第2章 SMT时代的电子元件及技术(13-16)

表面安装技术主要具有下列的优点： 表面安装技术主要具有下列的优点： • 减少了印制板面积(可节省面积60 70%) 减少了印制板面积(可节省面积60—70 60 70% • 减轻了重量(可减轻重量70 80%) ； 减轻了重量(可减轻重量70—80 70 80% • 安装容易实现自动化； 安装容易实现自动化； • 由于采用了膏状焊料的焊接技术，提高了产品 由于采用了膏状焊料的焊接技术， 的焊接质量和可靠性； 的焊接质量和可靠性； • 减小了寄生电容和寄生电感 。
1.绕线型电感器 它是将导线缠绕在芯状材料上， 它是将导线缠绕在芯状材料上，外表面涂敷环氧 树脂后用模塑壳体封装。 树脂后用模塑壳体封装。
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2. 多层型电感器 它由铁氧体浆料和导电浆料交替 印刷多层，经高温烧结形成具有闭合电路的整体。 印刷多层，经高温烧结形成具有闭合电路的整体。 用模塑壳体封装。 用模塑壳体封装。
典型SMC系列的外形尺寸（单位：mm/inch） 系列的外形尺寸（单位： 典型 系列的外形尺寸 ）
公制 /英制 型号 3216/1206 2012/0805 1608/0603 1005/0402 0603/0201 L W a b T
3.2/0.12 1.6/0.06 0.5/0.02 0.5/0.02 0.6/0.024 2.0/0.08 1.25/0.05 0.4/0.016 0.4/0.016 0.6/0.016 1.6/0.06 0.8/0.03 0.3/0.012 0.3/0.012 0.45/0.018 1.0/0.04 0.5/0.02 0.2/0.008 0.25/0.01 0.35/0.014 0.6/0.02 0.3/0.01 0.2/0.005 0.2/0.006 0.25/0.01
2.2. 表面装配元器件
• 1. 表面装配元器件的特点 • (1)SMT元件引脚距离短，目前引脚中心 间距最小的已经达到0.3mm。 • • (2) SMT元器件直接贴装在印制电路板的 表面，将电极焊接在与元器件同一面的 焊盘上。
• 2. 表面装配元器件的种类和规格 • 从结构形状分类，有薄片矩形、圆柱形、 扁平异形等； • 从功能上分类为无源元件（SMC， Surface Mounting Component）、有源器 件（SMD，Surface Mounting Device）和 机电元件三大类。
115） 2.什么是“表面安装技术” （P115） 什么是“表面安装技术”
Technology)(简称 简称SMT) ( Surface Mounting Technology)(简称SMT)
它是将电子元器件直接安装在印制电路板的表 它的主要特征是元器件是无引线或短引线， 面 ， 它的主要特征是元器件是无引线或短引线 ， 元器件主体与焊点均处在印制电路板的同一侧面。 元器件主体与焊点均处在印制电路板的同一侧面 。
⑷ 表面安装电感器
片状电感器是继片状电阻器、 片状电感器是继片状电阻器、片状电容器之后迅 速发展起来的一种新型无源元件，它的种类很多。 速发展起来的一种新型无源元件，它的种类很多。 按形状可分为:矩形和圆拄型； 按形状可分为:矩形和圆拄型； 按结构可分为：绕线型、多层型和卷绕型。 按结构可分为：绕线型、多层型和卷绕型。 目前用量较大的是前两种。 目前用量较大的是前两种。
SMT元器件的分类 元器件的分类
类别 封装形式
表1
种类 厚膜和薄膜电阻器、 热敏电阻、 压敏 无 源 矩形片式 电阻、 单层或多层陶瓷电容器、 钽电 表面 解电容器、片式电感器、磁珠等 安 装 圆柱形 炭膜电阻器、 金属膜电阻器、 陶瓷电 元件 容器、热敏电容器、陶瓷晶体等 SMC 异形 电位器、 微调电位器、 铝电解电容器、 微调电容器、 线绕电感器、 晶体振荡 器、变压器等 复合片式 电阻网络、电容网络、滤波器等
第二章表面安装技术
2.1. 2.2 2.3 2.4. 2.5. 2.6. 2.7. 2.8. 表面安装技术概述 表面安装元器件 SMT装配生产材料 SMT装配生产材料 SMT电路板装配方案和生产设备 SMT电路板装配方案和生产设备 表面安装印制电路板 SMT焊接质量标准 SMT焊接质量标准 维修SMT SMT电路板的焊接工具和半自动设备 维修SMT电路板的焊接工具和半自动设备 微电子组装技术简介
1inch=1000mil；1inch=25.4mm，1mm≈40mil。
• 片状元器件可以用三种包装形式提供给用 户：散装、管状料斗和盘状纸编带。
⑴ 表面安装电阻器
• ⑴ 表面安装电阻器
二种封装外形
二种封装外形
⑵ 表面安装电阻网络 常见封装外形有：0.150 英寸宽外壳形式（称为 SOP封装）有8、14和16 根引脚； 0.220英寸宽外壳形式 （称为SOMC封装）有 14和16根引脚； 0.295英寸宽外壳形式 （称为SOL封装件） 有16和20根引脚。
贴 片 电 感
贴 片 电 感 排
表 面 安 装 电 感 器
⑸ SMC的焊端结构
镍的耐热性和稳定性好，对钯银内部电极起 到了阻挡层的作用； 镀铅锡合金的外部电极可以提高可焊接
•
电阻(黑色) 电阻(黑色)
电容（棕色） 电容（棕色）
•
集成电路
电位器
⑹ SMC元件的规格型号表示方法 SMT元件的规格型号表示方法因生产厂商而不同 。 如1/8W，470 ，±5%的陶瓷电阻器： 日本某公司生产： RX 39 1 G 471 J TA 包装形式 阻值误差 标称阻值 温度特性 外形 种类 尺寸
5 集成电路
Integration circuit 大规模集成电路： IC（简称：LSI） 大规模集成电路：Large Scale IC（简称：LSI） 超大规模集成电路： 简称：USI） 超大规模集成电路：Ultra LSIC （简称：USI） 1.小外型塑料封装 Package） 简称:SOP或 （Small Outline Package）(简称:SOP或SOIC) 引线形状： 引线形状： 翼型、 翼型、J型、I型； 引线间距（引线数) 引线间距（引线数)： 27mm( 28条 mm(8 1.27mm(8-28条) 32条 1.0mm (32条) 、 76mm(40-56条 mm(40 0.76mm(40-56条)
国内某企业生产： RI 11 1/8 471 J
阻值误差 标称阻值 额定功耗 种类 尺寸
SMD分立器件 SMD分立器件包括各种分立半导体器件，有二 极管、三极管、场效应管，也有由两、三只三极 管、二极管组成的简单复合电路。 ⑴ SMD分立器件的外形尺寸
SMD分立器件的外形尺寸
⑵ 二极管 • 无引线柱形玻璃封装二极管
• SMT的发展历经了三个阶段： • ⑴ 第一阶段（1970～1975年） • 这一阶段把小型化的片状元件应用在混合 电路（我国称为厚膜电路）的生产制造之 中。 • ⑵ 第二阶段（1976～1985年） • 这一阶段促使了电子产品迅速小型化、多 功能化；SMT自动化设备大量研制开发出 来。 • ⑶ 第三阶段（1986～现在） • 主要目标是降低成本，进一步改善电子产 品的性能-价格比； SMT工艺可靠性提高 。
表2.1 SMT元器件的分类（续）
类别 有源 表面 安装 器件 SMD 机电 元件
封装形式 圆柱形 陶瓷组件 扁平） （扁平） 塑料组件 扁平） （扁平） 异形
种类 二极管 无引脚陶瓷芯片载体LCCC LCCC、 无引脚陶瓷芯片载体LCCC、有 引脚陶瓷芯片载体CBGA 引脚陶瓷芯片载体CBGA SOT、SOP、SOJ、PLCC、QFP、 SOT、SOP、SOJ、PLCC、QFP、 BGA、CSP等 BGA、CSP等 继电器、开关、连接器、 继电器、开关、连接器、延迟 器、薄型微电机等
有引脚 焊点在元件底部
双边 直线型脚
单边
不规则
2.芯片载体封装（P128） 芯片载体封装（ 128） 为适应SMT高密度的需要， SMT高密度的需要 为适应SMT高密度的需要，集成电路的引线由两侧 发展到四侧，这种在封装主体四侧都有引线的形式 发展到四侧， 称为芯片载体,通常有塑料及陶瓷封装两大类。 称为芯片载体,通常有塑料及陶瓷封装两大类。 塑料有引线封装（ Carrier） (1) 塑料有引线封装 （ Plastic Leaded Chip Carrier） 简称: (简称:PLCC) • 引线形状：J型 引线形状： • 引线间距：1.27mm 引线间距： • 引线数：18 - 84条 引线数： 84条
电阻排 SOP（ Small Outline Package）封装
⑶ 表面安装电容器 ① 表面安装多层陶瓷电容器
② 表面安装钽电容器
正极 正极 钽质电容(Tantalum Capacitor) 钽质电容(Tantalum Capacitor)
表面安装钽电容器的外型都是矩形，按两头的 焊端不同，分为非模压式和塑模式两种。
• 无源元件SMC • SMC包括片状电阻器、电容器、电感器、 滤波器和陶瓷振荡器等。
• 长方体SMC是根据其外形尺寸的大小划 分成几个系列型号 。欧美产品大多采用 英制系列，日本产品大多采用公制系列， 我国还没有统一标准，两种系列都可以 使用。 • 片状元器件可以用三种包装形式提供给 用户：散装、管状料斗和盘状纸编带。
Outline（表面粘贴类）
SOT
SOP
QFP
小型三 极管类
SSOP TSSOP
TQFP PQFP
两边
四边
鸥翼型脚
Outline（表面粘贴类）
SOJ
LCC
BGA
两边 J型脚 型脚
CLCC PLCC 四边
球形引脚 球形引脚 焊点在元件底部
In-line（通孔插装类） PGA DIP SIP TO
2.1. 表面安装技术概述
• 1. 表面安装技术的发展过程 • 表面安装技术：SMT，Surface Mounting Technology，也称表面装配技术、表面组 装技术。 • 通孔插装技术：THT，Through-Hole mounting Technology。 • 1957年，美国就制成被称为片状元件 （Chip Components）的微型电子组件； • 60年代中期，荷兰飞利浦公司开发研究表 面安装技术（SMT）获得成功 。
(2) 陶 瓷 无 引 线 封 装 （ Leadless Ceramic Chip Carrier） 简称: 128） Carrier）(简称:LCCC) （P128） 它的特点是： 它的特点是： • 无引线 • 引出端是陶瓷外壳 四侧的镀金凹槽 常被称作：城堡式) (常被称作：城堡式)， • 凹槽的中心距有1.0mm、 凹槽的中心距有1 mm、 • 1.27mm两种。 27mm两种。 mm两种
Package） 123） 3.方型扁平封装（Quad Flat Package） （P123） 方型扁平封装（ 它是专为小引线距（ 又称细间距） 它是专为小引线距 （ 又称细间距 ） 表面安装集成 电路而研制的。 电路而研制的。 • 引线形状： 带有翼型引线的称为QFP； 引线形状： 带有翼型引线的称为QFP QFP； 带有J型引线的称为QFJ QFJ。 带有J型引线的称为QFJ。 • 引线间距： 引线间距： 65mm mm、 mm、 0.65mm、0.5mm、 mm、 mm、 0.4mm、0.3mm、 25mm mm。 0.25mm。 • 引线数范围： 引线数范围： 80—500 500条 80 500条。
SOT—89 89型 3. SOT 89型 适用于中功率的晶体管(300mw mw—2w)， 适用于中功率的晶体管 (300mw 2w)，它的三条短 引线是从管子的同一侧引出。 引线是从管子的同一侧引出。
TO—252 252型 4. TO 252型 适用于大功率晶体管， 适用于大功率晶体管， 在管子的一侧有三条较粗的 引线，芯片贴在散热铜片上。 引线，芯片贴在散热铜片上。
• 塑封二极管
⑶ 三极管 三极管采用带有翼形短引线的塑料封装（SOT， Short Out-line Transistor），可分为SOT23、 SOT89、SOT143几种尺寸结构。
MOSFET
小外型封装晶体管 (Small Outline Transistor)
小外型封装晶体管又称作微型片状晶体管， 小外型封装晶体管又称作微型片状晶体管 ， 常用 的封装形式有四种。 的封装形式有四种。 SOT—23 23型 它有三条“翼型”短引线。 1.SOT 23型：它有三条“翼型”短引线。 2.SOT—143型 SOT 143型 143 结构与SOT SOT—23 结构与SOT 23 型相仿， 型相仿， 不同的是有四条 翼型”短引线。 “翼型”短引线。