SMT--表面組裝技術(shù)

機械工業(yè)出版社同名教材

何麗梅主編2/6/20231第2章表面組裝元器件

第2部分--半導(dǎo)體器件2/6/20232

SMD分立器件包括各種分立半導(dǎo)體器件，有二極管、晶體管、場效應(yīng)管，也有由2、3只晶體管、二極管組成的簡單復(fù)合電路。

1.SMD分立器件的外形

典型SMD分立器件的外形如圖2-29所示，電極引腳數(shù)為2～6個。二極管類器件一般采用2端或3端SMD封裝，小功率晶體管類器件一般采用3端或4端SMD封裝，4～6端SMD器件內(nèi)大多封裝了2只晶體管或場效應(yīng)管。

表面組裝分立器件2/6/20233

二極管

SMD二極管有無引線柱形玻璃封裝和片狀塑料封裝兩種。無引線柱形玻璃封裝二極管是將管芯封裝在細(xì)玻璃管內(nèi)，兩端以金屬帽為電極。常見的有穩(wěn)壓、開關(guān)和通用二極管，功耗一般為0.5～1W。外形尺寸有φ1.5mm×3.5mm和φ2.7mm×5.2mm兩種，外形如圖2-30所示。2/6/20235塑料封裝二極管一般做成矩形片狀，額定電流150mA～1A，耐壓50～400V，外形尺寸為3.8mm×1.5mm×1.1mm。

還有一種SOT-23封裝的片狀二極管，如圖2-31所示，多用于封裝復(fù)合二極管，也用于高速開關(guān)二極管和高壓二極管。2/6/20236

晶體管(三極管)采用帶有翼形短引線的塑料封裝，可分為SOT-23、SOT-89、SOT-l43、SOT-252幾種尺寸結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品有小功率管、大功率管、場效應(yīng)管和高頻管幾個系列；其中SOT-23是通用的表面組裝晶體管，SOT-23有3條翼形引腳，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-32所示。

SOT-89適用于較高功率的場合，它的e、b、c三個電極是從管子的同一側(cè)引出，管子底面有金屬散熱片與集電極相連，晶體管芯片粘接在較大的銅片上，以利于散熱。

小外形塑封晶體管（SOT）2/6/20237圖2-32SOT-23晶體管2/6/20239圖2-33SOT-252晶體管封裝外形尺寸2/6/202310

表面組裝集成電路

表面組裝集成電路包括各種數(shù)字電路和模擬電路的SSI～ULSI集成器件。表面組裝技術(shù)的重要基礎(chǔ)之一是表面組裝元器件，SMT的發(fā)展史與SMC／SMD的發(fā)展史基本是同步的。

20世紀(jì)60年代，飛利浦公司研制出可表面組裝的鈕扣狀微型器件--小外形集成電路(SOIC)。它的引線分布在器件兩側(cè)，呈鷗翼形，引線的中心距1.27mm(50milmil=0.001in=0.0254mm)，引線數(shù)可多達(dá)28針以上。20世紀(jì)70年代初期，日本開始使用方形扁平封裝的集成電路(QFP)來制造計算器。QFP的引線分布在器件的四邊，呈鷗翼形，引線的中心距最小僅為0.65mm(25mil)或更小，而引線數(shù)可達(dá)幾百針。

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節(jié)距（引線間距l(xiāng)eadpitch）的演變

THT2.541.89SMT1.27—1.0—0.8—0.65—0.5—0.4—0.32/6/202313常用封裝（1）SOP（SmallOutlinePackage）小外形封裝QFP（QuadFlatPackage）方形扁平封裝PLCC（PlasticLeadedChipCarrier）塑封引線芯片載體SOPQFPPLCC2/6/202314常用封裝（2）COB（ChipOnBoard）板載芯片BGA（ballgridarray）球柵陣列2/6/202315集成電路的封裝方式

1.SO封裝 引線比較少的小規(guī)模集成電路大多采用這種小型封裝。SO封裝又分為幾種，芯片寬度小于0.15in，電極引腳數(shù)目比較少的(一般在8～40腳之間)，叫做SOP封裝。寬度在0.25in以上，電極引腳數(shù)目在44以上的，叫做SOL封裝，這種芯片常見于隨機存儲器(RAM)。芯片寬度在0.6in以上，電極引腳數(shù)目在44以上的，叫做SOW封裝，這種芯片常見于可編程存儲器(E2PROM)。

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有些SOP封裝采用小型化或薄型化封裝，分別叫做SSOP封裝和TSOP封裝。大多數(shù)SO封裝的引腳采用翼形電極，也有一些存儲器采用J形電極（稱為SOJ），有利于在插座上擴(kuò)展存儲容量，SO封裝的引腳間距有1.27mm、1.0mm、0.8mm、0.65mm和0.5mm幾種。2/6/202318

圖2-34常見的SO封裝的集成電路

a)SO封裝實物b)SOP封裝c)SOL封裝d)SOW封裝2/6/202319

2.QFP封裝

矩形四邊都有電極引腳的SMD集成電路叫做QFP封裝，其中PQFP(PlasticQFP)封裝的芯片四角有突出(角耳)，薄型TQFP封裝的厚度已經(jīng)降到1.0mm或0.5mm。QFP封裝也采用翼形的電極引腳。QFP封裝的芯片一般都是大規(guī)模集成電路,在商品化的QFP芯片中,電極引腳數(shù)目最少的28腳，最多可能達(dá)到300腳以上，引腳間距最小的是0.4mm(最小極限是0.3mm),最大的是1.27mm。

圖2-36QFP封裝的集成電路

a)QFP封裝集成電路實物b)QFP封裝的一般形式c)四角有突出的QFP封裝2/6/202321

3.LCCC封裝

這是陶瓷芯片載體封裝的SMD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，電極數(shù)目為18～156個，間距有1.0mm和1.27mm兩種,其外形如圖2-37所示。

LCCC引出端子的特點是在陶瓷外殼側(cè)面有類似城堡狀的金屬化凹槽和外殼底面鍍金電極相連，提供了較短的信號通路，電感和電容損耗較低，可用于高頻工作狀態(tài)，如微處理器單元、門陣列和存儲器。

LCCC集成電路的芯片是全密封的，可靠性高但價格高，主要用于軍用產(chǎn)品中，并且必須考慮器件與電路板之間的熱膨脹系數(shù)是否一致的問題。2/6/202322圖2-37LCCC封裝的集成電路

a)無引線A型b)無引線B型c)無引線C型d)無引線D型2/6/202323圖2-39PLCC的外形尺寸

a)方形PLCCb)矩形PLCC2/6/202325

5.BGA封裝

BGA是大規(guī)模集成電路的一種極富生命力的封裝方法。20世紀(jì)90年代后期，BGA方式已經(jīng)大量應(yīng)用。導(dǎo)致這種封裝方式出現(xiàn)的根本原因是集成電路的集成度迅速提高，芯片的封裝尺寸必須縮小。

BGA方式封裝的大規(guī)模集成電路如圖2-40b所示。BGA封裝是將原來器件PLCC／QFP封裝的J形或翼形電極引腳，改變成球形引腳；把從器件本體四周“單線性”順列引出的電極，變成本體底面之下“全平面”式的格柵陣排列。這樣，既可以疏散引腳間距，又能夠增加引腳數(shù)目。目前，使用較多的BGA的I／O端子數(shù)是72～736，預(yù)計將達(dá)到2000。焊球陣列在器件底面可以呈完全分布或部分分