第二章、表面組裝元器件2.1表面組裝元器件的特點(diǎn)、種類和規(guī)格2.1.1特點(diǎn)1、定義:表面組裝元器件是指無引腳元器件。SMC:指表面組裝無源元件，如片式電阻、電容、電感稱為。SMD:指有源器件，如小外形晶體管(SOT)及四方扁平組件(QFP)。2、特點(diǎn)：(1)在表面組裝器件的電極上，完全沒有引線，或只有非常短小的引線，引線間距小。(2)表面組裝元器件直接貼裝在PCB的表面，將電極焊接在與元器件同一面的焊盤上。2.1.2種類和規(guī)格1、按結(jié)構(gòu)形狀分：薄片矩形、圓柱形、扁平異形。2、按功能分：無源元件SMC、有源器件SMD和機(jī)電元件。3、按使用環(huán)境分：非氣密性封裝器件和氣密性封裝器件?！?.2表面組裝無源元件(SMC)2.2.1SMC的外形尺寸表示及技術(shù)參數(shù)1、外形尺寸

矩形六面體、圓柱體、異形

矩形SMC系列型號的表示方法:前兩位表示長度、后兩位表示寬度如3216矩形貼片元件，長=3.2mm，寬=1.6mm(2)圓柱型電阻器三色環(huán)四色環(huán)五色環(huán)精度為±1％的精密電阻器還可以用兩位數(shù)字代碼加一位字母代碼表示。（查表）

普通電阻器標(biāo)注精密電阻器標(biāo)注2.2.2表面組裝電阻器1、普通表面組裝電阻器(圖)按制造工藝分為:厚膜薄膜按封裝外形分為:片狀采用厚膜工藝制造

圓柱形(MELF)采用薄膜工藝2、表面組裝電阻排(圖)是電阻網(wǎng)絡(luò)的表面組裝形式按結(jié)構(gòu)分為SOP型、芯片功率型、芯片載體型、芯片陣列

3、表面組裝電位器(片式電位器)(1)敞開式結(jié)構(gòu):無外殼保護(hù)，適用于消費(fèi)類產(chǎn)品而且只能用于再流焊工藝(2)防塵式結(jié)構(gòu):有外殼保護(hù)，性能好，適用于高檔消費(fèi)電子產(chǎn)品(3)微調(diào)式結(jié)構(gòu):精細(xì)調(diào)節(jié)，性能好，價(jià)格昂貴，適用于投資類電子整機(jī)中(4)全密封式結(jié)構(gòu):調(diào)節(jié)方便、可靠、壽命長2.2.3表面組裝電容器1、陶瓷系列電容器(MLC)以陶瓷材料為電容介質(zhì)，通常是無引腳結(jié)構(gòu)可靠性高，用于汽車、軍事和航空航天產(chǎn)品。2、電解電容器鋁電解電容器:異型結(jié)構(gòu)/鉭電解電容器:片狀矩形3、云母電容器以天然云母為電介質(zhì)，一般為矩形片狀耐熱性好、損耗低，用于無線通信和硬盤系統(tǒng)中2.2.4表面組裝電感器1、繞線型表面組裝電感器：工字形(開磁路、閉磁路)、槽形、棒形、腔體。2、多層型表面組裝電感器(MLCI)特點(diǎn):(1)可靠性高(2)磁路閉合，不干擾也不受干擾，適宜高密度組裝(3)無引線，小型化3、卷繞型表面組裝電感器優(yōu)點(diǎn):尺寸較小、成本低缺點(diǎn):圓柱形故接觸面積小，因此組裝性不好2.2.5其他表面組裝元件1、片式濾波器(1)片式抗干擾濾波器(EMI濾波器)作用:抑制同步信號中的高次諧波噪聲，防止信號失真(2)片式LC濾波器(3)片式表面波濾波器(晶體濾波器)2、片式振蕩器:陶瓷、晶體、LC2.2.6SMC的焊端結(jié)構(gòu)無引線片狀元件SMC的電極焊端一般由三層金屬構(gòu)成：內(nèi)部是鈀銀合金電極中間是鎳阻擋層:避免高溫焊接時(shí)元件厚膜電極脫帽導(dǎo)致虛焊或脫焊；對內(nèi)部電極起保護(hù)阻擋作用。外部是鉛錫合金:提高可焊接性2.2.7SMC元件的規(guī)格型號的表示方法容量誤差J表示±5％G表示±2％F表示±1％包裝形式T表示編帶包裝B表示散裝§2.3表面組裝器件(SMD)2.3.1表面組裝分立器件包括各種分立半導(dǎo)體，有二極管、晶體管、場效應(yīng)管，也有由2、3支晶體管、二極管組成的簡單復(fù)合電路。1、表面組裝分立器件的外形電極引腳數(shù)為2~6個(gè)二極管:2端或3端封裝；小功率晶體管:3端或4端封裝；4~6端SMD內(nèi)大多封裝兩支晶體管或場效應(yīng)管。2、表面組裝元件(SMD)引腳形狀

翼形

鉤形

球形I形

針形

2、表面組裝二極管無引線柱形玻璃封裝二極管:穩(wěn)壓開關(guān)、通用二極管片狀塑料封裝二極管:矩形片狀3、小外形塑封晶體管(SOT)采用帶翼形短腳引線的塑料封裝2.3.2表面組裝集成電路1、集成電路的封裝定義：是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著安放、固定、密封、保護(hù)芯片和增強(qiáng)電熱性能的作用，而且還是溝通芯片內(nèi)部與外部電路的橋梁，芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印制電路板上的導(dǎo)線與其他元器件建立連接。2、封裝方式(1)SO封裝:引線比較少的小規(guī)模集成電路一般采用這種小型封裝。大多采用翼形引腳SOP封裝:芯片寬度小于0.15in，引腳在8～40之間SOL封裝:芯片寬度在0.25in以上，引腳在44以上SOW封裝:芯片寬度在0.6in以上，引腳在44以上(2)QFP封裝(20世紀(jì)90年代主要采用的方式)定義:矩形四面都有電極引腳的表面組裝集成電路稱作QFP封裝。封裝的芯片一般是大規(guī)模集成電路。采用翼形引腳PQFP:封裝的芯片四角有突出TQFP:薄型封裝，厚度小于1.0mm或0.5mm(3)LCCC封裝是陶瓷芯片載體封裝的表面組裝集成電路中沒有引腳的一種封裝。芯片被封裝在陶瓷載體上，無引線的電極焊端排列在封裝底面上的四邊。優(yōu)點(diǎn):全封閉式、可靠性高主要用于軍用產(chǎn)品中(4)PLCC封裝PLCC是集成電路的有引腳塑封芯片載體封裝，引腳采用鉤形引腳，大多用于可編程存儲(chǔ)器。(5)PGA封裝(大規(guī)模集成電路的封裝，BGA前身)CPU集成度增加和個(gè)人用戶更換更方便PGA封裝:將CPU引腳由翼形引腳改成針形引腳缺點(diǎn):必須配合專用插座、封裝成本高(5)大規(guī)模集成電路的BGA封裝發(fā)展緣由:集成電路的集成度迅速提高，封裝尺寸必須縮小。電極采用球形引腳球形引腳優(yōu)點(diǎn):尺寸小利于高密度組裝；再流焊時(shí)有自校準(zhǔn)效應(yīng)，降低了貼片精度，提高組裝可靠性。BGA品種:陶瓷BGA(CBGA)、塑料BGA(PBGA)、微型BGA(Micro-BGA、μBGA、CSP)2.3.4集成電路封裝形式的比較與發(fā)展1、封裝比概念=芯片面積/封裝面積比值越接近1，封裝面積越接近芯片本身面積2、封裝形式的發(fā)展過程與比較：DIP、SIP:20世紀(jì)70年代的直插封裝SO、LCCC、PLCC、QFP:20世紀(jì)80年代的芯片載體封裝BGA:20世紀(jì)90年代

μBGACSP(封裝比為1：1.1，芯片尺寸封裝)MCM(多芯片組件)§2.4表面組裝元器件的包裝方式與使用要求2.4.1表面組裝元器件的包裝包裝方式分為：1、散裝:無引線且無極性的表面組裝元器件2、盤狀編帶包裝：紙編帶、塑料編帶3、管式包裝：SOP、SOJ、PLCC4、托盤包裝：QFP、SOP、PLCC、BGA2.4.2表面組裝元器件的要求1、裝配適應(yīng)性:要適應(yīng)各種裝配設(shè)備操作和工藝流程。(1)對元器件上表面的要求(2)對元器件下表面的要求(3)對元器件尺寸、形狀的要求(4)對元器件包裝形式的要求(5)對元器件機(jī)械強(qiáng)度的要求2、焊接適應(yīng)性:適應(yīng)各種焊接設(shè)備及相關(guān)工藝流程。(1)對元器件焊端和引腳的要求(2)對元器件耐高溫性能的要求(3)焊接后清洗工藝對元器件的要求2.4.3表面組裝元器件使用注意事項(xiàng)1、表面組裝元器件存放的環(huán)境條件2、有防潮要求的表面組裝器件3、運(yùn)輸、分料、檢驗(yàn)或手工貼裝時(shí)，操作工人應(yīng)帶防靜電腕帶，使用吸筆4、剩余表面組裝器件的保存方法2.4.4表面組裝元器件的選擇1、選擇元器件時(shí)要注意貼片機(jī)的貼裝精度水平。2、鉭鋁電解電容器主要用于電容量大的場合。3、集成電路的引腳形式與焊接設(shè)備及工作條件有關(guān)，是必須考慮的問題。4、機(jī)電元件大多由塑料構(gòu)成骨架，塑料骨架容易在焊接時(shí)受熱變形，最好選用有引腳露在外面的機(jī)電元件。第三章、表面組裝印制板的設(shè)計(jì)與制造印制電路：是一種附著于絕緣基材表面，用于連接電子元器件的導(dǎo)電圖形。印制電路板：簡稱印制板或PCB(PrintedCircuitBoard),是指印制電路的成品板。為了區(qū)別THT與SMT所用基板不同：通孔插裝元器件所用的PCB稱為插裝印制板表面貼裝元器件所用的印制板稱為SMB§3.1SMT印制電路板的特點(diǎn)和材料3.1.1SMT印制電路板的特點(diǎn)SMB與傳統(tǒng)插裝印制電路板相比，特點(diǎn)如下：(1)高密度:間距小、引腳多(100～500)(2)小孔徑:金屬化孔、盲孔、埋孔(3)熱膨脹系數(shù)低:以適應(yīng)與器件的匹配性(4)耐高溫性能好:雙面貼裝元器件兩次再流焊(5)平整度高:元器件引腳與焊盤密切配合3.1.2基板材料1、有機(jī)類基板材料——CCL用增強(qiáng)材料浸以樹脂粘合劑，然后烘干成坯料，而后覆上銅箔，最后經(jīng)高溫高壓而制成，因此也稱為覆銅箔層壓板(CCL),即覆銅板。2、無機(jī)類基板材料主要是指陶瓷板和瓷釉包覆鋼基板1、環(huán)氧玻璃纖維電路基板(1)組成:環(huán)氧樹脂和玻璃纖維(2)優(yōu)點(diǎn):具有良好的延展性和強(qiáng)度，既可作單面、也可作雙面和多層PCB。(3)制作過程:將玻璃纖維布浸入到環(huán)氧樹脂中制成層板在層板的單面或雙面粘壓銅箔(4)常用層板2、陶瓷電路基板(1)基板材料:96％氧化鋁(2)優(yōu)點(diǎn):①熱膨脹系數(shù)和PLCC匹配，所以可以獲得良好的焊點(diǎn)可靠性②適用于芯片制造過程中的真空蒸發(fā)工藝③耐高溫、表面光潔度好、化學(xué)穩(wěn)定性高(3)缺點(diǎn):無法適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)需求，價(jià)格昂貴3、組合結(jié)構(gòu)的電路基板(1)瓷釉包覆鋼基板優(yōu)點(diǎn):克服陶瓷基板外形受限和介電常數(shù)高的缺點(diǎn)缺點(diǎn):熱膨脹系數(shù)較高瓷釉覆蓋的銅-殷鋼電路基板:熱膨脹系數(shù)可調(diào)整到與LCCC匹配，介電常數(shù)也低，適合高速電路基板(2)金屬板支撐的薄電路基板組成結(jié)構(gòu):在一般電路板的制造工藝上把電路板經(jīng)絕緣體后粘貼在金屬支撐板上。也可在金屬支撐板的兩面都貼上覆銅電路板，此時(shí)相當(dāng)于多層電路板。優(yōu)點(diǎn):①支撐板可作為接地和散熱用

②機(jī)械支撐作用大大增強(qiáng)，從而保持尺

寸穩(wěn)定性

(3)柔性層結(jié)構(gòu)的電路基板定義:將多片未加固的樹脂片層壓而成的樹脂層。優(yōu)點(diǎn):吸收焊點(diǎn)部分應(yīng)力，提高焊點(diǎn)可靠性(4)約束芯板結(jié)構(gòu)的電路基板分類:金屬金屬芯基板，非金屬銅-銦瓦-銅多層印制板——結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)3.1.3SMB基材的相關(guān)參數(shù)(1)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)定義:聚合物(有機(jī)材料)的特點(diǎn)是在一定溫度下基材形態(tài)會(huì)發(fā)生變化，這個(gè)臨界溫度被稱為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。選擇基板材料時(shí)，Tg要比電路的工作溫度高，盡可能接近工藝中的最高溫度，否則電路板的熱應(yīng)力會(huì)使SMT元器件引腳損壞。(2)熱膨脹系數(shù):是指每單位溫度變化引起材料尺寸的線性變化量。膨脹應(yīng)力在X、Y方向與Z方向的差異導(dǎo)致金屬化孔的損壞，應(yīng)盡量選擇熱膨脹系數(shù)低的電路板。采取措施:凹蝕工藝；控制多層板層數(shù)(徑深比)；使用CET小的材料；采用盲孔、埋孔技術(shù)(3)耐熱性:一般要求具有250oС/50s的耐熱性(4)電氣性能:電路信號的傳輸速率υ(m/s)

υ=kc/ε,ε為介電常數(shù)衡量電氣性能主要指標(biāo):ε和tgδ，ε越大，信號傳輸速率越低；tgδ越大，信號損失越大(5)平整度采取措施:錫鉛合金熱風(fēng)整平工藝、鍍金工藝、涂敷有機(jī)耐熱預(yù)焊劑(6)特性阻抗Zo定義:印制線路傳輸中遭遇的阻力稱為特性阻抗，簡稱Zo。傳輸線的負(fù)載阻抗等于傳輸線的特性阻抗，此時(shí)信號在傳輸過程中能量損失最小，此時(shí)信號能得到完整的傳輸。采取措施:提高半固化片厚度的精度、控制銅箔厚度、控制導(dǎo)線寬度、選擇合適的介電常數(shù)3.1.4CCL常用的字符代號國標(biāo)GB/T4721-1992中規(guī)定用幾個(gè)英文