元件封装知识.docx
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元件封装知识
元件封装知识
零件封装是指实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置。
是纯粹的空间概念.因此不同的元件可共用同一零件封装,同种元件也可有不同的零件封装。
像电阻,有传统的针插式,这种元件体积较大,电路板必须钻孔才能安置元件,完成钻孔后,插入元件,再过锡炉或喷锡(也可手焊),成本较高,较新的设计都是采用体积小的表面贴片式元件(SMD)这种元件不必钻孔,用钢膜将半熔状锡膏倒入电路板,再把SMD元件放上,即可焊接在电路板上了。
电阻AXIAL
无极性电容RAD
电解电容RB-
电位器VR
二极管DIODE
三极管TO
电源稳压块78和79系列TO-126H和TO-126V
场效应管和三极管一样
整流桥D-44D-37D-46
单排多针插座CONSIP
双列直插元件DIP
晶振XTAL1
电阻:
RES1,RES2,RES3,RES4;封装属性为axial系列
无极性电容:
cap;封装属性为RAD-0.1到rad-0.4
电解电容:
electronic;封装属性为rb.2/.4到rb.5/1.0
电位器:
pot1,pot2;封装属性为vr-1到vr-5
二极管:
封装属性为diode-0.4(小功率)diode-0.7(大功率)
三极管:
常见的封装属性为to-18(普通三极管)to-22(大功率三极管)to-3(大功率达林
顿管)
电源稳压块有78和79系列;78系列如7805,7812,7820等
79系列有7905,7912,7920等
常见的封装属性有to126h和to126v
整流桥:
BRIDGE1,BRIDGE2:
封装属性为D系列(D-44,D-37,D-46)
电阻:
AXIAL0.3-AXIAL0.7 其中0.4-0.7指电阻的长度,一般用AXIAL0.4
瓷片电容:
RAD0.1-RAD0.3。
其中0.1-0.3指电容大小,一般用RAD0.1
电解电容:
RB.1/.2-RB.4/.8其中.1/.2-.4/.8指电容大小。
一般470uF用RB.3/.6
二极管:
DIODE0.4-DIODE0.7其中0.4-0.7指二极管长短,一般用DIODE0.4
发光二极管:
RB.1/.2
集成块:
DIP8-DIP40,其中8-40指有多少脚,8脚的就是DIP8
贴片电阻
0603表示的是封装尺寸与具体阻值没有关系
但封装尺寸与功率有关通常来说
02011/20W
04021/16W
06031/10W
08051/8W
12061/4W
电容电阻外形尺寸与封装的对应关系是:
0402=1.0x0.5
0603=1.6x0.8
0805=2.0x1.2
1206=3.2x1.6
1210=3.2x2.5
1812=4.5x3.2
2225=5.6x6.5
关于零件封装我们在前面说过,除了DEVICE。
LIB库中的元件外,其它库的元件都已经有了
固定的元件封装,这是因为这个库中的元件都有多种形式:
以晶体管为例说明一下:
晶体管是我们常用的的元件之一,在DEVICE。
LIB库中,简简单单的只有NPN与PNP之分,但
实际上,如果它是NPN的2N3055那它有可能是铁壳子的TO—3,如果它是NPN的2N3054,则有
可能是铁壳的TO-66或TO-5,而学用的CS9013,有TO-92A,TO-92B,还有TO-5,TO-46,TO-5
2等等,千变万化。
还有一个就是电阻,在DEVICE库中,它也是简单地把它们称为RES1和RES2,不管它是100Ω
还是470KΩ都一样,对电路板而言,它与欧姆数根本不相关,完全是按该电阻的功率数来决
定的我们选用的1/4W和甚至1/2W的电阻,都可以用AXIAL0.3元件封装,而功率数大一点的话
,可用AXIAL0.4,AXIAL0.5等等。
现将常用的元件封装整理如下:
电阻类及无极性双端元件AXIAL0.3-AXIAL1.0
无极性电容RAD0.1-RAD0.4
有极性电容RB.2/.4-RB.5/1.0
二极管DIODE0.4及DIODE0.7
石英晶体振荡器XTAL1
晶体管、FET、UJTTO-xxx(TO-3,TO-5)
可变电阻(POT1、POT2)VR1-VR5
当然,我们也可以打开C:
\Client98\PCB98\library\advpcb.lib库来查找所用零件的对应封
装。
这些常用的元件封装,大家最好能把它背下来,这些元件封装,大家可以把它拆分成两部分
来记如电阻AXIAL0.3可拆成AXIAL和0.3,AXIAL翻译成中文就是轴状的,0.3则是该电阻在印
刷电路板上的焊盘间的距离也就是300mil(因为在电机领域里,是以英制单位为主的。
同样
的,对于无极性的电容,RAD0.1-RAD0.4也是一样;对有极性的电容如电解电容,其封装为R
B.2/.4,RB.3/.6等,其中“.2”为焊盘间距,“.4”为电容圆筒的外径。
对于晶体管,那就直接看它的外形及功率,大功率的晶体管,就用TO—3,中功率的晶体管
,如果是扁平的,就用TO-220,如果是金属壳的,就用TO-66,小功率的晶体管,就用TO-5
,TO-46,TO-92A等都可以,反正它的管脚也长,弯一下也可以。
对于常用的集成IC电路,有DIPxx,就是双列直插的元件封装,DIP8就是双排,每排有4个引
脚,两排间距离是300mil,焊盘间的距离是100mil。
SIPxx就是单排的封装。
等等。
值得我们注意的是晶体管与可变电阻,它们的包装才是最令人头痛的,同样的包装,其管脚
可不一定一样。
从使用的包装材料来分,我们可以将封装划分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装;从成型工艺来分,我们又可以将封装划分为预成型封装(pre-mold)和后成型封装(post-mold);至于从封装外型来讲,则有SIP(singlein-linepackage)、DIP(dualin-linepackage)、PLCC(plastic-leadedchipcarrier)、PQFP(plasticquadflatpack)、SOP(small-outlinepackage)、TSOP(thinsmall-outlinepackage)、PPGA(plasticpingridarray)、PBGA(plasticballgridarray)、CSP(chipscalepackage)等等;若按第一级连接到第二级连接的方式来分,则可以划分为PTH(pin-through-hole)和SMT(surface-mount-technology)二大类,即通常所称的插孔式(或通孔式)和表面贴装式。
SIP是从封装体的一边引出管脚。
通常,它们是通孔式的,管脚插入印刷电路板的金属孔内。
这种形式的一种变化是锯齿型单列式封装(ZIP),它的管脚仍是从封装体的一边伸出,但排列成锯齿型。
这样,在一个给定的长度范围内,提高了管脚密度。
SIP的吸引人之处在于它们占据最少的电路板空间,但在许多体系中,封闭式的电路板限制了SIP的高度和应用。
DIP封装的管脚从封装体的两端直线式引出。
DIP的外形通常是长方形的,管脚从长的一边伸出。
绝大部分的DIP是通孔式,但亦可是表面贴装式。
对DIP来说,其管脚数通常在8至64(8、14、16、18、20、22、24、28、40、48、52和64)之间,其中,24至40管脚数的器件最常用于逻辑器件和处理器,而14至20管脚的多用于记忆器件,主要取决于记忆体的尺寸和外形。
当器件的管脚数超过48时,DIP结构变得不实用并且浪费电路板空间。
称为芯片载体(chipcarrier)或quad的封装,四边都有管脚,对高引脚数器件来说,是较好的选择。
之所以称之为芯片载体,可能是由于早期为保护多引脚封装的四边引脚,绝大多数模块是封装在预成型载体中。
而后成型技术的进步及塑料封装可靠性的提高,已使高引脚数四边封装成为常规封装技术。
其它一些缩写字可以区分是否有引脚或焊盘的互连,或是塑料封装还是陶瓷封装体。
诸如LLC(leadchipcarrier),LLCC(leadlesschipcarrier)用于区分管脚类型。
PLCC(plasticleadedchipcarrier)是最常见的四边封装。
PLCC的管脚间距是0.050英寸,与DIP相比,其优势是显而易见的。
PLCC的引脚数通常在20至84之间(20、28、32、44、52、68和84)。
还有一种划分封装类型的参数是封装体的紧凑程度。
小外形封装通常称为SO,SOP或SOIC。
它封装的器件相对于它的芯片尺寸和所包含的引脚数来说,在电路板上的印迹(footprint)是出乎寻常的小。
它们能达到如此的紧凑程度是由于其引脚间距非常小,框架特殊设计,以及模块厚度极薄。
在SO封装结构中,两边或四边引脚设计都有。
这些封装的特征是在芯片周围的模封料及其薄,因而,SO封装发展和可靠性的关键是模封料在防止开裂方面的性能。
SOP的引脚数一般为8、14和16。
四方扁平封装(QFP)其实是微细间距、薄体LCC,在正方或长方形封装的四周都有引脚。
其管脚间距比PLCC的0.050英寸还要细,引脚呈欧翅型与PLCC的J型不同。
QFP可以是塑料封装,可以是陶瓷封装,塑料QFP通常称为PQFP。
PQFP有二种主要的工业标准,电子工业协会(EIA)的连接电子器件委员会(JointElectronicDeviceCommittee,JEDEC)注册的PQFP是角上有凸缘的封装,以便在运输和处理过程中保护引脚。
在所有的引脚数和各种封装体尺寸中,其引脚间距是相同的,都为0.025英寸。
当引脚数目更高时,采用PQFP的封装形式就不太合适了,这时,BGA封装应该是比较好的选择,其中PBGA也是近年来发展最快的封装形式之一。
BGA封装技术是在模块底部或上表面焊有许多球状凸点,通过这些焊料凸点实现封装体与基板之间互连的一种先进封装技术。
广义的BGA封装还包括矩栅阵列(LGA)和柱栅阵列(CGA)。
矩栅阵列封装是一种没有焊球的重要封装形式,它可直接安装到印制线路板(PCB)上,比其它BGA封装在与基板或衬底的互连形式要方便得多,被广泛应用于微处理器和其他高端芯片封装上。
常用晶体二极管的识别
晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示,如:
D5表示编号为5的二极管。
1、作用:
二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
晶体二极管按作用可分为:
整流二极管(如1N4004)、隔离二极管(如1N4148)、肖特基二极管(如BAT85)、发光二极管、稳压二极管等。
2、识别方法:
二极管的识别很简单,小功率二极管的N极(负极),在二极管外表大多采用一种色圈标出来,有些二极管也用二极管专用符号来表示P极(正极)或N极(负极),也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。
发光二极管的正负极可从引脚长短来识别,长脚为正,短脚为负。
3、测试注意事项:
用数字式万用表去测二极管时,红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极,此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值,这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。
4、常用的1N4000系列二极管耐压比较如下:
型号1N40011N40021N40031N40041N40051N40061N4007
耐压(V)501002004006008001000
电流(A)均为1
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常见的芯片封装知识
我们经常听说某某芯片采用什么什么的封装方式,在我们的电脑中,存在着各种各样不同处理芯片,那么,它们又是是采用何种封装形式呢?
并且这些封装形式又有什么样的技术特点以及优越性呢?
那么就请看看下面的这篇文章,将为你介绍个中芯片封装形式的特点和优点。
一、DIP双列直插式封装
DIP(DualIn-linePackage)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片,绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。
采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。
当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。
DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。
DIP封装具有以下特点:
1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。
2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。
Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。
二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装
QFP(PlasticQuadFlatPackage)封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般在100个以上。
用这种形式封装的芯片必须采用SMD(表面安装设备技术)将芯片与主板焊接起来。
采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。
将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。
用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。
PFP(PlasticFlatPackage)方式封装的芯片与QFP方式基本相同。
唯一的区别是QFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。
QFP/PFP封装具有以下特点:
1.适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。
2.适合高频使用。
3.操作方便,可靠性高。
4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。
Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。
三、PGA插针网格阵列封装
PGA(PinGridArrayPackage)芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。
根据引脚数目的多少,可以围成2-5圈。
安装时,将芯片插入专门的PGA插座。
为使CPU能够更方便地安装和拆卸,从486芯片开始,出现一种名为ZIF的CPU插座,专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。
ZIF(ZeroInsertionForceSocket)是指零插拔力的插座。
把这种插座上的扳手轻轻抬起,CPU就可很容易、轻松地插入插座中。
然后将扳手压回原处,利用插座本身的特殊结构生成的挤压力,将CPU的引脚与插座牢牢地接触,绝对不存在接触不良的问题。
而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起,则压力解除,CPU芯片即可轻松取出。
PGA封装具有以下特点:
1.插拔操作更方便,可靠性高。
2.可适应更高的频率。
Intel系列CPU中,80486和Pentium、PentiumPro均采用这种封装形式。
四、BGA球栅阵列封装
随着集成电路技术的发展,对集成电路的封装要求更加严格。
这是因为封装技术关系到产品的功能性,当IC的频率超过100MHz时,传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象,而且当IC的管脚数大于208Pin时,传统的封装方式有其困难度。
因此,除使用QFP封装方式外,现今大多数的高脚数芯片(如图形芯片与芯片组等)皆转而使用BGA(BallGridArrayPackage)封装技术。
BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。
BGA封装技术又可详分为五大类:
1.PBGA(PlasricBGA)基板:
一般为2-4层有机材料构成的多层板。
Intel系列CPU中,PentiumII、III、IV处理器均采用这种封装形式。
2.CBGA(CeramicBGA)基板:
即陶瓷基板,芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片(FlipChip,简称FC)的安装方式。
Intel系列CPU中,PentiumI、II、PentiumPro处理器均采用过这种封装形式。
3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:
硬质多层基板。
4.TBGA(TapeBGA)基板:
基板为带状软质的1-2层PCB电路板。
5.CDPBGA(CarityDownPBGA)基板:
指封装中央有方型低陷的芯片区(又称空腔区)。
BGA封装具有以下特点:
1.I/O引脚数虽然增多,但引脚之间的距离远大于QFP封装方式,提高了成品率。
2.虽然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善电热性能。
3.信号传输延迟小,适应频率大大提高。
4.组装可用共面焊接,可靠性大大提高。
BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。
1987年,***西铁城(Citizen)公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片(即BGA)。
而后,摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。
1993年,摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。
同年,康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。
直到五六年前,Intel公司在电脑CPU中(即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等),以及芯片组(如i850)中开始使用BGA,这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。
目前,BGA已成为极其热门的IC封装技术,其全球市场规模在2000年为12亿块,预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。
五、CSP芯片尺寸封装
随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮,封装技术已进步到CSP(ChipSizePackage)。
它减小了芯片封装外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封装尺寸就有多大。
即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍,IC面积只比晶粒(Die)大不超过1.4倍。
CSP封装又可分为四类:
1.LeadFrameType(传统导线架形式),代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达(Goldstar)等等。
2.RigidInterposerType(硬质内插板型),代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。
3.FlexibleInterposerType(软质内插板型),其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也采用相同的原理。
其他代表厂商包括通用电气(GE)和NEC。
4.WaferLevelPackage(晶圆尺寸封装):
有别于传统的单一芯片封装方式,WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片,它号称是封装技术的未来主流,已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。
CSP封装具有以下特点:
1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。
2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。
3.极大地缩短延迟时间。
CSP封装适用于脚数少的IC,如内存条和便携电子产品。
未来则将大量应用在信息家电(IA)、数字电视(DTV)、电子书(E-Book)、无线网络WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手机芯片、蓝芽(Bluetooth)等新兴产品中。
六、MCM多芯片模块
为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题,把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统,从而出现MCM(MultiChipModel)多芯片模块系统。
MCM具有以下特点:
1.封装延迟时间缩小,易于实现模块高速化。
2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。
3.系统可靠性大大提高。
结束语
总之,由于CPU和其他超大型集成电路在不断发展,集成电路的封装形式也不断作出相应的调整变化,而封装形式的进步又将反过来促进芯片技术向前发展。
电子元器件基础知识
一、电阻
电阻在电路中用“R”加数字表示,如:
R1表示编号为1的电阻。
电阻在电路中的主要作用为:
分流、限流、分压、偏置等。
1、参数识别:
电阻的单位为欧姆(Ω),倍率单位有:
千欧(KΩ),兆欧(MΩ)等。
换算方法是:
1兆欧=1000千欧=1000000欧
电阻的参数标注方法有3种,即直标法、色标法和数标法。
a、数标法主要用于贴片等小体积的电路,如:
472表示47×100Ω(即4.7K);104则表示100K
b、色环标注法使用最多,现举例如下:
四色环电阻五色环电阻(精密电阻)
2、电阻的色标位置和倍率关系如下表所示:
颜色有效数字倍率允许偏差(%)
银色/x0.01±10 金色/x0.1±5 黑色0+0/ 棕色1x10±1
红色2x100±2 橙色3x1000/ 黄色4x10000/绿色5x100000±0.5
蓝色6x1000000±0.2 紫色7x10000000±0.1 灰色/x100000000/ 白色9x1000000000/
二、电容
1、电容在电路中一般用“C”加数字表示(如C13表示编号为13的电容)。
电容是由两片金属膜紧靠,中间用绝缘材料隔开而组成的元件。
电容的特性主要是隔直流通交流。
电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小,电容对交流信号的阻碍作用称为容抗,它与交流信号的频率和电容量有关。
容抗XC=1/2πfc(f表示交流信号的频率,C表示电容容量)电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。
2、识别方法:
电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,分直标法、色标法和数标法3种。
电容的基本单位用法拉(F)表示,其它单位
还有:
毫法(mF)、微法(uF)、纳法(nF)、皮法(pF)。
其中:
1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法
容量大的电容其容量值在电容上直接标明,如10uF/16V
容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示
字母表示法:
1m=1000uF1P2=1.2PF1n=1000PF
数字表示法:
一般用三位数字表示容量大小,前两位表示有效数字,第三位数字是倍率。
如:
102表示10×102PF=1000PF224表示22×104PF=0.22uF
3、电容容量误差表 符号FGJKLM
允许误差±1%±2%±5%±10%±15%±20%如:
一瓷片电容为104J表示容量为0.1uF、误差为±5%。
三、晶体二极管
晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示,如:
D5表示编号为5的二极管。
1、作用:
二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
正
因为二极管具有上述特性,无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。
电话机里使用的晶
体二极管按作用
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