15英寸,第2章SMT生产物料SMC/SMD,2、管状包装,常用在SOP和PLCC包装上。主要包装矩形、异形元件和小型SMD容量小，不适合高速生产线，商家设计多管道以补不足。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,3、托盘包装,又称华夫盘，单层或多层。主要包装共面性要求高或大尺寸的IC器件。可供烘烤除湿使用。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,4、散装,供无极性无引脚的SMC；容器可以再循环使用；不利于自动化拾取。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,5、元器件包装形式的选用原则,尽量选用编带包装对于大尺寸、细间距IC等共面性要求高的，尽量选用托盘包装小批量生产，可选择管状包装，散装,第2章SMT生产物料SMC/SMD,IPC标准规定的包装的具体规格尺寸,1、矩形电阻,注：采用纸质编带，所以标注：SMR-PA,第2章SMT生产物料SMC/SMD,2、圆柱形R塑料编带，带宽8mm、12mm，3000只/盘。散装：0.125W，1000个/袋；0.25W，500个/袋，不常见,3、电阻网络塑料编带，带宽24mm、32mm、44mm。,第2章SMT生产物料SMC/SMD,4、多层片状瓷介电容MLC,注：SMR-PA表纸质编带；SMC-PL表塑料编带,5、钽电解电容带宽：12mm、16mm,6、铝电解电容带宽：12mm、16mm,第2章SMT生产物料SMC/SMD,第2章SMT生产物料SMC/SMD,MSD的保管与使用,湿度敏感器件MSD(MoistureSensitiveDevice)塑料封装树脂封装（环氧树脂、有机硅树脂）一般IC、芯片、电解电容、LED等,一、MSD的储存,1、MSD的储存储存T40；环境相对湿度RH60%；包装：储存在装有HIC和干燥剂的MBB中，有效期为1年；防静电措施：要满足表面组装元器件对防静电的要求,第2章SMT生产物料SMC/SM