SMT及焊接.

SMT及其手工焊接了解SMT技术及工艺了解芯片封装知识及封装选择掌握SMC工业组装流程掌握基本的芯片焊接方法本节课目的SMT-----SurfaceMountedTechnologySMD-----SurfaceMountedDeviceSMC-----SurfaceMountedComponent几个术语1．什么是封装封装技术其实就是一种将集成电路打包(包装)的技术。封装，就是指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接.封装形式----指安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界和外部电路的桥梁——芯片上的接点用到线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印制电路板上的导线与其它器件建立连接。芯片必须与外界隔离。封装后的芯片也更便于安装和运输。常见的封装BGABallGridArrayDIPDualInlinePackageLCCSSOPPLCCPQFP2、封装的发展进程归纳封装的发展进程：结构方面：TO→DIP→LCC→QFP→BGA→CSP；材料方面：金属→陶瓷→塑料引脚形状：长引线直插→短引线或无引线贴装→球状凸点装配方式：通孔安装→表面安装→直接安装。3、封装的分类芯片的封装技术已经历了好几代的变迁，从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP，技术指标一代比一代先进。–芯片面积与封装面积之比越来越接近于1，–适用频率越来越高–耐温性能越来越好–引脚数增多，重量减小，可靠性提高，使用更加方便等等。3、封装的分类一、DIP封装70年代流行的是双列直插封装，简称DIP(DualIn-linePackage)。DIP封装结构具有以下特点:适合安装；易于对PCB布线；操作方便DIP封装结构形式有:多层陶瓷双列直插式DIP，单层陶瓷双列直插式DIP，引玻璃陶瓷封接式，塑料包封结构式，陶瓷低熔玻璃封装式)。封装效率：衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装比值越接近1越好。以采用40根I/O引脚塑料包封双列直插式封装(PDIP)的CPU为例，其芯片面积/封装面积=3×3/15.24×50mm不难看出，这种封装尺寸远比芯片大，说明封装效率很低，占去了很多有效安装面积Intel公司这期间的CPU如8086封装。SOP（SmallOut-LinePackage小外形封装）是一种很常见的元器件形式。引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状(L字形)。材料有塑料和陶瓷两种。始于70年代末期。二、SOP小外形封装3、封装的分类三、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。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.封装效率比较高Intel系列CPU中80286.80386和某些486主板采用这种封装形式。3、封装的分类四、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。3、封装的分类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。3、封装的分类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。4.1常见元器件封装4.2片式SMC封装尺寸（公制/英制）型号LW3216/12063.2/0.121.6/0.062012/08052.0/0.081.25/0.051608/06031.6/0.060.8/0.031005/04021.0/0.040.5/0.020603/02010.6/0.020.3/0.01注：公制/英制转换1inch=1000mil；1inch=25.4mm，1mm≈40mil。1、5%精度的命名：RS-05K102JT2、1%精度的命名：RS-05K1002FTR－表示电阻S－表示功率0402是1/16W、0603是1/10W、0805是1/8W、1206是1/4W、1210是1/3W、1812是1/2W、2010是3/4W、2512是1W。05－表示尺寸(英寸)：02表示0402、03表示0603、05表示0805、06表示1206、1210表示1210、1812表示1812、10表示1210、12表示2512。K－表示温度系数为100PPM。102－5%精度阻值表示法：前两位表示有效数字，第三位表示有多少个零，基本单位是Ω，102=1000Ω=1KΩ。1002是1%阻值表示法：前三位表示有效数字，第四位表示有多少个零，基本单位是Ω，1002=10000Ω=10KΩ。J－表示精度为5%、F－表示精度为1%。T－表示编带包装国内贴片电阻命名4.3SMT基本工艺构成要素丝印（或点胶）--贴装--回流焊接--清洗--检测--返修5、焊接工具及焊接方法常见的焊接及拆卸工具及方法1、手工烙铁2、热风台3、回流焊机5.SMT器件手工焊接的必要性小规模产品开发产品维修设备维修6、SMT器件手工焊接步骤1、准备好元件、预热烙铁2、处理电路板表面（新的焊盘需要先薄薄的镀一层焊锡，如果是拆过的焊盘，则要去除松香及多余焊锡）3、用镊子夹住元件放在相应的焊接位置，用烧热的烙铁接触元件端点和焊盘的接触位置。4、焊锡熔化后撤去烙铁，松开镊子5、根据需要在元器件各管脚处上锡7、SMT器件焊接要求及评价1、焊点处焊锡要完全熔化2、焊锡不可过量3、不同的元件及不同的管脚之间不能桥接4、元件位置摆放要正，不能倾斜或歪斜5、焊接面要求成凹弧形