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文檔簡介
1、貼片電容電阻外形尺寸與封裝的對(duì)應(yīng)關(guān)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 注:AB CD四類型的封裝形式則為其具體尺寸,標(biāo)注形式為L X S X H1210具體尺寸與電解電容B類3528類型相同0805具體尺寸:2.0 X 1.25 X 0.51206具體尺寸:3.0 X 1.5 0X 0.5 電容:可分為無極性和有極性兩類,無極性電容下述兩類封裝最為常見,即0805、0603;而有極性電容也就是我們平時(shí)所稱的電解電容,一般我們平時(shí)用的最多的為鋁
2、電解電容,由于其電解質(zhì)為鋁,所以其溫度穩(wěn)定性以及精度都不是很高,而貼片元件由于其緊貼電路版,所以要求溫度穩(wěn)定性要高,所以貼片電容以鉭電容為多,根據(jù)其耐壓不同,貼片電容又可分為A、B、C、D四個(gè)系列,具體分類如下:類型 封裝形式 耐壓 A 3216 10V B 3528 16V C 6032 25V D 7343 35V無極性電容的封裝模型為RAD系列,例如“RAD-0.1”“RAD-0.2”“RAD-0.3”“RAD-0.4”等,其后綴的數(shù)字表示封裝模型中兩個(gè)焊盤間的距離,單位為“英寸”。電解電容的封裝模型為RB系列,例如從“RB-.2/.4”到“RB-.5/.10”,其后綴的第一個(gè)數(shù)字表示封
3、裝模型中兩個(gè)焊盤間的距離,第二個(gè)數(shù)字表示電容外形的尺寸,單位為“英寸”。SMD貼片元件的封裝尺寸公制:321620121608100506030402英制:1206080506030402020101005注意:0603有公制,英制的區(qū)分公制0603的英制是英制0201,英制0603的公制是公制1608還要注意1005與01005的區(qū)分,1005也有公制,英制的區(qū)分英制1005的公制是公制2512公制1005的英制是英制0402 像在ProtelDXP(Protel2004)及以后版本中已經(jīng)有SMD貼片元件的封裝庫了,如CC1005-0402:用于貼片電容,公制為1005
4、,英制為0402的封裝CC1310-0504:用于貼片電容,公制為1310,英制為0504的封裝CC1608-0603:用于貼片電容,公制為1608,英制為0603的封裝CR1608-0603:用于貼片電阻,公制為1608,英制為0603的封裝,與CC16-8-0603尺寸是一樣的,只是方便識(shí)別?!維MD貼片元件的封裝尺寸】公制:321620121608100506030402英制:1206080506030402020101005注意:0603有公制,英制的區(qū)分公制0603的英制是英制0201,英制0603的公制是公制1608還要注意1005與01005的區(qū)分,1005也有公制,英制的區(qū)分英
5、制1005的公制是公制2512公制1005的英制是英制0402像在ProtelDXP(Protel2004)及以后版本中已經(jīng)有SMD貼片元件的封裝庫了,如CC1005-0402:用于貼片電容,公制為1005,英制為0402的封裝CC1310-0504:用于貼片電容,公制為1310,英制為0504的封裝CC1608-0603:用于貼片電容,公制為1608,英制為0603的封裝CR1608-0603:用于貼片電阻,公制為1608,英制為0603的封裝,與CC16-8-0603尺寸是一樣的,只是方便識(shí)別?!举N片電阻規(guī)格、封裝、尺寸】貼片電阻常見封裝有9種,用兩種尺寸代碼來表示。一種尺寸代碼是由4位數(shù)
6、字表示的EIA(美國電子工業(yè)協(xié)會(huì))代碼,前兩位與后兩位分別表示電阻的長與寬,以英寸為單位。我們常說的0603封裝就是指英制代碼。另一種是米制代碼,也由4位數(shù)字表示,其單位為毫米。下表列出貼片電阻封裝英制和公制的關(guān)系及詳細(xì)的尺寸: 英制(inch)公制(mm)長(L)(mm)寬(W)(mm)高(t)(mm)a(mm)b(mm)020106030.60±0.050.30±0.050.23±0.050.10±0.050.15±0.05040210051.00±0.100.50±0.100.30±0.100.20±
7、;0.100.25±0.10060316081.60±0.150.80±0.150.40±0.100.30±0.200.30±0.20080520122.00±0.201.25±0.150.50±0.100.40±0.200.40±0.20120632163.20±0.201.60±0.150.55±0.100.50±0.200.50±0.20121032253.20±0.202.50±0.200.55±0
8、.100.50±0.200.50±0.20181248324.50±0.203.20±0.200.55±0.100.50±0.200.50±0.20201050255.00±0.202.50±0.200.55±0.100.60±0.200.60±0.20251264326.40±0.203.20±0.200.55±0.100.60±0.200.60±0.20【0201元器件的焊盤圖形和間距】0201元器件的焊盤圖形和間距有14
9、種獨(dú)特的0201元器件的焊盤圖形和間距的組合形式,每一種用一系列數(shù)字來表示。裝配 模板設(shè)計(jì)例如用一個(gè)0.127mm (5 mil) 厚梯型激光切割的電拋光模板來滿足電路板上的焊膏篩網(wǎng)印刷。因?yàn)楹父嗟尼尫盘匦赃€不知道,一些焊盤的設(shè)計(jì)中包含有盤中孔,對(duì)其進(jìn)行確定完全取決于常規(guī)的模板設(shè)計(jì)試驗(yàn)。結(jié)果所有的0201器件的孔隙被設(shè)計(jì)成:孔隙與焊盤的比例為1:1。因?yàn)樵谶@塊電路板上還包含有其它的元器件包括CCGA器件,一個(gè) 0.127mm (5 mil)厚的模板可能是最薄的模板,沒有設(shè)計(jì)成分級(jí)模板(step stencil)是為了防止損害到在板上的其它元器件的焊點(diǎn)。來自這項(xiàng)設(shè)計(jì)的長度與直徑比(aspect
10、ratios)數(shù)值在2.4至3.2之間。面積的縱橫比(area aspect ratios)范圍在0.72到0.85之間。根據(jù)這些數(shù)值可以預(yù)見優(yōu)良的焊膏釋放效果。焊膏與涂布為了能夠非常逼真地模擬生產(chǎn)制造情況,采用一種類型3的免清洗焊膏來滿足這項(xiàng)制造要求。對(duì)于0201器件來說,可能類型4的焊膏更能使印刷質(zhì)量理想化,但是也可能對(duì)其它元器件位置上的印刷質(zhì)量產(chǎn)生消極的效果。為了能夠達(dá)到最大的焊膏釋放效果,一種密封的印刷頭系統(tǒng)被用來替代傳統(tǒng)的橡皮滾子刮刀/模板結(jié)構(gòu)。組件模擬由于組件可能存在問題,所以采用0201電阻封裝來進(jìn)行模擬,以滿足貼裝試驗(yàn)的需要。這些元器件在形狀和引線端接長度上不完全相同,這樣就增
11、加了發(fā)生拾取出錯(cuò)和回流焊接以后發(fā)生墓碑現(xiàn)象的機(jī)會(huì)。在這項(xiàng)試驗(yàn)中,采用完全隨機(jī)地通過該試驗(yàn)的方法。然而,當(dāng)使用0201元器件的時(shí)候,隨之而來的是要考慮質(zhì)量水平和元器件的一致性情況。整套設(shè)備情況篩網(wǎng)印刷機(jī):DEK 265 GSX (采用 ProFlow 頭)貼裝設(shè)備:Panasonic MVIIV 回流焊接爐:Conceptronic HV 155 (共10區(qū)對(duì)流加熱烤箱)供料器和管嘴在這項(xiàng)研究中采用標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備供料器。在開展研究以前,對(duì)供料器進(jìn)行檢驗(yàn)并進(jìn)行測定校準(zhǔn)以確保其具有最佳的性能。專門的0201管嘴和過濾裝置是從Panasonic Factory Automation(松下工廠自動(dòng)化公司)購
12、得的?;亓骱附蛹訜崆€所有的板在一臺(tái)采用氮?dú)夥毡Wo(hù)的Conceptronic(10區(qū)對(duì)流加熱烤箱)中進(jìn)行回流焊接。加熱爐中的氧含量水平維持在150 ppm 以下。起始的加熱速率為1.7 /秒。對(duì)裝配結(jié)果的總結(jié)篩網(wǎng)印刷一般來說,優(yōu)良的印刷質(zhì)量可以通過良好的對(duì)準(zhǔn)中心和平坦的焊膏沉淀來得到。焊膏沉淀的高度通過采用一臺(tái)激光焊膏高度測試儀進(jìn)行測量,結(jié)果其高度在 0.1143mm (4.5 mil) 和 0.1524mm (6 mil) 之間。由于設(shè)備的局限性,3維焊膏檢測儀僅被用在測量較大的分離焊盤(0402,0603,0805)上的焊膏體積,以確認(rèn)焊膏的體積是否能夠滿足這些位置上的要求。1:1的模板隙
13、縫設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致焊盤上的焊膏過量,這會(huì)產(chǎn)生大量的焊料球,從而會(huì)增加形成墓碑電阻器現(xiàn)象的機(jī)會(huì)。通過降低縫隙尺寸消除焊料球產(chǎn)生的機(jī)會(huì),是將來模板設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法。外觀檢測在開始工作以前,0201電阻器以雙面形式進(jìn)行安置,以確保滿足設(shè)備貼裝的使用要求。0201電阻器有著各種各樣尺寸和形狀以及不規(guī)則的端接方式。拾取和貼裝的確認(rèn)元器件被良好地安置在所有0201器件焊盤的中心位置上。拾取和貼裝結(jié)果就所提供的各種各樣尺寸和形狀的元器件來說,拾取和貼裝的精度是良好的。標(biāo)準(zhǔn)供料器的拾取率為99.85%,所實(shí)現(xiàn)的貼裝率是99.68%。同時(shí)也采用新的高速供料器來進(jìn)行試驗(yàn)。采用這些供料裝置能夠大幅度地增加拾取速率?;亓骱附?/p>
14、后的檢測在進(jìn)行了回流焊接以后,使用一臺(tái)顯微鏡對(duì)所有安置有0201器件的位置進(jìn)行外觀檢查。一般情況下,焊料填角顯現(xiàn)出光澤,并展示令人滿意的潤濕。然而,許多焊料填角顯露出擁有過多的焊料體積,焊料填角呈現(xiàn)出凸?fàn)?,在橫截面處這種現(xiàn)象非常明顯。因?yàn)楹噶喜粫?huì)延伸到端邊金屬噴鍍處,這種焊接點(diǎn)在IPC-A- 610C4標(biāo)準(zhǔn)下將可以接受。過多的焊膏量是在焊盤之間形成大量焊料球的關(guān)鍵因素。因此,這些焊料球不能計(jì)算在缺陷內(nèi),因?yàn)樗鼈儗⒖梢酝ㄟ^優(yōu)化模板的隙縫來使其降低到最小的程度或者消除掉。盡管有著較大的焊料體積,不會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生橋接的缺陷現(xiàn)象。所有缺陷的產(chǎn)生是由于墓碑缺陷所引發(fā)的,它會(huì)導(dǎo)致4.25的單位平均缺欠數(shù)(de
15、fect per unit 簡稱DPU),1012的每百萬缺陷機(jī)會(huì)(million opportunities 簡稱DPMO),考慮到焊盤幾何形狀的多種多樣,這些數(shù)據(jù)是驚人的。對(duì)這些數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析可以發(fā)現(xiàn)影響墓碑缺陷的主要因素是元器件之間的間距、焊盤和盤中孔之間的間距。當(dāng)間距從0.254mm (0.010 英寸)增大至0.381mm (0.015英寸)的時(shí)候,相伴而生的現(xiàn)象是墓碑缺陷減少了。這樣可以預(yù)計(jì)由于增大了元器件至元器件的間距,這將朝著對(duì)焊膏、元器件貼裝和定位差錯(cuò)增加容忍度的方向發(fā)展。另外,焊盤之間的間隙(G)會(huì)對(duì)墓碑缺陷率產(chǎn)生影響。小型化的0.2032mm (0.008 英寸)焊盤間
16、隙與0.254mm (0.010 英寸)的焊盤間隙相比較明顯地降低了產(chǎn)生缺陷的數(shù)量。這證明了Schake et al 的研究成果,他指出較小的焊盤間隙會(huì)導(dǎo)致裝配生產(chǎn)量的提高(注:在這項(xiàng)研究中所采用的最小焊盤間隙為0.2032mm/0.008 英寸)令人感興趣的是在很少缺陷和盤中孔之間奇特的正相關(guān)性。正如在7,8,11 和12排所顯示的那樣,采用正切導(dǎo)孔焊盤(tangent via pads)形成了最大的墓碑缺陷現(xiàn)象。然而,在正切導(dǎo)孔設(shè)計(jì)位置產(chǎn)生墓碑現(xiàn)象僅限于0201器件,對(duì)于0402和0603器件來說不顯現(xiàn)出相同的問題。在采用正切導(dǎo)孔的焊盤上發(fā)生大量的缺陷還沒有被完全認(rèn)識(shí),可能要?dú)w咎于一些不同
17、的原因。當(dāng)采用通孔時(shí),由于導(dǎo)孔上有著較大的熱物質(zhì),所以在對(duì)焊盤上的元器件進(jìn)行焊接時(shí)需要較大的熱量,這樣就增加了兩個(gè)焊盤之間的熱量不均勻的機(jī)會(huì)。當(dāng)采用盤中孔的時(shí)候,加熱時(shí)需要的熱量較少,加熱可能非常均勻,這是因?yàn)樗婕暗臒嵛镔|(zhì)較少。同樣埋置入電容的層面與盤中孔的位置相連接,可以提供相當(dāng)均勻和一致的加熱。由于存在著墓碑現(xiàn)象的潛在可能性,電路板的設(shè)計(jì)師選擇使用 0201元器件與導(dǎo)孔相連接的時(shí)候,將試圖盡可能的達(dá)到均勻一致。另外,在沒有盤中孔的位置上采用通孔,其表面上覆蓋著焊劑,它與焊盤相毗連。所存在的細(xì)微的高度差異可能會(huì)導(dǎo)致在焊盤上產(chǎn)生不均勻的填料以及焊膏掩膜,這樣就增大了墓碑現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)會(huì)。為了進(jìn)
18、一步確認(rèn)原因,必須開展進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)工作。14個(gè)焊盤圖形排列中的6排(1,2,5,6,9,10) 包含著一個(gè)具有盤中孔的焊盤和一個(gè)具有正切導(dǎo)孔的焊盤。這些焊盤形狀也使用得很好??辜魪?qiáng)度由于元器件和它們各自的焊點(diǎn)非常的小,所以焊點(diǎn)的耐久性和可靠性成為非常關(guān)鍵的因素。隨著可焊面積的減小,抗剪強(qiáng)度將降低。為了能夠確定在抗剪強(qiáng)度方面降低的程度,使用一臺(tái)5 kg的測力計(jì),以0.254mm/秒(0.01 in/秒)的剪切速率對(duì)所有各排0201電阻器件進(jìn)行完全的剪力測試。測試結(jié)果表明:對(duì)于不同的焊盤幾何形狀或者說不管焊盤采用還是不采用盤中孔技術(shù),焊點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度沒有很大的差異。對(duì)于0201元器件來說平均的抗剪強(qiáng)
19、度測試值為734 gf。所有元器件測試的失效模式為在焊點(diǎn)發(fā)生松散現(xiàn)象。同樣,在相同的電路板上對(duì)0402和0603元器件也進(jìn)行了對(duì)抗剪強(qiáng)度的測試。圖4顯示了0201 元器件相對(duì)于0402和0603元器件的平均抗剪強(qiáng)度。SMT最新技術(shù)之CSP及無鉛技術(shù)只要關(guān)注一下如今在各地舉辦的形形色色的專業(yè)會(huì)議的主題,我們就不難了解電子產(chǎn)品中采用了哪些最新技術(shù)。 CSP、0201無源元件、無鉛焊接和光電子,可以說是近來許多公司在PCB上實(shí)踐和積極評(píng)價(jià)的熱門先進(jìn)技術(shù)。比如說,如何處理在CSP和0201組裝中常見的超小開孔(250um)問題,就是焊膏印刷以前從未有過的基本物理問題。板級(jí)光電子組
20、裝,作為通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中發(fā)展起來的一大領(lǐng)域,其工藝非常精細(xì)。典型封裝昂貴而易損壞,特別是在器件引線成形之后。這些復(fù)雜技術(shù)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則也與普通 SMT工藝有很大差異,因?yàn)樵诖_保組裝生產(chǎn)率和產(chǎn)品可靠性方面,板設(shè)計(jì)扮演著更為重要的角色;例如,對(duì)CSP焊接互連來說,僅僅通過改變板鍵合盤尺寸,就能明顯提高可靠性。 CSP應(yīng)用 如今人們常見的一種關(guān)鍵技術(shù)是CSP。CSP技術(shù)的魅力在于它具有諸多優(yōu)點(diǎn),如減小封裝尺寸、增加針數(shù)、功能性能增強(qiáng)以及封裝的可返工性等。CSP的高效優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在:用于板級(jí)組裝時(shí),能夠跨出細(xì)間距(細(xì)至0.075mm)周邊封裝的界限,進(jìn)入較大間距(1,0.8,0.75
21、,0.5,0.4mm)區(qū)域陣列結(jié)構(gòu)。已有許多CSP器件在消費(fèi)類電信領(lǐng)域應(yīng)用多年了,人們普遍認(rèn)為它們是SRAM與DRAM、中等針數(shù)ASIC、快閃存儲(chǔ)器和微處理器領(lǐng)域的低成本解決方案。CSP可以有四種基本特征形式:即剛性基、柔性基、引線框架基和晶片級(jí)規(guī)模。CSP技術(shù)可以取代SOIC和QFP器件而成為主流組件技術(shù)。CSP組裝工藝有一個(gè)問題,就是焊接互連的鍵合盤很小。通常0.5mm間距CSP的鍵合盤尺寸為0.2500.275mm。如此小的尺寸,通過面積比為0.6甚至更低的開口印刷焊膏是很困難的。不過,采用精心設(shè)計(jì)的工藝,可成功地進(jìn)行印刷。而故障的發(fā)生通常是因?yàn)槟0彘_口堵塞引起的焊料不足。板級(jí)可靠性主要
22、取決于封裝類型,而CSP器件平均能經(jīng)受-40125的熱周期 8001200次,可以無需下填充。然而,如果采用下填充材料,大多數(shù)CSP的熱可靠性能增加300%。CSP器件故障一般與焊料疲勞開裂有關(guān)。無源元件的進(jìn)步另一大新興領(lǐng)域是0201無源元件技術(shù),由于減小板尺寸的市場需要,人們對(duì)0201元件十分關(guān)注。自從1999年中期0201元件推出,蜂窩電話制造商就把它們與CSP一起組裝到電話中,印板尺寸由此至少減小一半。處理這類封裝相當(dāng)麻煩,要減少工藝后缺陷(如橋接和直立)的出現(xiàn),焊盤尺寸最優(yōu)化和元件間距是關(guān)鍵。只要設(shè)計(jì)合理,這些封裝可以緊貼著放置,間距可小至150?m。另外,0201器件能貼放到BGA和
23、較大的CSP下方。CSP組件下面的0201的橫截面圖。由于這些小型分立元件的尺寸很小,組裝設(shè)備廠家已計(jì)劃開發(fā)更新的系統(tǒng)與0201相兼容。通孔組裝仍有生命力光電子封裝正廣泛應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)傳送盛行的電信和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。普通板級(jí)光電子器件是“蝴蝶形”模塊。這些器件的典型引線從封裝四邊伸出并水平擴(kuò)展。其組裝方法與通孔元器件相同,通常采用手工工藝引線經(jīng)引線成型壓力工具處理并插入印板通路孔貫穿基板。 處理這類器件的主要問題是,在引線成型工藝期間可能發(fā)生的引線損壞。由于這類封裝都很昂貴,必須小心處理,以免引線被成型操作損壞或引線-器件體連接口處模塊封裝斷裂。歸根結(jié)底,把光電子元器件結(jié)合到標(biāo)準(zhǔn)SMT產(chǎn)品中的最佳解
24、決方案是采用自動(dòng)設(shè)備,這樣從盤中取出元器件,放在引線成型工具上,之后再把帶引線的器件從成型機(jī)上取出,最后把模塊放在印板上。鑒于這種選擇要求相當(dāng)大資本的設(shè)備投資,大多數(shù)公司還會(huì)繼續(xù)選擇手工組裝工藝。大尺寸印板(20×24)在許多制造領(lǐng)域也很普遍。諸如機(jī)頂盒和路由/開關(guān)印板一類的產(chǎn)品都相當(dāng)復(fù)雜,包含了本文討論的各種技術(shù)的混合,舉例來說,在這一類印板上,常??梢砸姷酱笾?0mm2的大型陶瓷柵陣列(CCGA)和BGA器件。這類器件的兩個(gè)主要問題是大型散熱和熱引起的翹曲效應(yīng)。這些元器件能起大散熱片的作用,引起封裝表面下非均勻的加熱,由于爐子的熱控制和加熱曲線控制,可能導(dǎo)致器件中心附近不潤濕的焊
25、接連接。在處理期間由熱引起的器件和印板的翹曲,會(huì)導(dǎo)致如部件與施加到印板上的焊膏分離這樣的“不潤濕現(xiàn)象”。因此,當(dāng)測繪這些印板的加熱曲線時(shí)必須小心,以確保 BGA/CCGA的表面和整個(gè)印板的表面得到均勻的加熱。印板翹曲因素 為避免印板過度下彎,在再流爐里適當(dāng)?shù)刂斡“迨呛苤匾摹S“迓N曲是電路組裝中必須注意觀察的要素,并應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行特微描述。再流周期中由熱引起的BGA或基板的翹曲會(huì)導(dǎo)致焊料空穴,并把大量殘留應(yīng)力留在焊料連接上,造成早期故障。采用莫爾條紋投影影像系統(tǒng)很容易描述這類翹曲,該系統(tǒng)可以在線或脫機(jī)操作,用于描述預(yù)處理封裝和印板翹曲的特微。脫機(jī)系統(tǒng)通過爐內(nèi)設(shè)置的為器件和印板繪制的基于時(shí)間/溫度
26、座標(biāo)的翹曲圖形,也能模擬再流環(huán)境。無鉛焊接 無鉛焊接是另一項(xiàng)新技術(shù),許多公司已經(jīng)開始采用。這項(xiàng)技術(shù)始于歐盟和日本工業(yè)界,起初是為了在進(jìn)行PCB組裝時(shí)從焊料中取消鉛成份。實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的日期一直在變化,起初提出在2004年實(shí)現(xiàn),最近提出的日期是在2006年實(shí)現(xiàn)。不過,許多公司現(xiàn)正爭取在2004年擁有這項(xiàng)技術(shù),有些公司現(xiàn)在已經(jīng)提供了無鉛產(chǎn)品?,F(xiàn)在市場上已有許多無鉛焊料合金,而美國和歐洲最通用的一種合金成份是95.6Sn3.7Ag0.7Cu。處理這些焊料合金與處理標(biāo)準(zhǔn)Sn/Pb焊料相比較并無多大差別。其中的印刷和貼裝工藝是相同的,主要差別在于再流工藝,也就是說,對(duì)于大多數(shù)無鉛焊料必須采用較高的液相溫度
27、。 SnAgCu合金一般要求峰值溫度比Sn/Pb焊料高大約30。另外,初步研究已經(jīng)表明,其再流工藝窗口比標(biāo)準(zhǔn)Sn/Pb合金要嚴(yán)格得多。 對(duì)于小型無源元件來說,減少表面能同樣也可以減少直立和橋接缺陷的數(shù)量,特別是對(duì)于0402和0201尺寸的封裝??傊?,無鉛組裝的可靠性說明,它完全比得上Sn/Pb焊料,不過高溫環(huán)境除外,例如在汽車應(yīng)用中操作溫度可能會(huì)超過150。倒裝片 當(dāng)把當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)集成到標(biāo)準(zhǔn)SMT組件中時(shí),技術(shù)遇到的困難最大。在一級(jí)封裝組件應(yīng)用中,倒裝片廣泛用于BGA和CSP,盡管BGA和CSP已經(jīng)采用了引線-框架技術(shù)。在板級(jí)組裝中,采用倒裝片可以帶來許多優(yōu)點(diǎn),包括組件尺寸減小、性能提高和成本
28、下降。令人遺憾的是,采用倒裝片技術(shù)要求制造商增加投資,以使機(jī)器升級(jí),增加專用設(shè)備用于倒裝片工藝。這些設(shè)備包括能夠滿足倒裝片的較高精度要求的貼裝系統(tǒng)和下填充滴涂系統(tǒng)。此外還包括X射線和聲像系統(tǒng),用于進(jìn)行再流焊后焊接檢測和下填充后空穴分析。焊盤設(shè)計(jì),包括形狀、大小和掩膜限定,對(duì)于可制造性和可測試性(DFM/T)以及滿足成本方面的要求都是至關(guān)重要的。板上倒裝片(FCOB)主要用于以小型化為關(guān)鍵的產(chǎn)品中,如藍(lán)牙模塊組件或醫(yī)療器械應(yīng)用。圖4所展示的就是一個(gè)藍(lán)牙模塊印板,其中以與 0201無源元件同樣的封裝集成了倒裝片技術(shù)。組裝了倒裝片和0201器件的同樣的高速貼裝和處理也可圍繞封裝的四周放置焊料球。這可
29、以說是在標(biāo)準(zhǔn)SMT 組裝線上與實(shí)施先進(jìn)技術(shù)的一個(gè)上佳例子。1、電容可分為無極性和有極性兩類,無極性電容下述兩類封裝最為常見,即0805、0603;而有極性電容也就是我們平時(shí)所稱的電解電容,一般我們平時(shí)用的最多的為鋁電解電容,由于其電解質(zhì)為鋁,所以其溫度穩(wěn)定性以及精度都不是很高,而貼片元件由于其緊貼電路板,要求溫度穩(wěn)定性高,所以貼片電容以鉭電容為多。根據(jù)其耐壓不同,貼片電容又可分為A、B、C、D四個(gè)系列,具體分類如下:類型 封裝形式 耐壓A 3216 10VB 3528 16VC 6032 25VD 7343 35V貼片電容正負(fù)極區(qū)分:一種是常見的鉭電容,為長方體形狀,有“-”標(biāo)記的一端為正;另
30、外還有一種銀色的表貼電容,想來應(yīng)該是鋁電解。 上面為圓形,下面為方形,在光驅(qū)電路板上很常見。 這種電容則是有“-”標(biāo)記的一端為負(fù)。2、電阻和無極性電容相仿,最為常見的有0805、0603兩類,不同的是,它可以以排阻的形式出現(xiàn),四位、八位都有。電容電阻外形尺寸與封裝的對(duì)應(yīng)關(guān)系是:0402=1.0x0.50603=1.6x0.80805=2.0x1.21206=3.2x1.61210=3.2x2.51812=4.5x3.22225=5.6x6.5注:ABCD四類型的封裝形式則為其具體尺寸,標(biāo)注形式為L X S X H1210具體尺寸與電解電容B類3528類型相同0805具體尺寸:2.0 X 1.2
31、5 X 0.51206具體尺寸:3.0 X 1.5 0X 0.53、二極管根據(jù)所承受電流的的限度,封裝形式大致分為兩類,小電流型(如1N4148)封裝為1206,大電流型(如IN4007)暫沒有具體封裝形式,只能給出具體尺寸:5.5 X 3 X 0.5。4、發(fā)光二極管顏色有紅、黃、綠、藍(lán)之分,亮度分普亮、高亮、超亮三個(gè)等級(jí),常用的封裝形式有三類:0805、1206、1210。5、撥碼開關(guān)、晶振及其它在市場都可以找到不同規(guī)格的貼片封裝,其性能價(jià)格會(huì)根據(jù)他們的引腳鍍層、標(biāo)稱頻率以及段位而不同。 貼片元件的封裝一、 零件規(guī)格:(a)、零件規(guī)格即零件的外形尺寸,SMT發(fā)展至今,業(yè)界為方便作業(yè)
32、,已經(jīng)形成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)零件系列,各家零件供貨商皆是按這一標(biāo)準(zhǔn)制造。標(biāo)準(zhǔn)零件之尺寸規(guī)格有英制與公制兩種表示方法,如下表英制表示法1206 0805 0603 0402 公制表示法3216 2125 1608 1005含義L:1.2inch(3.2mm)W:0.6inch(1.6mm)L:0.8inch(2.0mm)W:0.5inch(1.25mm) L:0.6inch(1.6mm)W:0.3inch(0.8mm)L:0.4inch(1.0mm)W:0.2inch(0.5mm)注:a、L(Length):長度; W(Width):寬度; inch:英寸 b、1inch=25.4mm(b)、在(1)中
33、未提及零件的厚度,在這一點(diǎn)上因零件不同而有所差異,在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)以實(shí)際量測為準(zhǔn)。(c)、以上所講的主要是針對(duì)電子產(chǎn)品中用量最大的電阻(排阻)和電容(排容),其它如電感、二極管、晶體管等等因用量較小,且形狀也多種多樣,在此不作討論。(d)、SMT發(fā)展至今,隨著電子產(chǎn)品集成度的不斷提高,標(biāo)準(zhǔn)零件逐步向微型化發(fā)展,如今最小的標(biāo)準(zhǔn)零件已經(jīng)到了0201。二、常用元件封裝 1)電阻:最為常見的有0805、0603兩類,不同的是,它可以以排阻的身份出現(xiàn),四位、八位都有,具體封裝樣式可參照MD16仿真版,也可以到設(shè)計(jì)所內(nèi)部PCB庫查詢。注:ABCD四類型的封裝形式則為其具體尺寸,標(biāo)注形式為L X S X H121
34、0具體尺寸與電解電容B類3528類型相同0805具體尺寸:2.0 X 1.25 X 0.5(公制表示法)1206具體尺寸:3.0 X 1.5 0X 0.5(公制表示法)2)電阻的命名方法1、5%精度的命名: RS 05 K 102 JT 2、1精度的命名:RS 05 K 1002 FT R 表示電阻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
35、示1812、10表示1210、12表示2512。K 表示溫度系數(shù)為100PPM。102 5精度阻值表示法:前兩位表示有效數(shù)字,第三位表示有多少個(gè)零,基本單位是,10210001K。1002 是1阻值表示法:前三位表示有效數(shù)字,第四位表示有多少個(gè)零,基本單位是,10021000010K。J 表示精度為5、F表示精度為1。T 表示編帶包裝3)電容:可分為無極性和有極性兩類: 無極性電容下述兩類封裝最為常見,即0805、0603; 有極性電容也就是我們平時(shí)所稱的電解電容,一般我們平時(shí)用的最多的為鋁電解電容,由于其電解質(zhì)為鋁,所以
36、其溫度穩(wěn)定性以及精度都不是很高,而貼片元件由于其緊貼電路版,所以要求溫度穩(wěn)定性要高,所以貼片電容以鉭電容為多,根據(jù)其耐壓不同,貼片電容又可分為A、B、C、D四個(gè)系列,具體分類如下:類型 封裝形式 耐壓A 3216 10VB 3528 16VC
37、; 6032 25VD 7343 35V貼片鉭電容的封裝是分為A型(3216),B型(3528),C型(6032),D型(7343),E型(7845)。有斜角的是表示正極4)、鉭質(zhì)電容(Tantalum)鉭質(zhì)電容已經(jīng)越來越多應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品上,屬于比較貴重的零件,發(fā)展至今,也有了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列,用英文字母Y、A、X、B、C、D來代
38、表。其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表型號(hào) Y A X B C D規(guī)格L(mm) 3.2 3.8 3.5 4.7 6.0 7.3W (mm) 1.6 1.9 2.8 2.6 3.2 4.3T (mm) 1.6 1.6 1.9 2.1 2.5 2.8注意:電容值相同但規(guī)格型號(hào)不同的鉭質(zhì)電容不可代用。如:10UF/16V”B”型與10UF/16V”C”型不可相互代用。二極管:根據(jù)所承受電流的的限度,封裝形式大致分為兩類,小電流型(如1N4148)封裝為1206,大電流型(如IN4007)暫沒有具體封裝形式,只能給出具體尺寸:5.5 X 3 X 0.5發(fā)光二極管:顏色有紅、黃、綠、藍(lán)之分,亮
39、度分普亮、高亮、超亮三個(gè)等級(jí),常用的封裝形式有三類: 0805、1206、1210在PCB中畫元器件封裝時(shí),經(jīng)常遇到焊盤的大小尺寸不好把握的問題,因?yàn)槲覀儾殚喌馁Y料給出的是元器件本身的大小,如引腳寬度,間距等,但是在PCB板上相應(yīng)的焊盤大小應(yīng)該比引腳的尺寸要稍大,否則焊接的可靠性將不能保證。下面將主要講述焊盤尺寸的規(guī)范問題。 為了確保貼片元件(SMT)焊接質(zhì)量,在設(shè)計(jì)SMT印制板時(shí),除印制板應(yīng)留出3mm-8mm的工藝邊外,應(yīng)按有關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)好各種元器件的焊盤圖形和尺寸,布排好元器件的位向和相鄰元器件之間的間距等以外,我們認(rèn)為還應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn):
40、(1)印制板上,凡位于阻焊膜下面的導(dǎo)電圖形(如互連線、接地線、互導(dǎo)孔盤等)和所需留用的銅箔之處,均應(yīng)為裸銅箔。即絕不允許涂鍍?nèi)埸c(diǎn)低于焊接溫度的金屬涂層,如錫鉛合金等,以避免引發(fā)位于涂鍍層處的阻焊膜破裂或起皺,以保證PCB板的焊接以及外觀質(zhì)量。 (2)查選或調(diào)用焊盤圖形尺寸資料時(shí),應(yīng)與自己所選用的元器件的封裝外形、焊端、引腳等與焊接有關(guān)的尺寸相匹配。必須克服不加分析或?qū)φ站碗S意抄用或調(diào)用所見到的資料J 或軟件庫中焊盤圖形尺寸的不良習(xí)慣。設(shè)計(jì)、查選或調(diào)用焊盤圖形尺寸時(shí),還應(yīng)分清自己所選的元器件,其代碼(如片狀電阻、電容)和與焊接有關(guān)的尺寸(如SOIC,QFP等)。(3)表面貼裝元器件的焊接可靠性,
41、主要取決于焊盤的長度而不是寬度。(a)如圖1所示,焊盤的長度B等于焊端(或引腳)的長度T,加上焊端(或引腳)內(nèi)側(cè)(焊盤)的延伸長度b1,再加上焊端(或引腳)外側(cè)(焊盤)的延伸長度b2,即B=T+b1+b2。其中b1的長度( 約為0.05mm0.6mm),不僅應(yīng)有利于焊料熔融時(shí)能形成良好的彎月形輪廓的焊點(diǎn),還得避免焊料產(chǎn)生橋接現(xiàn)象及兼顧元器件的貼裝偏差為宜;b2的長度(約為0.25mm1.5mm),主要以保證能形成最佳的彎月形輪廓的焊點(diǎn)為宜(對(duì)于SOIC、QFP等器件還應(yīng)兼顧其焊盤抗剝離的能力)。(b)焊盤的寬度應(yīng)等于或稍大(或稍?。┯诤付耍ɑ蛞_)的寬度。常見貼裝元器件焊盤設(shè)計(jì)圖解,如圖2所示
42、。焊盤長度 B=T+b1+b2焊盤內(nèi)側(cè)間距 G=L-2T-2b1焊盤寬度 A=W+K焊盤外側(cè)間距 D=G+2B。式中:L元件長度(或器件引腳外側(cè)之間的距離); W元件寬度(或器件引腳寬度); H元件厚度(或器件引腳厚度); b1焊端(或引腳)內(nèi)側(cè)(焊盤)延伸長度;
43、 b2焊端(或引腳)外側(cè)(焊盤)延伸長度; K焊盤寬度修正量。常用元器件焊盤延伸長度的典型值:對(duì)于矩形片狀電阻、電容:b1=0.05mm,0.10mm,0.15mm,0.20mm,0.30mm其中之一,元件長度越短者,所取的值應(yīng)越小。b2=0.25mm,0.35mm,0.5mm,0.60mm,0.90mm,1.00mm,元件厚度越薄者,所取值應(yīng)越小。K=0mm,+-0.10mm,0.20mm其中之一,元件寬度越窄者,所取的值應(yīng)越小。對(duì)于翼型引腳的SOIC、QFP器
44、件:b1=0.30mm,0.40mm,0.50mm,0.60mm其中之一,器件外形小者,或相鄰引腳中心距小者,所取的值應(yīng)小些。b2=0.30mm,0.40mm,0.80mm,1.00mm,1.50mm其中之一,器件外形大者,所取值應(yīng)大些。K=0mm,0.03mm,0.30mm,0.10mm,0.20mm,相鄰引腳間距中心距小者,所取的值應(yīng)小些。B=1.50mm3mm,一般取2mm左右。若外側(cè)空間允許可盡量長些。(4)焊盤內(nèi)及其邊緣處,不允許有通孔(通孔與焊盤兩者邊緣之間的距離應(yīng)大于0.6mm),如通孔盤與焊盤互連,可用小于焊盤寬度1/2的連線,如0.3mm0.4mm加以互連,以避免因焊料流失或
45、熱隔差而引發(fā)的各種焊接缺陷。(5)凡用于焊接和測試的焊盤內(nèi),不允許印有字符與圖形等標(biāo)志符號(hào);標(biāo)志符號(hào)離開焊盤邊緣的距 離應(yīng)大于0.5mm。以避免因印料浸染焊盤,引發(fā)各種焊接缺陷以及影響檢測的正確性。(6)焊盤之間、焊盤與通孔盤之間以及焊盤與大于焊盤寬度的互連線或大面積接地或屏蔽的銅箔之間的連接,應(yīng)有一段熱隔離引線,其線寬度應(yīng)等于或小于焊盤寬度的二分之一(以其中較小的焊盤為準(zhǔn),一般寬度為0.2mm0.4mm,而長度應(yīng)大于0.6mm);若用阻焊膜加以遮隔,其寬度可以等于焊盤寬度(如與大面積接地或屏蔽銅箔之間的連線)。(7)對(duì)于同一個(gè)元器件,凡是對(duì)稱使用的焊盤(如片狀電阻、電容、SOIC、QFP 等
46、),設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格保持其全面的對(duì)稱性,即焊盤圖形的形狀與尺寸完全一致(使焊料熔融時(shí),所形成的焊接面積相等)以及圖形的形狀所處的位置應(yīng)完全對(duì)稱(包括從焊盤引出的互連線的位置;若用阻焊膜遮隔,則互連線可以隨意)。以保證焊料熔融時(shí),作用于元器件上所有焊點(diǎn)的表面張力能保持平衡(即其合力為零),以利于形成理想的優(yōu)質(zhì)焊點(diǎn)。(8)凡焊接無外引腳的元器件的焊盤(如片狀電阻、電容、可調(diào)電位器、可調(diào)電容等)其焊盤之間不允許有通孔(即元件體下面不得有通孔;若用阻焊膜堵死者可以除外),以保證清洗質(zhì)量。(9)凡多引腳的元器件(如SOIC、QFP等),引腳焊盤之間的短接處不允許直通,應(yīng)由焊盤加引出互連線之后再短接(若用阻焊
47、膜加以遮隔可以除外)以免產(chǎn)生位移或焊接后被誤認(rèn)為發(fā)生了橋接。另外,還應(yīng)盡量避免在其焊盤之間穿越互連線(特別是細(xì)間隔的引腳器件);凡穿越相鄰焊盤之間的互連線,必須用阻焊膜對(duì)其加以遮隔。(10)對(duì)于多引腳的元器件,特別是間距為0.65mm及其以下者,應(yīng)在其焊盤圖形上或其附近增設(shè)裸銅基準(zhǔn)標(biāo)志(如在焊盤圖形的對(duì)角線上,增設(shè)兩個(gè)對(duì)稱的裸銅的光學(xué)定位標(biāo)志)以供精確貼片時(shí),作為光學(xué)校準(zhǔn)用。(11)當(dāng)采用波峰焊接工藝時(shí),插引腳的焊盤上的通孔,一般應(yīng)比其引腳線徑大0.050.3mm為宜,其焊盤的直徑應(yīng)不大于孔徑的3倍。另外,對(duì)于IC、QFP器件的焊盤圖形,必須時(shí)可增設(shè)能對(duì)融熔焊料起拉拖作用的工藝性輔助焊盤,以避免或減少橋接現(xiàn)象的發(fā)生。(12)凡用于焊接表面貼裝元器件的焊盤(即焊接點(diǎn)處),絕不允許兼作檢測點(diǎn);為了避免損壞元器件必須另外設(shè)計(jì)專用的測試焊盤。以保證焊裝檢測和生產(chǎn)調(diào)試的正常進(jìn)行。(13)凡用于測試的焊盤
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