贴片元件封装说明
作者:佚名 文章来源:未知 点击数:6448 更新时间:2006-7-17 15:04:02
发光二极管:颜色有红、黄、绿、蓝之分,亮度分普亮、高亮、超亮三个等级,常用的封装形式有三类:0805、1206、1210
二极管:根据所承受电流的的限度,封装形式大致分为两类,小电流型(如1N4148)封装为1206,大电流型(如IN4007)暂没有具体封装形式,只能给出具体尺寸:5.5 X 3 X 0.5
电容:可分为无极性和有极性两类,无极性电容下述两类封装最为常见,即0805、0603;而有极性电容也就是我们平时所称的电解电容,一般我们平时用的最多的为铝电解电容,由于其电解质为铝,所以其温度稳定性以及精度都不是很高,而贴片元件由于其紧贴电路版,所以要求温度稳定性要高,所以贴片电容以钽电容为多,根据其耐压不同,贴片电容又可分为A、B、C、D四个系列,具体分类如下: 类型 封装形式 耐压
A 3216 10V B 3528 16V C 6032 25V D 7343 35V
拨码开关、晶振:等在市场都可以找到不同规格的贴片封装,其性能价格会根据他们的引脚镀层、标称频率以及段位相关联。
电阻:和无极性电容相仿,最为常见的有0805、0603两类,不同的是,她可以以排阻的身份出现,四位、八位都有,具体封装样式可参照MD16仿真版,也可以到设计所内部PCB库查询。 注:
A\\B\\C\\D四类型的封装形式则为其具体尺寸,标注形式为L X S X H 1210具体尺寸与电解电容B类3528类型相同 0805具体尺寸:2.0 X 1.25 X 0.5 1206具体尺寸:3.0 X 1.5 0X 0.5
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贴片元件封装说明 发表于 2007-2-2 21:00:25
贴片元件封装说明
作者:佚名 文章来源:未知 点击数:6448 更新时间:2006-7-17 15:04:02
发光二极管:颜色有红、黄、绿、蓝之分,亮度分普亮、高亮、超亮三个等级,常用的封装形式有三类:0805、1206、1210
二极管:根据所承受电流的的限度,封装形式大致分为两类,小电流型(如1N4148)封装为1206,大电流型(如IN4007)暂没有具体封装形式,只能给出具体尺寸:5.5 X 3 X 0.5
电容:可分为无极性和有极性两类,无极性电容下述两类封装最为常见,即0805、0603;而有极性电容也就是我们平时所称的电解电容,一般我们平时用的最多的为铝电解电容,由于其电解质为铝,所以其温度稳定性以及精度都不是很高,而贴片元件由于其紧贴电路版,所以要求温度稳定性要高,所以贴片电容以钽电容为多,根据其耐压不同,贴片电容又可分为A、B、C、D四个系列,具体分类如下:
类型 封装形式 耐压 A 3216 10V B 3528 16V C 6032 25V D 7343 35V
拨码开关、晶振:等在市场都可以找到不同规格的贴片封装,其性能价格会根据他们的引脚镀层、标称频率以及段位相关联。
电阻:和无极性电容相仿,最为常见的有0805、0603两类,不同的是,她可以以排阻的身份出现,四位、八位都有,具体封装样式可参照MD16仿真版,也可以到设计所内部PCB库查询。 注:
A\\B\\C\\D四类型的封装形式则为其具体尺寸,标注形式为L X S X H 1210具体尺寸与电解电容B类3528类型相同 0805具体尺寸:2.0 X 1.25 X 0.5 1206具体尺寸:3.0 X 1.5 0X 0.5
POWERPCB在印制电路板设计中的应用技术 发表于 2006-12-26 10:09:51
POWERPCB在印制电路板设计中的应用技术 发表于 2006-11-12 21:00:46
印制电路板(PCB)是电子产品中电路元件和器件的支撑件。它提供电路元件和器件之间的电气连接。随着
电子技术的飞速发展,PCB的密度越来越高。PCB 设计的好坏对抗干扰能力影响很大。实践证明,即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子产品的可靠性产生不利影响。例如,如果印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声。因此,在设计印制电路板的时候,应注意采用正确的方法,遵守PCB设计的一般原则,并应符合抗干扰设计的要求。
一、 PCB设计的一般原则
要使电子电路获得最佳性能,元器件的布局及导线的布设是很重要的。为了设计质量好、造价低的PCB,应遵循以下的一般性原则: 1.布局
首先,要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时,印制线条长,阻抗增加,抗噪声能力下降,成本也增加;过小,则散热不好,且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后,再确定特殊元件的位置。最后,根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局。
在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则:
(1)尽可能缩短高频元器件之间的连线,设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近,输入和输出元件应尽量远离。
(2)某些元器件或导线之间可能有较高的电位差,应加大它们之间的距离,以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
(3)重量超过15g的元器件,应当用支架加以固定,然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件,不宜装在印制板上,而应装在整机的机箱底板上,且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。
(4)对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节,应放在印制板上方便调节的地方;若是机外调节,其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。 (5)应留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。
根据电路的功能单元。对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:(1)按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。
(2)以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上。尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。
(3)在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样,不但美观,而且装焊容易,易于批量生产。
(4)位于电路板边缘的元器件,离电路板边缘一般不小于2mm。电路板的最佳形状为矩形。长宽双为3:2或4:3。电路板面尺寸大于200×150mm时,应考虑电路板所受的机械强度。 2.布线
布线的原则如下:
(1)输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线,以免发生反馈藕合。
(2)印制板导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为0.5mm、宽度为1~15mm时,通过2A的电流,温度不会高于3℃。因此,导线宽度为1.5mm可满足要求。对于集成电路,尤其是数字电路,通常选0.02~0.3mm导线宽度。当然,只要允许,还是尽可能用宽线,尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路,尤其是数字电路,只要工艺允许,可使间距小于5~8mil。
(3)印制导线拐弯处一般取圆弧形,而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外,尽量避免使用大面积铜箔,否则,长时间受热时,易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时,最好用栅格状。这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。 3.焊盘
焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径D一般不小于(d+1.2)mm,其中d为引线孔径。对高密度的数字电路,焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。 二、 PCB及电路抗干扰措施
印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系,这里仅就PCB抗干扰设计的几项常用措施做一些说明。 1.电源线设计
根据印制线路板电流的大小,尽量加粗电源线宽度,减少环路电阻。同时,使电源线、地线的走向和数据传递
的方向一致,这样有助于增强抗噪声能力。 2.地线设计
在电子产品设计中,接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可解决大部分干扰问题。电子产品中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻辑地)和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点:
(1)正确选择单点接地与多点接地
在低频电路中,信号的工作频率小于1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用一点接地的方式。当信号工作频率大于10MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。当工作频率在1~10MHz时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点接地法。 (2)数字地与模拟地分开。
电路板上既有高速逻辑电路,又有线性电路,应使它们尽量分开,而两者的地线不要相混,分别与电源端地线相连。低频电路的地应尽量采用单点并联接地,实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地,地线应短而粗,高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。要尽量加大线性电路的接地面积。 (3)接地线应尽量加粗。
若接地线用很细的线条,则接地电位则随电流的变化而变化,致使电子产品的定时信号电平不稳,抗噪声性能降低。因此应将接地线尽量加粗,使它能通过三倍于印制电路板的允许电流。如有可能,接地线的宽度应大于3mm。
(4)接地线构成闭环路。
设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时,将接地线做成闭路可以明显地提高抗噪声能力。其原因在于:印制电路板上有很多集成电路元件,尤其遇有耗电多的元件时,因受接地线粗细的限制,会在地线上产生较大的电位差,引起抗噪能力下降,若将接地线构成环路,则会缩小电位差值,提高电子设备的抗噪声能力。 3.退藕电容配置
PCB设计的常规做法之一是在印制板的各个关键部位配置适当的退藕电容。退藕电容的一般配置原则是: (1)电源输入端跨接10~100uf的电解电容器。如有可能,接100uF以上的更好。
(2)原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01pF的瓷片电容,如遇印制板空隙不够,可每4~8个芯片布置一个1~10pF的钽电容。
(3)对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件,如RAM、ROM存储器件,应在芯片的电源线和地线之间直接接入退藕电容。
(4)电容引线不能太长,尤其是高频旁路电容不能有引线。 此外,还应注意以下两点:
(1)在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时,操作它们时均会产生较大火花放电,必须采用RC电路来吸收放电电流。一般R取1~2K,C取2.2~47uF。
(2)CMOS的输入阻抗很高,且易受感应,因此在使用时对不用端要接地或接正电源。 三、 PowerPCB简介
PowerPCB是美国Innoveda公司软件产品。
PowerPCB 能够使用户完成高质量的设计,生动地体现了电子设计工业界各方面的内容。其约束驱动的设计方法可以减少产品完成时间。你可以对每一个信号定义安全间距、布线规则以及高速电路的设计规则,并将这些规划层次化的应用到板上、每一层上、每一类网络上、每一个网络上、每一组网络上、每一个管脚对上,以确保布局布线设计的正确性。它包括了丰富多样的功能,包括簇布局工具、动态布线编辑、动态电性能检查、自动尺寸标注和强大的CAM输出能力。它还有集成第三方软件工具的能力,如SPECCTRA布线器。 四、 PowerPCB使用技巧
PowerPCB目前已在我所推广使用,它的基本使用技术已有培训教材进行了详细的讲解,而对于我所广大电子应用工程师来说,其问题在于已经熟练掌握了TANGO之类的布线工具之后,如何转到 PowerPCB的应用上来。所以,本文就此类应用和培训教材上没有讲到,而我们应用较多的一些技术技巧作了论述。 1.输入的规范问题
对于大多数使用过TANGO的人来说,刚开始使用PowerPCB的时候,可能会觉得PowerPCB的限制太多。因为PowerPCB对原理图输入和原理图到PCB的规则传输上是以保证其正确性为前提的。所以,它的原理图中没有能够将一根电气连线断开的功能,也不能随意将一根电气连线在某个位置停止,它要保证每一根电气连线都要有起
始管脚和终止管脚,或是接在软件提供的连接器上,以供不同页面间的信息传输。这是它防止错误发生的一种手段,其实,也是我们应该遵守的一种规范化的原理图输入方式。
在PowerPCB设计中,凡是与原理图网表不一致的改动都要到ECO方式下进行,但它给用户提供了 OLE链接,可以将原理图中的修改传到PCB中,也可以将PCB中的修改传回原理图。这样,既防止了由于疏忽引起的错误,又给真正需要进行修改提供了方便。但是,要注意的是,进入ECO方式时要选择“写ECO文件”选项,而只有退出ECO方式,才会进行写ECO文件操作。 2.电源层和地层的选择
PowerPCB 中对电源层和地层的设置有两种选择,CAM Plane和Split/Mixed。Split/Mixed主要用于多个电源或地共用一个层的情况,但只有一个电源和地时也可以用。它的主要优点是输出时的图和光绘的一致,便于检查。而CAM Plane用于单个的电源或地,这种方式是负片输出,要注意输出时需加上第25层。第25层包含了地电信息,主要指电层的焊盘要比正常的焊盘大20mil 左右的安全距离,保证金属化过孔之后,不会有信号与地电相连。这就需要每个焊盘都包含有第25层的信息。而我们自己建库时往往会忽略这个问题,造成使用 Split/Mixed选项。
3.推挤还是不推挤
PowerPCB提供了一个很好用的功能就是自动推挤。当我们手动布线时,印制板在我们的完全控制之下,打开自动推挤的功能,会感到非常的方便。但是如果在你完成了预布线之后,要自动布线时,最好将预布好的线固定住,否则自动布线时,软件会认为此线段可移动,而将你的工作完全推翻,造成不必要的损失。 4.定位孔的添加
我们的印制板往往需要加一些安装定位孔,但是对于PowerPCB来说,这就属于与原理图不一样的器件摆放,需要在ECO方式下进行。但如果在最后的检查中,软件因此而给出我们许多的错误,就不大方便了。这种情况可以将定位孔器件设为非ECO注册的即可。
在编辑器件窗口下,选中“编辑电气特性”按钮,在该窗口中,选中“普通”项,不选中“ECO注册”项。这样在检查时,PowerPCB不会认为这个器件是需要与网表比较的,不会出现不该有的错误。 5.添加新的电源封装
由于我们的国际与美国软件公司的标准不太一致,所以我们尽量配备了国际库供大家使用。但是电源和地的新
符号,必须在软件自带的库中添加,否则它不会认为你建的符号是电源。
所以当我们要建一个符合国标的电源符号时,需要先打开现有的电源符号组,选择“编辑电气连接”按钮,点按“添加”按钮,输入你新建的符号的名字等信息。然后,再选中“编辑门封装”按钮,选中你刚刚建立的符号名,绘制出你需要的形状,退出绘图状态,保存。这个新的符号就可以在原理图中调出了。 6.空脚的设置
我们用的器件中,有的管脚本身就是空脚,标志为NC。当我们建库的时候,就要注意,否则标志为NC的管脚会连在一起。这是由于你在建库时将NC管脚建在了 “SINGAL_PINS”中,而PowerPCB认为“SINGAL_PINS”中的管脚是隐含的缺省管脚,是有用的管脚,如VCC和GND。所以,如果的NC管脚,必须将它们从“SINGAL_PINS”中删除掉,或者说,你根本无需理睬它,不用作任何特殊的定义。 7.三极管的管脚对照
三极管的封装变化很多,当自己建三极管的库时,我们往往会发现原理图的网表传到PCB中后,与自己希望的连接不一致。这个问题主要还是出在建库上。
由于三极管的管脚往往用E,B,C来标志,所以在创建自己的三极管库时,要在“编辑电气连接”窗口中选中“包括文字数字管脚”复选框,这时,“文字数字管脚”标签被点亮,进入该标签,将三极管的相应管脚改为字母。这样,与PCB封装对应连线时会感到比较便于识别。 8.表面贴器件的预处理
现在,由于小型化的需求,表面贴器件得到越来越多的应用。在布图过程中,表面贴器件的处理很重要,尤其是在布多层板的时候。因为,表面贴器件只在一层上有电气连接,不象双列直插器件在板子上的放置是通孔,所以,当别的层需要与表面器件相连时就要从表面贴器件的管脚上拉出一条短线,打孔,再与其它器件连接,这就是所谓的扇入(FAN-IN),扇出(FAN-OUT)操作。
如果需要的话,我们应该首先对表面贴器件进行扇入,扇出操作,然后再进行布线,这是因为如果我们只是在自动布线的设置文件中选择了要作扇入,扇出操作,软件会在布线的过程中进行这项操作,这时,拉出的线就会曲曲折折,而且比较长。所以,我们可以在布局完成后,先进入自动布线器,在设置文件中只选择扇入,扇出操作,不选择其它布线选项,这样从表面贴器件拉出来的线比较短,也比较整齐。 9.将板图加入AUTOCAD
有时我们需要将印制板图加入到结构图中,这时可以通过转换工具将PCB文件转换成AUTOCAD能够识别的格式。在PCB绘图框中,选中“文件”菜单中的“输出”菜单项,在弹出的文件输出窗口中将保存类型设为DXF文件,再保存。你就可以AUTOCAD中打开个这图了。
当然,PADS中有自动标注功能,可以对画好的印制板进行尺寸标注,自动显示出板框或定位孔的位置。要注意的是,标注结果在Drill-Drawing层要想在其它的输出图上加上标注,需要在输出时,特别加上这一层才行。 10. PowerPCB与ViewDraw的接口
用ViewDraw的原理图,可以产生PowerPCB的表,而PowerPCB读入网表后,一样可以进行自动布线等功能,而且,PowerPCB中有链接工具,可以与VIEWDRAW的原理图动态链接、修改,保持电气连接的一致性。 但是,由于软件修改升级的版本的差别,有时两个软件对器件名称的定义不一致,会造成网表传输错误。要避免这种错误的发生,最好专门建一个存放 ViewDraw与PowerPCB对应器件的库,当然这只是针对于一部分不匹配的器件来说的。可以用PowerPCB中的拷贝功能,很方便地将已存在的 PowerPCB中的其它库里的元件封装拷贝到这个库中,存成与VIEWDRAW中相对应的名字。 11.生成光绘文件
以前,我们做印制板时都是将印制板图拷在软盘上,直接给制版厂。这种做法保密性差,而且很烦琐,需要给制版厂另写很详细的说明文件。现在,我们用PowerPCB直接生产光绘文件给厂家就可以了。从光绘文件的名字上就可以看出这是第几层的走线,是丝印还是阻焊,十分方便,又安全。 转光绘文件步骤:
A.在PowerPCB的CAM输出窗口的DEVICE SETUP中将APERTURE改为999。
B.转走线层时,将文档类型选为ROUTING,然后在LAYER中选择板框和你需要放在这一层上的东西。不注意的是,转走线时要将LINE,TEXT去掉(除非你要在线路上做铜字)。 C.转阻焊时,将文档类型选为SOLD_MASK,在顶层阻焊中要将过孔选中。 D.转丝印时,将文档类型选为SILK SCREEN,其余参照步骤B和C。 E.转钻孔数据时,将文档类型选为NC DRILL,直接转换。
注意,转光绘文件时要先预览一下,预览中的图形就是你要的光绘输出的图形,所以要看仔细,以防出错。 有了对印制板设计的经验,如PowerPCB的强大功能,画复杂印制板已不是令人烦心的事情了。值得高兴的是,
我们现在已经有了将TANGO的PCB转换成PowerPCB的工具,熟悉TANGO的广大科技人员可以更加方便的加入到PowerPCB绘图的行列中来,更加方便快捷地绘制出满意的印制板。 系统分类: PCB 用户分类: PCB 标签: 来源:
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钽电容的PCB封装尺寸 发表于 2006-12-20 20:36:36
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protel元件封装总结 发表于 2006-12-20 20:35:09
protel元件封装总结
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-44 D-37 D-46 单排多针插座 CON SIP
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:electroi;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<100uF用 RB.1/.2,100uF-470uF用RB.2/.4,>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 0201 1/20W 0402 1/16W
0603 1/10W 0805 1/8W 1206 1/4W
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、UJT TO-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。例如,对于TO-92B之类的包装,通常是1脚为E(发射极),而2脚有可能是 B极(基极),也可能是C(集电极);同样的,3脚有可能是C,也有可能是B,具体是那个 ,只有拿到了元件才能确定。因此,电路软件不敢硬性定义焊盘名称(管脚名称),同样的 ,场效应管,MOS管也可以用跟晶体管一样的封装,它可以通用于三个引脚的元件。 Q1-B,在PCB里,加载这种网络表的时候,就会找不到节点(对不上)。
在可变电阻上也会出现类似的问题;在原理图中,可变电阻的管脚分别为1、W、及2, 所产生的网络表,就是1、2和W,在PCB电路板中,焊盘就是1,2,3。当电路中有这两种元 件时,就要修改PCB与SCH之间的差异最快的方法是在产生网络表后,直接在网络表中,将晶 体管管脚改为1,2,3;将可变电阻的改成与电路板元件外形一样的1,2,3即可。
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SMT表面安装技术
发表于 2006-12-20 19:39:45
SMT表面安装技术
概述
表面安装技术,英文称之为“Surface Mount Technology”,简称SMT,它是将表面贴装元器件贴、焊到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术,所用的负责制电路板无无原则钻孔。具体地说,就是首先在印制板电路盘上涂布焊锡膏,再将表面贴装元器件准确地放到涂有焊锡膏的焊盘上,通过加热印制电路板直至焊锡膏熔化,冷却后便实现了元器与印制板之间的互联。20世纪80年代,SMT生产技术日趋完善,用于表面安装技术的元器件大量生产,价格大幅度下降,各种技术性能好,价格低的设备纷纷面世,用SMT组装的电子产品具有体积小,性能好、功能全、价位低的优势,故SMT作为新一代电子装联技术,被广泛地应用于航空、航天、通信、计算机、医疗电子、汽车、办公自动化、家用电器等各个领域的电子产品装联中。到了20世纪90年代,SMT关产业更是发生了惊人的变化,片式阻容元件自20世纪70年代工业人生产以来,尺寸从最初的
3.2mm×1.6mm×1.2mm已以展到现在的0.6mm×0.3mm×0.3mm,体积从最初的6.014mm3,其体积缩到原来的0.88%.片式元器的发展还可以从IC外形封装尺寸的演变过程看,IC端子中心距已从最初的1. 27mm快速过渡到0.65mm、0.5mm和0.4mm。如今IC封装形式又以崭新的面貌出现在人们面前,继PLCC(Plastic Leadless Chip Carrier)和QFP(Quad Flat Package)之后出现了BGA、(Ball Grid Array)、CSP(Chip Scale Package)等,令人目不暇接。与元件相匹配的印制电路板从早期的双面板发展为多层板,最多可达50多,板面上线宽已从0.2~0.3mm,缩小到0.15mm甚至到0.05mm。
用于SMT大生产的主要设备-----贴片机也从早期的低速(1s/片)、机械对中,发展为高速(0.06s/片)、光学对中,并向多功能,柔性连接模块化发展,再流焊炉也由最初的热板式加热发展为氮气热风红外式加热,能适应通孔元件再流且带局部强制冷却的再流焊炉也已实现用化,再流焊的不良焊点率已下降到百分之十发下,几乎接近无缺陷焊接。
SMT技术作为新一代装联技术,仅有40年的历史,但却显示出其强大的生命力,它以非凡的速度,走完了从诞生,完善直到成熟的路程,迈入了大范围工业应用的旺盛期。 6.1.1SMT技术的特点 (1)组装密度高
SMT片式元器件比传统穿孔元器所占面积和重量都大为减小,一般来说,采用SMT可使电子产品体积缩小60%,重量减轻75%。通孔安装技术元器件,它们按2. 54mm网格安装元件,而SMT组装元件网格从1.27mm发展到目前0.63mm网格,个别达0.5mm网格的安装元件,密度更高。例如一个64端子的DIP集成块,它的组装面积为25mm×75mm,而同样端子采用引线间距为0.63mm的方形扁平封装集成块(QFP)它的组装面积仅为12mm×12mm。 (2)可靠性高
由于片式元器件小而轻,抗振动能力强,自动化生产程度高,故贴装可靠性高,一 般不良焊点率小于百分之十,比通孔插装元件波峰接技术低一个数量级,用SMT组装的电子产品平均无故障时间(MTBF)为2.5×105h,目前几乎有90%的电子产品采用SMT工艺。 (3)高频特性好
由于片式元器件贴装牢固,器件通常为无引线或短引线,降低了寄生电容的影响,提高了电路的高频特性。采用片式元器件设计的电路最高率达3GHZ。而采用通孔元件仅仅为500mhZ。采用SMT也可缩短传输延迟时间,可用于时钟频率为16MHZ以上的电路。若使用多芯模块MCM技术,计算机工作站的端时钟可达100MHZ,由寄生电抗引起的附加功耗可降低2-3倍。 (4) 降低成本
1、印制使用面积减小,面积为采用通孔面积的1/12,若采用CSP安装,则面积还可大幅度下降。 2、频率特性提高,减少了电路调试费用
3、片式元器体积小,重量轻,减少了包装,运输和储存费用。
4、片式元器件发展快,成本迅速下降,一个片式电阻已同通孔电阻价格相当,约0.3美分,合2分人民币。
(5)便于自动化生产
目前穿孔安装印制板要实现完全自动化,还需扩大40%原印制板面积,这样才能使自动插件的插装头将元件插入,若没有足够的空间间隙,将碰坏零件。而自动贴片机采用真空吸嘴吸放元件,真空吸嘴小于元件外形,可提高安装密度,事实上小元件及细间距器件均采用自动贴片机进行生产,也实现全线自动化。 当然,SMT大生产中也存一些问题。
!、元器件上的标称数值看不清楚,维修工作困难。 2、维修调换器件困难,并需专用工具。
3、元器件与印制板之间热 膨胀系数(CTE)一致性差。
4、初始投资大,生产设备结构复杂,涉及技术面宽,费用昂贵。
随着专用拆装及新型的低膨胀系数印制板的出现,它们已不再成为阻碍SMT深入发展的障碍。 6.1.2 元器件安装技术与时代划分
电子产品安装技术是现代发展最快的制造技术,从安装工艺特点可将迄伉今为止安装技术的发展分为五代,如表6-1所示。 表6—1安装技术时代划分
年代 技术缩写 代表元器件 安装基板 安装方法 焊接技术 20世纪50~60年代 20世纪60~70年代 THT 20世纪70~80年代 长引线元件、电子接线板铆接端子 管 晶体管、轴向引线元件 单、双列直插IC轴向引线元器件元件 SMC、SMD片式封装VSI、VLSI VLSIC,ULSIC 单、双面PCB 手工安装 手工/半自动插装 自动插装 手工烙铁焊 手工焊,浸焊 波峰焊,浸焊,手工焊 波峰焊、再流焊 倒装焊,特种焊 单面及多面PCB 20世纪80~90年代 20世纪90年代 SMT MPT 高质量SMB 陶瓷硅片 自动贴片机 自动安装 由表6-1可以看出,第二代与第三代安装技术,代表元器件特征明显,而安装方法并没有根本改变,都是以长元器穿过印制板上通孔的安装方式,一般称为通安装THT( through hole mounting technology)。第四代技术则发生根本性变革,从元器到安装方式,从PCB设计到连接方法都以全新面貌出现,它使电子产品体积缩小,重量变轻,功能增强、可靠性提高、推动了信息产业高速发展。SMT已经在很多领域取了THT,并且这种趋势还在发展,预计未来90%以上产品采用SMT。第五代安装技术,从技术式艺讲,仍属于“安装”范畴,但与通常所说的安装相差甚远,使用一般工具,设备和工艺是无法完成的,目前还处于技术发展和局部领域应用的阶段,但它代表了当前电子系统安装技术发展的方向。 6.1.3表面安装技术的组成
表面安装技术通常包括:表面安装元器件,表面安装电路板及图形设计、表面安装专用辅料(焊锡膏及贴片胶)、表面安装设备,表面安装焊接技术(包括双波峰焊、气相焊)表面安装测试技术,清洗技术以及表面组成大生产管理等多方面内容。这些内容可以归纳为三个方面:一是设备,人们称它为SMT的硬件;二是装联工艺,人们称它为SMT的软件;三是电子元器件,它即是SMT的基础,又是SMT发展的动力,它推动着SMT专用设备和装联工艺不断更新和深化。 6.1.4 SMC、SMD的贴装方法
SMC、SMD贴是SMT产品生产中的关键工序。SMC、SMD贴装一般采用贴装机(亦称贴片机) 自动进行,可采用工作借助辅助工具时行。手工贴装只有在非生产线自动组装的单件研制或试验,返修过程中的元器更换等特殊情况下采用,而且一般也只能适用于元器件端子类型简单,组装密度不高,同一PCB上SMC、SMD数量较少等有限场合。
随着SMC、SMD的不断微型化和端子细间距化,以及栅格阵列芯片,倒装芯片等焊点不可直观芯片的发展,不借助于专用设备的SMC、SMD手工贴装已很困难,实际上,目前的SMC、SMD手工贴装也已演化为借助返修装置专用和工具的半自动化贴装。
自动贴装是SMC、SMD贴装的主要手段,贴装机是SMT产品组装生产中的核心设备,也是SMT的关键设备,是决定SMT产品线装的自动化程度,组装清度和生产效率的重要因素。
2 表面安装元器件
表面安装元器件称无端子元器件,问世于20世纪60年代,习惯上人们把表面安装无源元器件,如片式电阻、电容、电感称之为SMC(Surface Mounted Component),而将有源器件,如小外形晶体SOT及四方扁平组件(QFT)称之为SMD(Surface Mounted De-Vices)。无论是SMC还是SMD,在功能上都与传统的通孔安装元件相同,最初是为了减小体积而制造,最点出现在电子表中,使电子表微型化成为可能。然而,它们一经问世,就表现出强大的生命力,体积明显减小,高频特性提高、耐振动、安装紧凑等优点是传统通孔元器件所无法比拟的,从而极大地刺激了电子产品向多功能、高性能、微型化、低成本的方向发展。例如,片式器件组装的手提摄 像机,掌上电脑和手机等,不仅功能齐全,而且低,现已在人们日常生活中广泛使用。同时,这些微型电子产品又促进了SMC和SMD向微型发展。片式电阻电容已由早期的3.2mm×1.6mm缩小到
0.2mm×0.3mm,IC的端子中心距已由1.27mm减小到0.3mm,且随着裸芯片技术的发展,BGA和CSP类高端子数器件已广泛应用到生产中。此外,一些机电元件,如开关、继电器、延迟线、热敏和压敏电阻,也都实现了片式化。如今,表面安装元器件品种繁多、功能各异,然而器件的片式化发展却不平衡,阻容器件,三极管,IC发展快,异型器件,插座,振荡器发展迟缓,并且片式化的元器件,又未能标准化,不同国家以至不同厂家均有不同的差异,因此,在设计选用元器件时,一定要弄清楚元器的型号、厂家及性能等,以避免出现互换性差的缺陷。
当然,表面安装元器件也存在着不足之处,例如,元器件与PCB表面非常贴近,与基板间隙小,给清洗造成困难,元器体积小,电阻、电容一般不设标记,一旦弄乱就不易搞清楚,特别是元器件与PCB之间热膨胀系数的差异也是SMT产品中应注意的问题。 6.2.1 表面安装电阻
表面安装电阻最初为矩形片状,20世纪80年代初出现了圆柱形,随着表面安装器件(SMD)和机电元件等向集成化,多功能化方向发展,又出现了电阻网络(Resistor Net-works)、电容网络(Capacitor Networks)、阻溶混合网络、混合集成电路(Hybrid IC)等短小,扁平端子的复合器件,它与分立元器件相比,具有小型化,无端子(或扁平、短小端子)、尺寸标准化、特别适合在印制电路板上进行表面安装等特点。 (1)矩形片式电阻
1、结构 矩形片式电阻由于制造工艺不同有两种类型, 一类是膜型(RN型),另一类是薄膜型(RK型)。厚膜型是在扁平的高纯度Al2O3基板上印一层二氧化钌基浆料,烧结后经光刻而成;薄膜型电阻 是在基体上喷射一层镍铬合金而成,性能稳定,阻值精度高,但价钱较贵,由于在电阻层上涂覆特殊的玻璃釉涂层,故电阻在高温,高湿下性能非常稳定。 片式电阻有三层端焊,俗称三层端电极,最内层为银钯合金,它与陶瓷基 有良好的结合力,中间为镍层,它是防止在焊接期间银层的浸析,最外层为端焊,不同的国家采用不同的材料,日本通常采用Sn-Pb合金,厚度为1mil,美国则采用Ag-Pd合金。
2、性能 国产RI11型片式电阻的技术特性如表6-2所示 表6-2 RI11型片式电阻的技术特征
型号 特性参数 使用环境温度/℃ 额定环境温度/℃ 额定功耗/W 最高使用电压/V 最高过载电压/V 标称阻值范围/MΩ 阻值允许偏差 电阻温度系统/(10-6/℃) RI11-1/16 RI11-1/10 -55~+125 70 RI11-1/8 0.063 100 200 0.10 150 300 1.0~10 F(±1%),G(±2%),J(±5%),K(±10%) 0.125 200 400 -100~+600(<1kΩ);-500~+100(>1001kΩ)
3、额定功率与外形尺寸的对应关系,如表6-3所示 表6-3 不同的外形尺寸对应的额定功率 参数名称 功率 型号 1/16 0805 参数大小 1/8 1206 1/4 1210 片式电阻的额定功率是电阻在环境温度为70℃时承受的电功率。超过70℃承受的功率将下降,直到125℃时负载功能为零。
4、精度及分类 在片式电阻中,RN型电阻精度高、电阻 温度系数小,稳定性好,但阻值范围比较窄,适用于精度和高频领域;RK型电阻则是电路中应用得到最广泛的。
根据IEC3标准“电阻器和电容器的优选值及其公差”的规定,电阻值允许偏差为±10%,称为E12系列,电阻值允许偏差为±5%,称E24系列,电阻值允许偏差为±1%,称为E96系列。
5、外形尺寸 片式电阻 、电容常以它们的外形尺寸的长宽命名,来标志它们的大小,以in(lin
=0.0254M)ey SI制(mm)为单位,如外形尺寸为0.12in×0,06in,记为1206,SI制记为3.2mm×1.6mm。片式电阻外形尺寸见表6-4。 表6-4 片式电阻外形尺寸 尺寸号 RC0201 RC0402 长(L)/mm 宽(W)/mm 高(H)/mm 0.3±0.03 0.3±0.03 0.4±0.03 0.3-0.7 0.4-0.7 0.4-0.7 端头宽度(T)/mm 0.15-0.18 0.3±0.03 0.3±0.03 0.3-0.6 0.4-0.7 0.4-0.7 0.6±0.03 0.3±0.03 1.0±0.03 0.5±0.03 RC0603 1.56±0.03 0.8±0.03 RC0805 RC01206 RC1210 1.8-2.2 3.0-3.4 3.0-3.4 1.0-1.4 1.4-1.8 2.3-2.7 6、标记识别方法
a、元件上的标注。当片式电阻阻精度为5%时,采用3个数字表示。跨接线记为000,阻值小于10Ω,
在两个数字之间补加“R”表示,阻值在10 Ω以上的,则最后一数值表示增加的零的个数。例如4.7Ω记为4R7;0Ω(跨接线)记为000记为101;1MΩ。当片式电阻值精度为1%时,则采用4个数字表示,前面3个数字为有效数字,第四位表示增加的零的个数;阻值小于10Ω的,仍在第二位补加“R”,阻值为100Ω,则在第四位补“0”。例如4.7Ω记为4R70,100Ω记为1000,1MΩ记为1004,10Ω记为10R0。
b、料盘上的标注,华达电子片状阻器标识含义:如RC05K103JT其中,RC为产品代号,表示片状电阻器 05表示型号,02(0402),03(0603),05(0805),06(1206)
K表示电阻温度系数,F:±25;G:±50;H:±100;K:±250;M:±500 103表示阻值
J表示电阻值误差,F:±1%;G:±25%;J:±5%;0:跨接电阻 T表示包装,T编带包装;B:塑料盒散包装 (2)圆柱形固定电阻
圆柱形固定电阻,即金属电极无端子面元件(Metal Electrode Face Bonding Type)简称MELF电阻。MELF 主要有碳膜ERD型,高性能金属膜ERO用跨接用的0Ω电阻三种。它与片式电阻相比,无方向性和正反面性,包装使用方便,装配密度高,固定到印制板上有较高的抗弯能力,特别是噪声电平和三次谐波失真都比较低,常用于高档音响电器产品中。
1、结构 MELF电阻是在高铝陶瓷基体上覆上金属膜或碳膜,两端压上金属帽电有,采用刻螺纹槽的方法调整电阻值,表面涂上耐热漆密封,最后根据电阻值涂上色码标志。 2、性能 MELF的主要技术特性和额定值见表6-5。 表6-5 MELF的主要技术特性和额定值
碳膜 金属膜 型号 项目 使用环境温度/℃ 额定功耗/W 最高使用电压/V RED-10TLORED-25TLERO-25LERD-21TL (CC-12)ERO-21L ERQ-10L(RN41C2B) (RD41B2E) (RN41C2E) (0Ω) -55~+155 0.125 最高额定电流2A 150 0.25 300 0.125 150 -55~+150 0.125 150 0.25 150 最高过载电压/V 标称阻值范围/Ω 200 1~1M ≤50mΩ 600 1~2.2M (J±5) -1300/350 17 66 200 100~200k (F±1) ±10 10 300 21~301k (F±1) ±100 17 500 1~1M (F±1) ±100 66 阻值允许偏差/% (J±5) 电阻温度系数/(10-6/℃) -1300/350 10 质量/(g/1000个) 3、标志识别 MELF的阻值以色球标志法表示。 (3)片式电位器
表面安装电位器,又称片式电位器(Chip Potentiometer)。它包括片状、
圆、柱状、扁平矩形结构等各类电位器,它在电路中起调节分电路电压和分路电阻的作用,故分别称之为分压式电位器和可变电阻器。
①结构 片式电位器有四种不同的外形结构,分别为敞开式结构,防尘式结构,微调式结构和全密封式结构。 ②性能
a标称阻值范围:100Ω-1MΩ b阻值允许范围:±25% c电阻规律:线性 d接触电阻变化:3%或3Ω e分辩率:无限
f电阻温度系数:250×10-6./℃ g最大电流:100mA
h使用温度范围:-55-+100℃
I额定功耗系列:0.05W,0.1W,0.125W,0.2W,0.25W,0.5W
③外形尺寸 片状电位器型号有3型、4型和6型、其外形尺寸见表6-6。 表6-6片状电位器外形尺寸 型号 尺寸/mm×mm×mm 型号 尺寸/mm×mm×mm 3型 4型 3×3.2×2 3×3×1.6 4型 4.5×5×2.5 4×4.5×2.2 6型 6×6×4 φ6×4.5 3.8×4.5×2.4 4×4.5×1.8
2.2 表面安装电容器
表面安装电容器已发展为多品种、多系列、按外形、结构和用途来分类,可达数百种,在实际应用中,表面安装电容器中大有80%是多层片状瓷介电容器,其次是表面安装铝电解电容器,表面安装有机薄膜和云母电容器则很少。
(1)多层片状瓷介电容器
瓷介电容器少数为单层结构,大多数为多层叠状结构,又称MIC(Multilayer Caramic Capacity)。 ①结构
MLC通常是无引线矩形结构,外层电极同片式电阻相同,也是三层结构,即Ag-Ni、Cd-Sn、Pb。片式陶瓷电容有三种不同的电解质,分别命名为C0G/NPO,X7R和Z,它们有不同的容量范围及温度稳定性。其温度和电解特性较,以C0G/NPO为介质的电容,其温度和电解特性较好,由于片式电容的端电极,金属电极,介质三者的热膨胀系数不同,因此在焊接过程中升温速度不能过快,特别是波峰焊时预热温度应足够高,否则易造成片式电容的损球,客观上片式电容损坏率明显高于片式电阻损坏率。 ②性能
MLC根据用途分为I类陶瓷(国内型号为CC41)和II类陶瓷(国内型号为CT41)两种,I类是温度补偿型温度效应的电路。II类是高介电常数类电容器,其特点是体积小、容量大、适用于旁路、滤波或在对损耗,容量稳定性要求不太高的鉴频电路中,表6-7列出了介质与国内外型的对照关系。
表6-7介质与国内外型号的对照 介质名称 国产陶瓷分类型号 美国 日本 ③外形尺寸
片式电容的外形尺寸见表6-8 表6-8片式电容的外形尺寸 电容型号 CC0805 CC01206 CC01210 CC01812 CC01825 尺寸 L/mm 1.8-2.2 3.0-3.4 3.0-3.4 4.2-4.8 4.2-4.8 W/mm 1.0-1.4 1.4-1.8 2.3-2.7 3.0-3.4 6.0-6.8 H/mm 1.3 1.5 1.7 1.7 1.7 T/mm 0.3-0.6 0.4-0.7 0.4-0.7 0.4-0.7 0.4-0.7 COG/NPO CC41 I类陶瓷 CH系列 X7R CT41-2X1 II类陶瓷 B系列 F系列 Z5V CT41-2E6 ④标注识别方法
a、元件表面标注值表示法。有些厂家在片式电容表面印有英文字母及数字,它们均代表特定的数值,只要查到表格就可以估算出电容的容值,现将这种表格 介绍如下(见表6-9)。 表6-9片式电容容值系数 字母 A B C D E F G H J K L 容量系数 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 字母 M N P Q R S T U V W X 容量系数 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 字母 Y Z a b c d e f m n t 容量系数 8.2 9.1 2.5 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 b、外包装表示法。一般标识于电容外包装上。 (2)钽电解电容器
钽电解电解器,简称钽电容,单位体积容量大,在容量超过0.33F时,在都用钽电解电容器,由于其电解质响应速度快,因此在需要高速运算处理的大规模集成电路中应用广泛。 1、结构
片式钽电解电容采用高纯度的钽粉末与胶黏剂混合,埋入钽端子后,在1800-2000的真空炉中烧结成多孔性的烧结体作为阳坡,用硝酸酸锰热解反应,在烧结体表面形成固体电解质的二氧化锰用为阴极,经石墨层、导电涂料层涂敷后同,进行阴、阳极引出线的的边接,然后用模型封装成型。 片式钽电解电容器有三种不同类型:裸片型、模塑封装型和端帽型。
裸征型即无封装型,成本低,但对环境的适应性差,开关不规则,不宜自动安装。
模塑封的装型即常见的矩形钽电解电容,成本较高,阴极和阳极与框架端子的连接导致热应力过大,对机械强度影响较大,广泛应于通讯类电子产品中。
端帽型也称树脂封装型,主体为树脂封装,两端有金属电极,体积小,高频、特性好,机械强度高,常用于投资类电子产品中。 2、性能
片式钽电解电容的主要性能见表6-10
表6-10钽电解电容的主要特征 特征 容量/μF 容量误差 额定直流电压/v 损耗角正切/ 室温漏电流 标准 0.1-270 K(±10%),M(±20%) 4,6.3,10 .16, 20,25.35.50 端面镀层的结合强度 测试后无可见损伤,电容量的减少应不超过10% 可焊性 覆盖率不少于80%的,焊接后无可见损伤 ℃ 耐焊性 S % △C/C(%) ③标志
矩形钽电解电容外壳为有色塑料封装,一端印有深色标志线,为正极,在封面上有电容量的数值及耐压值,一般有醒目的标志,以防用错。 (3)铝电解电容器
铝电解电容器主要应用于各种消费类电子产品中,价格低廉,按外形和封装材料诉不同,可分为矩形铝电解电容器(树脂封装)和圆柱形电解电容器(金属封装)两类。 1、结构
将高纯度的铝箔(含铝99.9%-99.99%)电解腐蚀成高倍率的附着面,然后在硼酸,磷酸待弱酸性的溶液中进行阳极氧化,形成电介质薄膜,作为阳极箔,将低纯度的铝箔(含铝99.5%-99.8%)电解腐蚀成高倍率的附着面,作为阴极,电解纸将阳极箔和阴极箔隔离后绕成电容器芯子,经电解液浸透,根据电解电容器的工作电压及电导率的差异,分成不同的规格,然后用密封桷胶铆接封口,最后用金属铝壳或耐热性环氧树脂封装。由于铝电解电容器中采用非固体介质作为电有材料,因此在再流焊工艺中,应严格控制焊接温度。 2、性能
圆柱形铝封电解电容器性能见表6-11。
265±5 5±1 ≥75 ≤5 表6-11 圆柱形铝电解电容器的主要性能 项目 工作温度/℃ 性能 -40~+105 工作直流电压/V 4~50 电容量/μF 0.1~120 电容量允许偏差/% ±20(120Hz,20) 漏电流/μA tan 3、识别标志
铝电解容器外壳上的深色标志代表负极,容量及地压值在外壳上也有标注。
0.01CU或3μA(试验温度20℃,试验时间25min) U/V tan 4 0.35 6.3 0.26 16 0.16 25 0.14 50 0.12 2.3 表面安装电感器
20世纪80年代日本,美国和西欧等国家研制出了种类繁多的片式电感器,其中相当多的产品已系列化、标准化、并批量生产。片式电感器同插装式电感一样,在电路中起扼流、退耦、滤波、调谐、延迟、补偿等作用。
片式电感器的种类较多,按形形状可分为矩形圆柱形;按磁路可分为开路和闭路形;按电感量可分为固定的和可调的;按结构的制造工艺可分为绕线型、多层的卷绕型。 (1) 性能
绕线型电感器量范围宽、值高、工艺简单,因此在片式电器感器中使用最多,但体积较大、热性较差。 (2) 外形
绕线型片式电感器的品种很多,各异,表6-12列出了国外一些公司生产的绕线片式电感器的型号、主要的性能参数。
表6-12列出了国外一些公司生产的绕线片式电感器的型号、主要的性能参数。
表6-11国外厂商制造的绕线型片式电感的外形尺寸及主要性能 厂 家 型 号 尺寸/mm×mm×mm L/h Q 磁路结构 TOKO Murata TDK TDK TDK 43CSCROL 4.5×3.5×3.0 1~410 LQNSN 5.0×4.0×3.15 10~330 50 50 —— —— NL322522 3.2×2.5×2.2 0.12~100 20~50 开磁路 NL453232 4.5×3.2×3.2 0.12~100 20~50 开磁路 NFL453232 4.5×3.2×3.2 1.0~1000 20~50 闭磁路 4.8×4.0×3.5 0.1~470 50 闭磁路 2.5×2.0×1.9 0.1~1 3~50 开磁路 Siemens —— Coiecraft —— Pieonics —— (3) 识别标志
4.0×3.2×3.2 0.01~1000 20~50 闭磁路 国产华达电子绕线型片式电感器的标识含义如下。 以HDW2012UGR10KGT为例 其中, HDW表示产品代码 2012表示规格
UC表示蕊子类型,UF陶瓷蕊;UF铁氧体蕊
R10表示电感量,R10;01 H;2N2,033;0。33H F表示公差,J;5%;K;10%;M;20% G表示端头,G;金端头;S;锡端头 T表示包装方法,B散包装;T编包装
2.4表面安装半导体器件
表面安装半导体器件,它是在原有双列直(DIP)器体的基础上发展来的,是通装技术(THT)
向SMT发展的重要标志,也是SMT发展和重要动力,着LSI和VLSI技术的发展,I/O数增,各种先进IC封装技术先后出现。在DIP之后出现的封装有;小外形封装(Small Oufline Package,简称SOP)、封有端子蕊片载体(Plastic Leadless Chip Carrier,简称PLCC)、多端子的方形平封装(Guad Fiat Package,简称GFT)、无端子陶瓷蕊片载体(Leadlaess Ceramic Chip Carrier,简称LCCC)、栅阵列(Ball Grid Array,简称BGA)、CSP(Chip Scakage )以及裸蕊片BC(Bare Chip)等,品种繁多。从SMD形状来分,其主要有下列三种形状。
1、翼形端子(Gull-Wing)常见的器件器种有SOIP和QFP。具有翼形器件端子的器件焊接后具有吸收应力的特点,因此与PCB匹配性好,这类器代件端子共面性差,特别是多端子细间距的QFP,端子极易损球,贴装过程应小心对待。
2、J形端子(J-Lead)。常见的器件品种有SOJ和PLCC。J形端子 刚性好且间距大,共面性好,但由于端子在元件本体之下,故有阴影效应,焊接温度不易调节。
3、球栅阵列(Ball Grid Array).芯片I/O端子呈阵列式分布在器件底面上,并呈球状,适应于多端子数器件的封装,常见的有BGA、CSP、BC待,这类器件焊接时也存在阴影效应。此外,器件与PCB之间存在着差异性,应充分考虑对待。 (1)二极管
用于表面安装的二极管有三种封装形式
1、圆柱形的无端子二极管,其封装结构是将二极管芯片装在具有内部电极的细玻璃管中,玻璃管两端装上金属帽分蘖节做正负电极,外形尺寸有1.5mm×3.5mm和 2.7×5.2mm两种,通常用于齐纳二极管、高速二极管和通用二极管,采用塑料编带包装。
2、片状二极管 为塑封装矩形薄片,外形尺寸为3.8mm×1.5mm×1.1mm,可用在VHF频段到S频段,采用塑料编带包装。
3、SOT-23封装形式的片状二极管,多用于封装复合型二极管。也用于速于二极管和高压二极管。 (2)小外形封装晶体管
晶体管的封装形式主要有SOT-23、SOT-89、SOT-143、TO-252等。 1、SOT-23 ①结构。
SOT-23封装有三条“翼形”端子,端子材质为42号合金,强度好,但中焊性差。SOT-23在大气中的的功耗为150 mW,在陶瓷基板上的功耗为300mW.常见的有小功率晶体管、场效应管和带电阻网络的复合晶体管。
②识别标志。
SOT-23表面均印有标志,通过相关半导体件器手册可以查出对应的极性、型号与性能参数,现列出部分标志与型号,见6-13。
表6-13 厚膜电路及通讯机等小型电子设备配套塑封管 型号 极性 外形 打印标记 型号 8550SP 极性 PNP 外形 打印标记 BT-40 S85 BT-40 S608 BT-40 S2458 BT-40 S1048 9011STP NPN SOT-23 L 9012ST PNP SOT-23 Y 9013ST NPN SOT-23 X 8050SP NPN BT-40 S80 ③外形尺寸
片式电容的外形尺寸见表6-8 表6-8片式电容的外形尺寸
尺寸 L/mm W/mm 2SA608SP PNP 2SC2458 NPN 2SA1048 PNP 电容型号 H/mm 1.3 1.5 1.7 T/mm 0.3-0.6 0.4-0.7 0.4-0.7 CC0805 1.8-2.2 1.0-1.4 CC01206 3.0-3.4 1.4-1.8 CC01210 3.0-3.4 2.3-2.7 CC01812 4.2-4.8 3.0-3.4 CC01825 4.2-4.8 6.0-6.8 1.7 1.7 0.4-0.7 0.4-0.7 1、SOT-89 SOT-89具有三条薄的短端子分布在晶体管的一端,晶体管芯片粘贴在较大的铜片上,以增加散热能力。SOT-89在大气中的功耗为500mw,在陶瓷板上的功耗大1W,这类封装常见于硅功率表面安装晶体管。
包装同SOT-23,但由于它外形较大,所以在带子上的位置较宽松。
2、SOT-143 SOT-143有4条“翼形”短端子,端子中宽大一点的是集电极。它的散热性能与SOT-23基本相同,这类封装常见双栅场效应及高频晶体管。 SOT-143的包装及在编带上的位置同SOT-23
③TO-252 TO-252的功耗子在2~5之间,各种功率晶体管都可以采用这种封装。 (3)小外形封装集成电咱SOP
小外形封装集成电路SOP,也称作SOIC,由双列直插式封装DIP演变而来。这类封装有两种不同的端子形成:一种具有“翼形”端子,另一种具有“J”型端子,封装又称为SOJ。SOP封装常见于线性电路、逻辑电路、随机存储器、其性能和外形尺寸参见相关器件手册。 (4)有端子塑封芯片载体(PLCC)
PLCC也是由DIP演变而来的,当端子超过40只时便采用此类封装,也采用“J”结构。这类封装常见于逻辑电路、微处理器阵列、标准单元、其性能和外形尺寸参见相关器件手册。 每种PLCC表面都有标试探性定位点,以供贴片时判定方向。 (5)方形扁平封坟(QFP)
QFP是适应IC内容增多、I/O数量增多而出现封装形式,由日本队人首先发明,目前已被广泛使用,并由日本工业协会EIAJ-IC-74-4制定出相关标准。而美国开发的QFP器件封装,则在四周各一出的角,起到对器件端子的防护作用,一般外形比端子长3mil。QEP常见封装为门阵列的ASIC器件。
QFP是一种塑封多端子器件,四边有“翼形”端子。QFP的外形有方形和矩形两种,日本电子工业协会用EIAJ-IC-74-4对QFP封装体外形尺寸进行了规定,使用5mm和7mm的整倍数,到40mm为止。QFP的端子是用合金制的,随着端子数增多,端子厚度,宽度减小,“J”端子封装就很困难,QFP所用器件仍采用翼
形端子,端子中心距有1.0mm,0.8mm,0.65mm,0.5mm直0.3mm等多种。 (6)陶瓷芯片载体
陶瓷芯片载体封装的芯片是全密封的,具有很好的环境保护作用,一般用于军品中,陶瓷芯片载体分为无端子和有端子两种结构,前者称为LCCC,后者称为LDEC,但因LDEC生产工艺繁琐,不适应大批量生产,现已很少使用,下面主介绍LCCC。
LCCC的外壳采用90%-96%的氧化铝或氧化铍瓷片,经印制布线后叠片加压,在保护气体中高温烧结而成,然后粘贴半导体芯片,完成芯片与外壳端子的连接,再加上顶盖进行密封封装,无端子陶瓷芯片载体的电极中心距有1.0mm和1.27mm两种。
LCCC引出端子的特点是在陶瓷外壳侧面有尖似城堡状的金属化凹槽和外壳底面镀金电极相连,提供了较短的信号通路,电感和电容损耗较低,可用于高频工作状态,这种封装常用于微处理器单元、门阵列的存储器。
(7)BGA(Ball Grid Array)
20世纪80年代中后期至90年代,周边端子型的IC(以QFP为代表)得到很大发展和广泛应用,但由于组装工艺的限制,QFP的尺寸(40mm2)端子数目(360根)和端子间距(0.3mm)已达到了极根,为了适应I/O数的快速增长,由美国Motorola和日本Citigen Watch公司共同开发了新的封装形式——门阵列式球形(Ball Grid Array封装,简称BGA)于90年代初投入实际使用。
BGA的端子成球形阵分布在封装的底面,因此它可以有较多端子数量且端间距较大。具有相同外形尺寸,但端子数存在差异性的BGA和QFP。见 表6-14。
表6-14 封装形式与组装密度的比较
外形尺寸/mm×mm 32×32 31×31 外形尺寸/mm×mm 31×31 31×31 引脚间距 I/O数 /mm 1.27 1.0 576 900 封装形式 QFP BGA 引脚间距 /mm 0.635 1.5 I/O数 封装形式 184 400 BGA BGA 通常BGA的安装高底低,端子间距大,端子共面性好,这些都极大改善了组装的工艺性,由于它的端
子更短,组装密度更高,因此电气性能更优势,特别适合在高频电路中使用。 此外,BGA的散热性良好,BGA在工作时芯片的温度更接近环境温度。 BGA封装在具有上述优点的同时,也存在下列问题。
1、BGA焊后检查和维修比较困难,必须使用X射线透视X射线分层检测,才能确保焊连接的可靠性,设备费用大。
2、易吸湿,使用前应烘干处理 (8)CSP(Chip Scale Package)
CSP是BGA进一步微型化的产物,问世于20世纪90年代中期,它的含义是封装尺寸与裸芯片(Bare Chip)相同或封装尺寸比裸芯片稍大(通常封半月尺寸与裸芯片之比为1.2:1),CSP外部端子间距大于0.5mm,并能适应再流焊组装。 CSP有如下优点
1、CSP是一种有品质保证的器件,即它在出厂时半导体制造厂家均经过性能测试,确保器件质量是可靠的(又称之为KGD器件) 2、封装尺寸比BGA小。
3、它比QFP提供了更短的互连,因此电性能更好,即阻抗低、干扰小、噪声低、屏蔽效果好,更适应在高频领域应用。 4、具有高导热性
同BGA一样,CSP也存在着焊接后焊点质量测试问题和热膨胀系数匹配问题,此外,制造过程中基板的超细过孔制造困难,也给推广应用带来一定问题。
3 表面安装的工艺流程
SMT工艺有两类最基本的工艺流程式,一类是锡膏再流焊工艺,另一类是贴片波峰焊工艺。在实际生产中,应根据所用元器件和生产装备的类型以及产品的需求,选择单独进行或者重复、混合使用,应根据所用元器件和生产装备的类型以及产品的需求,选择单独进行或者重复,混合使用,以满足不同产品生产的需要。
1、锡膏再流焊工艺 如图6-1所示。该工艺流程式的特点是简单、快捷、有利于产品体积的减小。 2、贴片波峰焊工艺 如图6-2所示。该工艺流程的特点是利用双面板空间,电子产品的体积可以进一步减小,且仍使用通孔元件,价格低廉,但设备要求增多,波峰焊过程中缺陷较多,难以实现高密度组装。 图6-1 锡膏-再流焊工艺流程
图6-2 贴片-波峰焊工艺流程
若将上述两种工艺流程式混合与重复,则可以演变成多种工艺流程供电子产品组装之用,如混合安装。 ③、混合安装 如图6-3所示,该工艺流程特点是充分利用PCB双面空间,是实现安装面积最小化的方法之一,并仍保留通孔元件廉的优点,多用于消费类电子产品的组装。 图 6-3 混合安装工艺流程
图6-4 双面再流焊接工艺流程
④双面均采用锡膏再流焊工艺,如图6-4所示。该工艺流程的特点是采用双面锡膏再流焊工艺,能充分利用PCB空间,并实现安装面积最小化,工艺控制复杂,要求严格,常用于密集型或超小型电子产品,移动电话是典型产品之一。
4 表面安装的焊接工艺
6.4.1焊接方法
焊接是表面安装技术中的主要工艺技术。在一块表面安装组件(SMA)上少则有几十多则有成千上万个焊点,一个焊点不良就会导致整顿秩序个SMD产品失效,所以焊接质量是SMA可靠性的关键,它直接影响电子设备的性能和经济效益,焊接质量取决于所用的焊接方法、焊接材料,焊接工艺和焊接设备。
表面组装有用软钎焊技术,它将SMC/SMD焊接到PCB的焊盘图形上,使元器件与PCB电路之间建立可靠的电气和机械连接,从而实现具有一定可靠性的电路功能,这种焊接技术主要工艺特征是;用焊剂将要焊接的金属表面洗净(去除氧化物等)使之对焊接料具有良好的润湿性;供给熔焊料润金属表面。 根据溶融焊料的供给方式,在SMT中采用的软钎焊技术主要有波峰焊(Wave Solde\\ring)和再流焊(Reflow Soldering). 一般情况下,波峰焊用于混合组装方式,再流焊用于全表面组装方式,波峰焊是通孔插技术中使用的传统焊接工艺技术,根据波峰的形状不同有单波峰焊、双波峰焊等形式之分,根据提供热源的方式不同,再流焊有传导,对流、红外、激光、气相等方式。表6-15比较了SMT中使用的各种软焊方法。
波峰焊与再流焊之间的基本区别在于热源与钎料的供给方式不同。在波峰焊中,钎料波峰有两个作用:一是供热,二是提供钎料,在再流焊中,热是由再流焊技术是印制电路板上进行大批量焊接元器件的主要方式。就目前而言,再流焊技术与设备是SMT组装厂商组装SMC/SMD的主选技术与设备,但波峰焊仍不失为一种高效自动化,商产量,可在生产线上串联的焊接技术。因此,在今后相当长的一段时间内,波峰技术与再流焊技术仍然电子组培装的首选焊接设备。 6.4.2焊接特点
由于SMC/SMD的微型化和SMA的高密度化,SMA上元器件之间和元器件与PCB之间的间隙很小,因此,表面组装元器件的焊接与传统引线插装元器件的焊接相比,主要有以下几个特点。 1、元器件本身受热冲击大
2、要求形成微细化的焊接连接。
3、由于表面组装元器件的电极或引线的形状,结构及材料种类繁多,要求能对各种类型的电极或引线进行焊接。
4、要求表面组培装元器件与PCB上焊盘图形的接合强度和可靠性高。
所以,SMT与THT相比,对焊接技术提出了更高的要求。然而,这并不是说获得高可靠性的SMA是困难的,事实上,只要对SMA进行正确设计和执行严格的组装工艺,其中包括严格的焊接工艺,SMA进行正确设计和执行严格的组装工艺,其中包括严格的焊接技术、方法和设备,严格控制焊接工艺。
除了波峰焊接和再流焊接技术之外,为了确保SMA的可靠性,对于一些热敏感性强的SMD常采用局部加热方式进行焊接。
5 表面安装设备 6.5.1 贴片设备
为了满足大生产需要,特别是随着SMC/SMD的精细化,人们越来越重视彩自动化的机器——贴片机来实现高速精度的贴放元器件。
近30年来,贴片机已由早期的低速度(1~1.5S/片)和低精度(机械对中)发展到高速(0.08S/片)和高精度、(光学对中,贴片精度±60)高精度全自动贴片机是由计算机、光学、精密机械、滚珠丝杆、直线导轨、线性电机、谐波驱动器及真空系统和各种传感器构成的机电一体化的高科技术装备。从某种意义上来说,贴片机技术已成为SMT的支柱和深入发展重要标志,贴片机是整个SMT的生产中最关键,最复杂的设备,也是人们在初次建立SMT生产线时最难选择的设备。 (1)贴片机的分类
目前世界上已有近几十个贴片机生产厂家,生产的贴片机达几百种之多,贴片机的分类没有固定的格式,习惯上有下列几种。 1、按速度分类
中速贴片 3000片/h〈贴片速度〈9000片/h 高速贴片机 9000片/h〈40000片/h 超速贴片机 大于40000片/h
通常高速贴片机采用固定多头(约6头)或双组贴片安装在X、Y导轨上,X-Y伺服系统为闭环控帛,故有较高的定位精度,贴片器件的种类较广泛,这类贴片机种类最多,生产厂家也多,能在多种场合下使用,并可以根据产品的生产能力大小组合拼装使用,也可以单台使用,而超高速贴片机则采用旋转式多系统,根据多送煤旋转方向又分为水平旋转式与垂直旋转式,前者多见于松下和三洋产品,后者多见于西门子等产品。
还有一种超高速贴片机,如Assembleon-FCM和FUJI-QP-132贴片机,它们均由16个贴片送煤组合而成,其贴片速度分别9.6万片/h和12.7万片/h。它们的特点是16个贴片头可以同时贴装,故整体贴体速度快,但对单个头来说却仅相当于速机的速度,故贴片头运动惯性小,贴片精度能得以保证。
2、按功能分类 由于近来来元器件片式化率越来越高,SMC/SMD品种越来越多,形状不同,大小各异,此外还有大量的接插件,因此对贴片装品种的能力要求越来越高。目前,一种贴片机还不能做到即能高速度贴装又能处理异型,超大型元件,故专业贴片机又根据能贴装元器件的品种分为两大类,一类是高速/超高速贴片机,主要以贴片元件为主体,另一类能贴装大型器件和异型器件,称为多功能机。
目前这两类贴片机的贴片分为两大类:一类是高速/超高速贴片机,主要以贴片式元件为主体;另一类能贴装大型器件和异型器件,称为多功能机。
目前这两类贴片机贴和片功能可互相兼容,即高速贴装机不仅只贴片式元器件,而且能贴装尺寸不太大的QFP和PLCCC(32mm×32mm),甚至能贴装CSP,这样做的好处是将速度、精度、尺寸三者兼容,若两台贴片机边线工作时,能将所有元器件进行适当分配,以达到两台贴片机的总体贴装时间互相平衡,这对提高总体贴装速度是非常有意义的。
3、按贴装方式分类,这种分类方法在现实生产中不常用,仅用于理论分析,其分类方法有如下几种。 a、顺序式。使用通常见到的贴片机,它是按照顺序将元器件一个一个贴到PCB上,因此又称之为顺序贴片机。
b、同时式。使用专用料斗(每个斗中放一种圆柱式元件),通过一个塑料管送到PCB对应的焊盘上,每个焊盘都有一个元件的料仓和塑料管,一个动作就能将元件全部贴装到PCB相应的焊盘上。这种方法多见于高频头的生产中,它适应大批量长线产品,但仅适用于圆柱元件,它的缺点是,更换产品时,所有工装夹全部要更换,费用高,时间长,目前这种方法已很少使用。
C同时在线式。这类贴片机由多个贴片送煤组合而成,最典型的是Assembleiom-FCM。工作时,16个头依次同时对一块PCB贴片,故称之为同时在线式。
4、按自动化程度分类,目前大部分贴片机是全自动机电一体休的机遇,但也有一种是手动式贴片机,这类贴片机的机送煤有一套简易的手动支架,手动贴片安装在Y轴头部,X、Y、定位可以靠人手的移动和旋转来校正位置。有时还中用光学系统配套来帮助定位,这类手动贴片主要用于新产品开发,具有价廉的优点。
(2)典型贴片机
典型的贴片有松下MSR贴片机,西门子的HS-50;Assmbleon-FCM贴片体贴,多功能一体机等。 (3)贴片机的发展趋势
贴片机从早期的机械对中,发燕尾服到现在的光学对中,具有超高速的贴片能力,然而技术总是向前发展的,贴片机还会向贴片速度更快、贴片精度更高、材料管理更方便的方向发展,其趋势如下。
①采用双轨道以实现一轨道上进行PCB贴片,另一轨道送板(西门子的HS-50已出现)减少PCB输送
时间和贴片头待机停留时间。
②采用多头组合技术(类似FCM机)飞行对中技术和Z轴软着陆技术,以使贴片速度更快,元件放置更稳,精度更高、真正做到PCB贴片后直接进入再流焊炉中再流。
③改进送料器的供料方式,缩短元器件更换时间。目前大部分阻容元件已实现散装供料,但减少管式包装的换料时间尚有许多工作可做。
④采用模块化概念,通过快速配置,整合设备可轻易在生产线间拼装或转移,真正实现线体柔性化和多功能化。
⑤开发更强大的软件功能系统,包括各种形式的PCB文件,直接优化生成贴片程序文件,减少人工编程时间,机器故障自诊断系统及大生产综合管理系统,实现智能化操作。 6.5.2 焊接设备 (1)波峰焊机
传统插装元件的波峰焊工艺基本流程式包括准备、元器件插装、波峰焊、清洗等。
波峰焊机通常由波峰发生器,印制电路板传输,助焊剂喷涂系统,印制电路板预热,冷却装置与电气控制系统等基本部分组成,其他可添加部分包括风刀,油搅拌和惰性气体氮等。
①波峰发生器 波峰发生器是波峰焊机的核心,是衡量一台波峰焊系统性能优劣的判据。而波峰动力学又是波峰发生器技术水平的标志。它融合流体力学、金属表面理论、治金学和热工学等学科为一体,随着世界各国对波峰焊的高度重视与研究,钎料波峰动力学逐渐成为一门独立的边缘学科。
②助焊剂喷涂系统 在生产中,必须借助焊接表面上的氧化层。通常焊剂的密度在0.8~0.85g/cm3之间,固体量在1.5%~10%左右时,焊剂能够方便均匀地涂布到PCB上。根据使用的焊剂类型,焊接需要的固态焊剂量在0.5~3g/m2之间,这相当于润湿焊剂层的厚度为3~20m。SMA上必须均匀地涂布上一定量的焊剂,才能保证SMA的焊接质量。
③预热系统 波峰焊设备采用系统以升印制电路板组件和钎剂的温度,这样做有助于在印制电路板进入钎料波峰时降低冲击,同时也有助于活化钎剂,这两大因素在实施大批量焊接时,是非常关键的,预热处理能使印制电路板材料和元器件上的热应力作用降低至最小的程度。
④钎料波峰 涂覆助焊剂的印制电路板组件离开了预热阶段,通过传输带穿过钎料波峰。钎料波峰是由来自于容器内熔化了钎料上下往复运动而形成的,波峰的长度,高度和特写的流体动态特性,呆以通过挡板强迫限定来实施控制,随着涂覆钎剂的印制电路板通过钎料波峰,就可以形成焊接点。
⑤传输系统 传输系统是一条安放在滚轴上的金属传送带,它支撑着印制电路板移动着通过波峰焊区域。在该类传输带上,印制电路板组件一般通过机械手或其他机械机构予以支撑。托架能够进行调整,以满足不同足尺寸类型的印制电路板的需求,或者按特殊规格尺寸进行制造。
⑥控制系统 随着当代控制技术、微电子技术和计算机技术的迅猛发展,为波峰焊控制技术进入到计算机控制阶段奠定了基础。在波峰焊设备中采用了计算机控制,不仅降低了成本,缩短了研制和更新换代周期,而且还可通过硬件软化设计技术,简化系统结构,使得整机可靠性大的提高,操作维修方便,人机界面友好。
(2)再流焊炉
典型的再流焊炉通常有5个温区组成,第一和第四温匹配置了面状远红外加热器,从第一到第四个温区各配置了热风加热器。第二和第三温区有加热和保温作用,主要是为了使SMA加热更均匀,以保证SMA在充分良好的状态下进入焊接温区。
①加热器 红外加热器的种类很多,大体可分两大类:一类是直接辐射热量,又称为一次辐射体;另一类是陶瓷板,铝板和不锈钢式加热器,加热器铸造在板内,热能首先通过传导转移到板面上来。管式加热器,具有工作温度高,辐射波长短和热响应快的优点滴,但因加热时有光的产生,故对焊接不同颜色的元器件有不同的反射效果,同时也不利于与强制冷热风配套。板式加热衷器,热响应慢,效率稍低,但由于热惯量大,通过穿孔有利于热风的加热,对焊接元件中颜色敏感性小,阴影效应较小,此外结构上整体
性强,利于装卸和维修,在与热电偶配套方面也比前者有明显的优越性。因此,目前销售的再流炉中,加热器几乎全是铝板或不锈钢加热器,有些制造厂还在其表面涂有红外涂层,以增加约外发射能力。 ②传送系统 再流焊炉的传送系统有三种。一是耐热的四氟乙烯玻璃纤维布,它以0.2mm厚的四氟乙稀纤维布为传送带,运行平衡,导热性好。仅适用小型并且是热板红外型再流炉;二是不锈钢网,它氢不锈钢网张紧后成为传送带,刚性好,运行平稳,但不适用双面PCB焊接,故使用受到限制;三是链条导轨,这是目前普遍采用的方法,链条的宽度可实现机调或电调,PCB放置在链积极分子导轨上,能实现SMA的双面焊接。选购时应观察链条导轨本身是否带有加热系统也是不能忽视的问题,因为导轨也参与散热,并且直接影响PCB上的温度,通常应选用带有架热器的产品。此外还应考虑导轨本身材料的耐热性,否则长期在高温下工作会引起生锈和变形。链条导轨的一致性也不呆忽视,差的精度有时会导致PCB在炉腔中脱落,故有的再流焊又装上不锈网,即网链混装式,可防止PCB脱落。
③温控系统 带有炉温测试功能的温控系统,不管是用控温表控制炉温,还是用计算机控制炉温,均应做到控温精度高。好的控温仪表做到高精度的控制。
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BGAIC.拆装封胶与焊接技巧 发表于 2006-12-20 19:20:16
BGA IC.拆装封胶与焊接技巧 x I!Q0T8x L |
BGA封装芯片在手机维修领域是最常遇到的,目前市场上出售的新型手机,电脑主板上的芯片大部分都采取了这种芯片。摆在我们面前的关于BGA芯片拆焊处理上的困难可谓重重,怎样才能得心应手地解决它们呢? _ s\"\\ s q#u
1.植锡板:植锡板是直接关系到锡球大小的首要因素。植锡板的种类在市场上相当多,有些不一定都好用,选植锡板主要注意材质,薄厚。透孔大小几个因素,用风枪吹时不易变形的为最佳,植锡板要选择稍厚上些的。注意观察植锡板透孔之间的距离是否均匀,透孔大小是否一致。
2.锡浆:锡浆质量好的标准有两点:一是做成锡浆的锡沫细腻,粗细均匀,没有杂质;二是锡浆的干稀度,
以最好在锡筒里能和成一个团,而不自动淌平为佳。
3.刮锡:刮锡是最后环节,至关重要。大部分维修人员都用刮板,但其实刮锡说来很简单,无论用什么,只要顺手就可以。例如:手机废卡,镜面或牙签。 对有胶封的BGA IC用以下办法。
对于拆装封胶的BGA IC,其实很简单,无需任何溶胶水.首先把焊台的温度和风量调到适用后,再把主板用维修平台固定好,焊枪对着封胶的BGA IC四周吹焊,注意一定要把BGA IC每个脚位的部分都吹融化,用焊枪在BGA IC的周围慢慢地转着吹,当BGA IC的周围有锡球跑出来了,说明BGA IC的脚位已经都融化了,这时候焊枪绝不能离开吹BGA IC一步,(否则BGA IC脚位冷却后会造成断线现象).再用手术刀往BGA IC底下撬,因为BGA IC脚位已经都融化了,只要一撬就拆下了.有的人手工好的话,撬下来的胶都在BGA IC上.拆下BGA IC后,开始处理焊盘上的胶水了,对于焊盘上的胶水处理也很简单,焊台调到适用温度后,用铲刀在焊盘上一边铲一边用焊枪吹.但对于铲刀来说,现在市场上的铲刀宽度太大了,铲胶的时候因温度太低有的胶未吹软,而铲刀太宽了,有的胶未吹软不能铲除,也不能用力硬铲,这样会造成断线,但焊枪的温度也不能调太高了,太高了会烧坏主板.所以还要在铲刀上动点技术,因为焊盘铲胶关键在于铲刀上.所以市场上的铲刀需要改动一点,操作如下:拿一片剃须刀,把剃须刀剪掉一半,然后磨成四边的长方形,再把铲刀的刀片取下,剃须刀一头要剪下两边,让剃须刀能插入铲刀柄上的插口即可,剃须刀太薄了,插入手柄需要再垫一下即成了一把铲刀,这样改装的好处在于剃须刀有软性作用,铲胶又好铲多了.好了,把铲刀改装好了,接下来焊盘上的胶比较好铲了,铲完后,用香蕉水清洗干净,对于BGA IC上的胶也是用铲刀处理的,与焊盘上的胶处理方法一样!铲完后按第一步做就可以了.
四.焊盘上的断线和连线方法.
在焊盘上断点和断线是维修人员最头痛的一点,掉点不要紧,一旦断线了会让许多维修人员很难对付,一条两条线还勉强接得上来.断了几条或更多的话,没有多年的修机经验不可能会轻松解决,有的修机修了多年的经验,至今还无法处理焊盘断线.今天本人在此介绍一种非常简单并快捷的处理方法:首先把主板焊盘清洗干净,一定要清洗干净,接下来把断线的延线绝缘刮掉,上锡,取吸锡线条上锡后,把断线的一一接上,要接牢固点,对于断点的地方,在下面用手术刀刮到绝缘体出来后,用镊子夹点锡浆到断点处.再用焊枪吹成球,这样就形成了一个点.接下来呢?给大家介绍一种胶,这是一种维修汽车,摩托车用的胶,叫(强力AB胶),这种胶很好,非同小可,在我们手机维修工
作中有很大的作用,我用的是新搭档强力AB胶,在各五金店都有卖,几块钱就可以买到,今天用来介绍修BGA焊盘的办法,当你们在BGA焊盘上接好线后,再装上BGA IC的时候未免太早了吧?再说也不是那么好装
的,BGA IC装不好,移位了,下面的线又是断了,短路了等等,谁负责?这不是前功后废了吗?所以说焊盘上的线接好后,别急着装BGA IC,用我的办法包你满意,这是我多年来修机经验的心血,今天就奉献给各位同行朋友吧!在接好焊盘上的断线后,再用棉花签轻轻地把焊盘清洗干净,一定要用棉花签轻轻地洗,洗干净后吹干!再拿张纸把AB胶(注:分为A胶和B胶各一瓶)各挤一点出来,用牙签拌一下,然后用牙签涂在你所接的线上,让线能固定好,注意,不能太厚了,这种胶很好!只要沿着线涂一点点就行了,这样涂上去后,过五分钟左右胶就干了,这是耐高温的胶,温度越高,胶越干,有必要时,可以用焊枪吹,不能开风量,待其冷却后,所接的线已经被胶固定好了,这种胶的好处:一,可以绝缘所接的线.二,可以固定好所接的线.三,它粘在主板上不易脱落.非一般的胶,把各连线固定好后,你再拆装BGA IC三五次以上焊盘也不会掉线了.这样一来,装上去的IC如果是坏的话,要换掉也不用再麻烦重新接线了.直接就可以装上IC了.终于把BGA焊盘断线搞定了!
对封胶BGA IC拆法的一种补充:在封胶的BGA IC一定要掌握好温度,一定要把BGA IC的脚位全部吹融化!其实断线的原因并不是在于胶水的问题,是当你未把BGA IC的脚位吹融化时就把BGA IC撬起来,这样不断线才怪呢!所以一定要掌握好温度拆封胶BGA IC.
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