lin第2章電子組裝技術(shù)表面組裝元器件

1、第2章 表面組裝元器件 表面組裝元器件又稱為片式元器件，也叫貼片元器件，是適應(yīng)當(dāng)代電子產(chǎn)品微小型化和大規(guī)模生產(chǎn)的需要發(fā)展起來(lái)的微型元器件，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品中，具有體積小、重量輕、高頻特性好，無(wú)引線或短引線、安裝密度高、可靠性高、抗振性能好、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、適合表面組裝、成本低等特點(diǎn)。 表面組裝元件（SMC:Surface Mounted Components）若從外形來(lái)分：主要有矩形片式元件、圓柱形片式元件、復(fù)合片式元件、異形片式元件。若從種類來(lái)分：可分為片式電阻器、片式電容、片式電感、片式機(jī)電元件。若從封裝形式來(lái)分：有陶瓷封裝、塑料封裝、金屬封裝等。2.1 表面組裝矩形片式電阻器表面組裝

2、矩形片式電阻器 表面組裝電阻器可分為矩形片式電阻器 和圓柱形片式電阻器如圖所示。 矩形片式電阻器的電阻值的范圍是103300k，其外形尺寸長(zhǎng)為0.6mm3.2mm，寬為0.3mm2.7mm，厚為0.3mm0.7mm。 圓柱形片式電阻器的電阻值的范圍是4.71000k，外形尺寸長(zhǎng)為3.5mm5.9mm，直徑為1.4mm2.2mm。 表面組裝電阻器一般為黑色，外形太小的表面末標(biāo)出其阻值，而是標(biāo)記在包裝袋上，外形稍大的片式電阻器也有在外表標(biāo)出阻值大小。矩形片式電阻器的基本結(jié)構(gòu) 矩形片式電阻器的基本結(jié)構(gòu)是多層結(jié)構(gòu)。 厚膜型的第一層是扁平的高純度AL2O3陶瓷基片，第二層在基板上印刷金屬電阻體漿料（Ru

3、O2），燒結(jié)后經(jīng)光刻而成；第三層是低熔點(diǎn)玻璃釉保護(hù)層，另外在端面涂敷電極漿料制作成可焊端子，即為引線端。 薄膜型電阻 是在基體上濺鍍一層鎳鉻合金而成，薄膜型電阻性能穩(wěn)定，阻值精度高，但價(jià)格較貴，由于在電阻層上涂覆特殊的低熔點(diǎn)玻璃釉涂層，故電阻在高溫，高溫下性能非常穩(wěn)定。矩形片式電阻器的端電極結(jié)構(gòu) 矩形片式電阻器的端電極也有三層結(jié)構(gòu)，俗稱三層端電極，最內(nèi)層為銀鈀合金，它與陶瓷基有良好的結(jié)合力稱為內(nèi)電極，中間層為鍍鎳層，它是防止在焊接期間銀層的浸析，最外層為助焊層，不同的國(guó)家采用不同的材料，日本通常采用Sn-Pb合金，厚度為0.025mm，美國(guó)則采用Ag-Pd合金。矩形片式電阻器的工藝流程 制備陶

4、瓷基片背電極印刷（Ag- Pd）燒結(jié)面電極印刷燒結(jié)電阻體印刷（RuO2）燒結(jié)一次玻璃釉（漿料）印刷燒結(jié)激光刻調(diào)阻值二次玻璃釉（漿料）印刷標(biāo)記印刷燒結(jié)一次切割封端燒結(jié)二次切割電鍍電極測(cè)試分選編帶包裝。矩形片式元器件焊盤尺寸 矩形片式電阻器的標(biāo)識(shí) 一種是在元件上的標(biāo)注，當(dāng)矩形片式電阻阻精度為5%時(shí)，采用3個(gè)數(shù)字表示?？缃泳€記為000，阻值小于10，在兩個(gè)數(shù)字的間補(bǔ)加“R”表示，阻值在10 以上的，則最后一數(shù)值表示增加的零的個(gè)數(shù)。 另一種是在料盤上的標(biāo)注。如RC05K103JT其中，左起兩位RC為產(chǎn)品代號(hào)，表示矩形片狀電阻器，左起第3、4位05表示型號(hào)(0805)，第5位表示電阻溫度系數(shù)，K為250

5、，左起第6到第8位表示電阻值，如103表示電阻值為：10k. 左起第9位表示電阻值誤差，如J為5%；最后一位表示包裝，T為編帶包裝 圓柱形片式電阻器圓柱形片式電阻器的基板與電阻材料及制作工藝等與矩形片式電阻器基本一樣。圓柱形片式電阻器的制造工藝 制備電阻瓷棒在電阻瓷棒上被覆電阻漿料層壓裝金屬帽蓋刻槽調(diào)整阻值清洗涂保護(hù)漆打印標(biāo)記測(cè)試分選編帶包裝。圓柱形片式電阻的標(biāo)識(shí) 圓柱形片式電阻器上用不同顏色的環(huán)來(lái)表示電阻的規(guī)格。其標(biāo)識(shí)如圖所示，不同顏色代表不同數(shù)字，以表示標(biāo)稱值和精度。 標(biāo)稱阻值系列可參照(GB26918l) 阻值允許偏差為J(5)，采用E24系列，用三條色環(huán)標(biāo)志：第一、二條表示有效數(shù)字，第

6、三條表示前兩位有效數(shù)字乘以10的指數(shù)。 ERO型金屬膜電阻器，阻值允許偏差為G(2)的采用E96系列，電阻值允許偏差為F(1)的采用E192系列，用五條色環(huán)標(biāo)志；第一、二、三條表示有效數(shù)字，第四條表示前三位有效數(shù)字乘以10的指數(shù)，第五條表示阻值允許偏差。 2.3 表面組裝電位器表面組裝電位器 表面組裝電位器又稱為片式電位器(Chip Potentiometer) 是一種可連續(xù)調(diào)節(jié)的可變電阻器。其形狀有片狀、圓柱狀、扁平矩形等結(jié)構(gòu)的各類電位器，它在電路中起到調(diào)節(jié)分電路電壓和分電路電阻的作用。 片式電位器有四種不同的外形結(jié)構(gòu)： （1）敞開式結(jié)構(gòu)（2）防塵式結(jié)構(gòu) （3）微調(diào)式結(jié)構(gòu)（4）全密封式結(jié)構(gòu)片

7、式電位器型號(hào)有3型、4型和6型 片式電位器的焊盤尺寸片式電位器的焊盤尺寸2.4 電阻網(wǎng)絡(luò)電阻網(wǎng)絡(luò) 電阻網(wǎng)絡(luò)可分為厚膜電阻網(wǎng)絡(luò)和薄膜片式電阻網(wǎng)絡(luò)兩大類。厚膜電阻網(wǎng)絡(luò)具有體積小、重量輕、機(jī)械強(qiáng)度高、高頻特性好、適應(yīng)再流焊與波峰焊、電性能穩(wěn)定、可靠性高、能與自動(dòng)裝貼設(shè)備匹配；符合RoHS指令要求等特點(diǎn)，符合小型化、高密度組裝要求。 電阻網(wǎng)絡(luò)的焊盤尺寸 2.5 表面安裝電容器表面安裝電容器 電容器是電子電路中不可缺少的元件，它在調(diào)諧電路、旁路電路、耦合電路、濾波電路中起著重要的作用。表面組裝用電容器簡(jiǎn)稱片式電容器，適用于表面組裝的電容器已發(fā)展到多品種、多系列的片式電容器。按外形、結(jié)構(gòu)和用途來(lái)分類，可達(dá)

8、數(shù)百種，在實(shí)際應(yīng)用中，表面安裝電容器中有80%是多層片狀瓷介電容器，其次是表面安裝鋁電解電容器和鉭電解電容。多層片式瓷介電容器 片式瓷介電容結(jié)構(gòu)圖和外型圖 圖為MLC的結(jié)構(gòu)圖和外形圖。陶瓷介電體是根據(jù)不同的電性能參數(shù)專門配制而成。在陶瓷介電體內(nèi)部，根據(jù)不同電容量的需要有多層并聯(lián)的內(nèi)電極內(nèi)電極可由Pb、Rt、Au、Ag等貴金屬或它們的合金組成。目前也有用金屬Ni、Fe、Cu等制作內(nèi)電極。陶瓷介電體和內(nèi)電極構(gòu)成的坯體經(jīng)高溫?zé)Y(jié)為一個(gè)整體故而MLC又簡(jiǎn)稱為獨(dú)石電容器 圖217中內(nèi)部電極一般采用交替層疊的形式,根據(jù)電容量的需要，少則二、三層，多則數(shù)十層。日本NEC制作電容量為0.1F的MLC時(shí)，內(nèi)電極

9、已達(dá)120層。多層片式瓷介電容器 多層片式瓷介電容器簡(jiǎn)稱陶瓷電容器，它以陶瓷為介質(zhì)，涂敷金屬薄膜(一般為銀)經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而形成電極，再在電極上焊上引出線，外表涂上保護(hù)漆，或用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂封裝，即成為瓷介電容器。 1、瓷介電容器常用的陶瓷介質(zhì)材料有以下三類： I型電容器陶瓷（國(guó)內(nèi)型號(hào)為CC41）：它的介電常數(shù)一般小于100。 型電容器陶瓷（國(guó)內(nèi)型號(hào)為CT41）：它的介電常數(shù)一般大于1000。 型電容器陶瓷：它具有很高的介電常數(shù)，廣泛應(yīng)用于對(duì)容量穩(wěn)定性和損耗要求不高的場(chǎng)合。 多層片狀陶瓷電容器由片狀陶瓷膜疊起來(lái)燒結(jié)而成。由于它的每片陶瓷膜很薄，因此具有容量大、體積小的特點(diǎn)。片式瓷介電容器的特點(diǎn)

10、: （1）由于電容器的介質(zhì)材料為陶瓷，所以耐熱性能良好，不容易老化。 （2）瓷介電容器能耐酸堿及鹽類的腐蝕，抗腐蝕性好。 （3）低頻陶瓷材料的介電常數(shù)大，因而低頻瓷介電容器的體積小、容量大。 （4）陶瓷的絕緣性能好，可制成高壓電容器。 （5）高頻陶瓷材料的損耗角正切值與頻率的關(guān)系很小，因而在高頻電路可選用高頻瓷介電容器。 （6）陶瓷的價(jià)格便宜，原材料豐富，適宜大批量生產(chǎn)。 （7）瓷介電容器的電容量較小，機(jī)械強(qiáng)度較低。多層片式瓷介電容器的結(jié)構(gòu) 陶瓷介電體是根據(jù)不同的電性能參數(shù)專門配制而成。在陶瓷介電體內(nèi)部，根據(jù)不同電容量的需要有多層并聯(lián)的內(nèi)電極內(nèi)電極由Pb、Rt、Au、Ag等貴金屬或它們的合金組

11、成。目前也有用金屬Ni、Fe、Cu等制作內(nèi)電極。陶瓷介電體和內(nèi)電極構(gòu)成的坯體經(jīng)高溫?zé)Y(jié)為一個(gè)整體故又稱為獨(dú)石電容器 片式瓷介電容器內(nèi)部電極一般采用交替層疊的形式,根據(jù)電容量的需要，少則二、三層，多則數(shù)十層。日本NEC制作電容量為0.1F的MLC時(shí)，內(nèi)電極已達(dá)120層。MLC的制造工藝 多層陶瓷電容器的制造工藝流程是先配制陶瓷漿料，后在流延機(jī)上制作陶瓷膜片，然后在若干片陶瓷薄膜坯上網(wǎng)印內(nèi)部電極槳料，經(jīng)疊合、粘接、層壓后一次繞結(jié)成一塊整體，再按事先設(shè)計(jì)好的路徑切割成條料，再涂敷外電極，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，獲得電容器芯子，然后用樹脂進(jìn)行封裝而成，最后印上標(biāo)識(shí)字符，就獲得小體積、大容量、高可靠和耐高溫的新型

12、多層陶瓷電容器。2.5.2 表面組裝鋁電解電容器表面組裝鋁電解電容器 表面組裝鋁電解電容器，又叫片式鋁電解電容器?？煞譃橐后w電解質(zhì)片式鋁電解電容器和固體電解質(zhì)片式鋁電容器兩大類。 從結(jié)構(gòu)上分：要有臥式結(jié)構(gòu)和立式結(jié)構(gòu)兩種。臥式優(yōu)點(diǎn)為高度低，最高尺寸不超過4.5mm，缺點(diǎn)是貼裝面積大，不適宜高密度組裝；立式安裝面積小，適宜高密度組裝。目前片式鋁電解電容以立式結(jié)構(gòu)為主。 按外形和封裝材料的不同，可分為矩形鋁電解電容器（樹脂封裝）和圓柱形電解電容器（金屬封裝）兩類。金屬封裝和樹脂封裝片式電解電容器液體電解質(zhì)片式鋁電解電容器 液體電解質(zhì)片式鋁電解電容器的特點(diǎn)：它是由鋁圓筒做負(fù)極、里面裝有液體電解質(zhì)，插人

13、一片彎曲的鋁帶做正極制成。還需經(jīng)直流電壓處理，做正極的片上形成一層氧化膜做介質(zhì)。其特點(diǎn)是容量大、但是漏電大、穩(wěn)定性差、有正負(fù)極性，適于電源濾波或低頻電路中，使用時(shí)，正、負(fù)極不能接反。 液體電解質(zhì)片式鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)：電容器的陽(yáng)極箔：是用高純度的鋁箔（含鋁99.999.99）經(jīng)電解腐蝕(弱酸)陽(yáng)極氧化而成；陰極箔：用低純度的鋁箔（含鋁99.599.8）電解腐蝕獲得。用電解紙將陰陽(yáng)兩極隔離，繞成電容器的芯子，的后，將電容器芯子放入電解液（最常用普通鋁電解液是硼酸銨乙二醇系電解液，還有添加劑和溶劑。）中浸透、密封，鉚接鋁電極引線，最后用金屬鋁殼或耐熱環(huán)氧樹脂進(jìn)行封裝，獲得片式鋁電解電容器。 液體電

14、解質(zhì)鋁電解電容的制造工藝 制備高純度鋁箔 電化學(xué)腐蝕處理 按設(shè)計(jì)裁剪成形 鉚接鋁引線用電解紙作襯墊隔離 卷繞成型 浸漬電解液 密封鉚接外引線裝配用環(huán)氧樹脂封裝檢測(cè) 包裝。固體電解質(zhì)片式鋁電解電容器 固體電解質(zhì)片式鋁電解電容器采用有機(jī)導(dǎo)電化合物作為工作電解質(zhì)，以導(dǎo)電有機(jī)高分子聚合物作為產(chǎn)品的實(shí)際陰極（實(shí)際上就是電解質(zhì)），具有高頻低阻抗、高溫穩(wěn)定、快速放電、減小體積、無(wú)漏液現(xiàn)象，與液體電解質(zhì)片式鋁電解電容器比較具有大容量、低阻抗、無(wú)電解質(zhì)泄漏、高溫長(zhǎng)壽命(在85的工作環(huán)境中，壽命最高可達(dá)40,000小時(shí))等優(yōu)點(diǎn)，并具有耐反向電壓的能力。2.5.3 片式鉭電解電容器片式鉭電解電容器 片式鉭電解電容器

15、，是用金屬鉭做正極，用稀硫酸等配液做負(fù)極，用鉭表面生成的氧化膜作為介質(zhì)制成。 矩形鉭電解電容外殼為有色塑料封裝，一端印有深色標(biāo)志線，為正極，在封面上有電容量的數(shù)值及耐壓值，一般有醒目的標(biāo)志，以防用錯(cuò)，其外形如圖所示。 片式鉭電解電解器的電解質(zhì)是固體,并可以在其上直接連接引出線，因而體積小，使用壽命長(zhǎng),將逐步替代鋁電解電容器。鉭電解電容器單位體積容量大，電解質(zhì)響應(yīng)速度快，因此在需要高速運(yùn)算處理的大規(guī)模集成電路中應(yīng)用廣泛，如計(jì)算機(jī)主板，現(xiàn)在用在手機(jī)中的鉭電容器，約占36.2%，平均一部手機(jī)應(yīng)用鉭電解電容器從5只至20只不等；其次為AV影音產(chǎn)品，約占32%；筆記本電腦方面應(yīng)用占15.1%和其他穩(wěn)定性

16、高的軍用和民用整機(jī)設(shè)備中。 2.5.4片式云母電容器片式云母電容器 片式云母電容器其形狀多為方塊狀，云母電容器采用天然云母作為電容極間的介質(zhì)，其耐壓性能好。云母電容由于受介質(zhì)材料的影響，容量不能做的太大，一般容量在10PF-10000PF之間，而且造價(jià)相對(duì)其它電容器高。云母電容器可以做成很小的電容量，具有高穩(wěn)定性，高可靠性，溫度系數(shù)小的特點(diǎn)。其外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。云母電容器制造工藝：將銀漿料印在云母上作為金屬極板，經(jīng)層疊、熱壓形成電容胚體，制作外電極，其端頭是典型的三層結(jié)構(gòu)。最后完成電極連接，封裝成型、打印標(biāo)記，編帶包裝。云母電容器用途：用于高頻振蕩，脈沖等要求較高電路，實(shí)際電路中應(yīng)用不多

17、。2.5.6 片式微調(diào)電容器 片式微調(diào)電容器是電容量可在某一小范圍內(nèi)調(diào)整，并可在調(diào)整后固定于某個(gè)電容值的電容器，其外形如圖所示。片式微調(diào)電容器實(shí)際上就是微調(diào)電容器的片式化。隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，微調(diào)電容的尺寸仍然在不斷縮小，應(yīng)用在一些體積小的場(chǎng)合，如有線電視、遙控器、報(bào)警器、對(duì)講機(jī)等領(lǐng)域。 2.6 片式電感器片式電感器 片式電感器亦稱表面貼裝電感器，它與其它片式元器件（SMC及SMD）一樣，是適用于表面貼裝技術(shù)（SMT）的新一代無(wú)引線或短引線微型電子元件，其引出端的焊接面在同一平面上。在電路中起扼流、退耦、濾波、調(diào)諧、延遲、補(bǔ)償?shù)茸饔?，外形如圖示。 2.6.1繞線型片式電感器繞線型片式電感器

18、 繞線型片式電感器通常采用微小工字型磁芯，經(jīng)繞線、焊接、電極成型，塑封等工序制成，如圖所示。這種類型片式電感器具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，電性能優(yōu)良，適合大電流通過，具有可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。另一種繞線型片式電感器，是采用H型陶瓷芯，經(jīng)過繞線、焊接、涂復(fù)、環(huán)氧樹脂封裝等工藝制成。由于電極已預(yù)制在陶瓷芯體上，制造工藝更為簡(jiǎn)單，而且可進(jìn)一步微小型化，最小體積為2.52.01.8mm。這類電感器電感值較小，但自諧頻率高,更適合高頻使用。2.6.2 氧化鋁陶瓷疊層片式電感器氧化鋁陶瓷疊層片式電感器 氧化鋁陶瓷疊層片式電感器具有體積小，無(wú)引線，適合于高密度、高速度貼片組裝。具有高的自諧振頻率，在高頻下Q值高，電感值穩(wěn)定

19、，無(wú)交叉耦合等特性。包裝形式通常為編帶包裝?？蓮V泛應(yīng)用于高清晰數(shù)字電視、高頻頭、計(jì)算機(jī)板卡等領(lǐng)域。其外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。多層片式電感器的外形尺寸多層片式電感器的端電極結(jié)構(gòu)如疊層型電感器不用繞線，是用鐵氧體漿料和導(dǎo)電漿料，交替進(jìn)行多層印刷，然后通過高溫共燒結(jié)，形成有閉合磁路的電感線圈，或者將微米級(jí)鐵氧體薄片進(jìn)行疊層，每個(gè)磁性層有印刷的導(dǎo)體圖案和孔，孔中填充導(dǎo)體材料，從而把上層圖案和下層圖連結(jié)起來(lái)，經(jīng)過加壓，燒結(jié)，形成一體化的多層電感器，這類電感器制作工藝更適合尺寸微小型化，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；笊a(chǎn)，現(xiàn)在最小尺寸已能制成1005型（1.0mm0.5mm0.5mm)，其電感值為0.047H10H，工

20、作頻率最高可達(dá)12GHz,可適合移動(dòng)電話向高頻化，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的需要。疊層型電感器與繞線型相比，主要特點(diǎn)是磁路封閉，抗EMI性能好，直流電阻小，電感量和可允許額定電流相對(duì)較小，更適合高頻下使用。具有良好的耐熱性和可焊性、有很高的可靠性，適合于高密度自動(dòng)化表面貼裝生產(chǎn)。 流延穿孔法的流程如下：制造柔性鐵氧體薄片在鐵氧體薄片上打出通孔用絲網(wǎng)在薄片上印上導(dǎo)電漿料疊層 加壓 切割加熱、燒結(jié) 涂端電極燒結(jié) 在端電極上鍍鎳后再鍍錫鉛 成型電感芯子。 層疊印刷法的流程如下：漿料配制 流延制膜 用絲網(wǎng)在薄片上印上導(dǎo)電漿料疊層 加壓 切割排膠燒結(jié) 在端電極上鍍鎳后再鍍錫鉛 成型電感芯子。 2.6.3 片式電感器的

21、標(biāo)識(shí)片式電感器的標(biāo)識(shí) 片式電感的標(biāo)識(shí)方法，不同的廠家有不同的標(biāo)注方法 以華達(dá)電子廠狀電感器的標(biāo)識(shí)方法為例： HDW UC 2012 R10 K G T （1） （2） （3） （4）（5）（6）（7） 代號(hào)含義：（1） 產(chǎn)品代號(hào) （2） 芯片類型 （3） 尺寸代號(hào) （4）電感量代號(hào) （5）偏差代號(hào) （6）端頭代號(hào) （7）包裝代號(hào) 。 HDW為產(chǎn)品代號(hào)，UC為芯片類型（UC為陶瓷芯，UF為鐵氧體芯），2012為規(guī)格尺寸， R10為電感量（R10為0.1uH，） K為允許誤差， G為端頭（G為金端頭，S為錫端頭），T為包裝方式（T為編帶包裝，B為散包裝）2.6.4 片式磁珠片式磁珠 片式磁珠是目前

22、應(yīng)用、發(fā)展很快的一種抗干擾元件，廉價(jià)物美，濾除高頻噪聲效果顯著。片式磁珠由軟磁鐵氧體構(gòu)成，多用于信號(hào)回路，主要用于抑制電磁輻射干擾。磁珠外形如圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。 磁珠現(xiàn)專用于抑制信號(hào)線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾，還具有吸收靜電脈沖的能力。 2.6.5片式濾波器片式濾波器 片式濾波器主要用來(lái)濾除信號(hào)中無(wú)用的頻率成分，片式濾波器的種類較多，按性能來(lái)分，有片式抗電磁干擾濾波器（EMI），片式表面波濾波器等。按結(jié)構(gòu)來(lái)分有閉磁路片式LC濾波器、金屬外殼型片式LC濾波器、片式多層LC濾波器等。1、片式抗電磁干擾濾波器（EMI） 抗電磁干擾（EMI）濾波器，是由電感、電容組成的無(wú)源器件。可以濾除信號(hào)

23、中的電磁干擾，抑制同步信號(hào)中的高次諧波，避免數(shù)字電路信號(hào)失真。它能在阻帶（通常大于 10KHz）范圍內(nèi)衰減射頻能量而讓工頻無(wú)衰減或很少衰減地通過。EMI結(jié)構(gòu)主要由矩形鐵氧體磁珠和片式電容器組成。經(jīng)內(nèi)外端子連接，外用環(huán)氧樹脂封裝，形成一體，具有體積小、可靠性高、適合于自動(dòng)化表面貼裝的特點(diǎn)。 EMI制造工藝：制備鐵氧體磁芯在鐵氧體磁芯端頭鍍Ag安裝內(nèi)電極組裝電容形成EMI芯子 連接內(nèi)外電極進(jìn)行外部封裝打印字符檢驗(yàn)包裝。 2、片式多層LC濾波器 片式多層濾波器是新近開發(fā)的一種新型復(fù)合組件，它是利用低溫共燒陶瓷技術(shù)將若干個(gè)電感器、電容器以及電阻器集成到一個(gè)陶瓷基體上而制成。其中片式多層濾波器是國(guó)內(nèi)外正

24、在大力發(fā)展的一個(gè)品種。片式多層濾波器具有體積小、獨(dú)石結(jié)構(gòu)、磁屏蔽、工作頻率范圍寬、衰減特性好、便于電路的小型化、微型化，有利于元器件高密度安裝，而且形狀規(guī)整，適合于自動(dòng)化表面貼裝生產(chǎn)，可靠性高等特點(diǎn)。 3、片式表面波濾波器 片式表面波濾波器的工作原理是利用表面彈性波進(jìn)行濾波的帶通濾波器，它是利用石英、鈮酸鋰、鈦酸鋇晶體等具有壓電效應(yīng)的性質(zhì)做成的。 片式表面波濾波器的基本結(jié)構(gòu)是在單晶體鉭酸鋰或鈮酸鋰壓電體的表面或在玻璃板上鍍上氧化鋅膜壓電體的表面，分別設(shè)置輸入、輸出的梳狀電極，對(duì)梳狀電極施加脈沖電壓，在壓電效應(yīng)的作用下，由相鄰電極間的逆相位失真而產(chǎn)生表面波振動(dòng)。表面波濾波器的結(jié)構(gòu)如圖2-42所示

25、 制造工藝：制備陶瓷基板積淀金屬內(nèi)電極 制備梳狀電極 組裝梳狀電極與基板上 內(nèi)電極互連作氣密封裝檢 印制標(biāo)記入庫(kù)。2.8.1 多層片式氧化鋅壓敏電阻器多層片式氧化鋅壓敏電阻器 1、多層片式氧化鋅壓敏電阻器結(jié)構(gòu)：該電阻器在結(jié)構(gòu)上類似獨(dú)石電容器，由多個(gè)分立壓敏電阻器并聯(lián)構(gòu)成。 2、多層片式氧化鋅壓敏電阻器有兩種類型：一類是外形尺寸為0402、0603、0805、1206的表面安裝型；另一類是外形尺寸為0405、0508、0612等陣列型，陣列型由多個(gè)分立壓敏電阻器并聯(lián)構(gòu)成。 多層片式氧化鋅壓敏電阻器外形和尺寸如圖所示。氧化鋅壓敏電阻器在筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話MP3等IT產(chǎn)品中有廣泛的應(yīng)用

26、圖2-45 氧化鋅壓敏電阻器實(shí)物及應(yīng)用2.8.2 片式熱敏電阻片式熱敏電阻 1、層疊片式負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻 NTC熱敏電阻是由Co、Mn、Ni、Cu、Fe、Al等過渡金屬氧化物混合燒結(jié)而成，其阻值隨溫度的升高呈指數(shù)型下降，阻值/溫度系數(shù)一般在百分之幾，這么高的靈敏度使其能夠探測(cè)極小的溫度變化。 NTC熱敏電阻結(jié)構(gòu)：NTC熱敏電阻結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主要有單層片和多層疊片式兩種內(nèi)結(jié)構(gòu)形式。主要部件為陶瓷敏感體和附屬電極。2.9.1片式開關(guān)片式開關(guān) 1、輕觸開關(guān)：是一種適合用于表面組裝的片式開關(guān)，輕觸開關(guān)是一種電子開關(guān)，使用時(shí)輕輕點(diǎn)按開關(guān)按鈕就可使開關(guān)接通，當(dāng)松開手時(shí)開關(guān)即斷開，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是靠

27、金屬?gòu)椘芰梽?dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)通斷。這類開關(guān)體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，適合高密度表面組裝，可進(jìn)行回流焊，可承受260C的回流溫度。用于各種音響設(shè)備、VCR、通訊設(shè)備、照相機(jī)、汽車等各種電器中。 2.9.2片式連接器片式連接器 連接器，國(guó)內(nèi)亦稱作接插件、就是插頭和插座。其作用通常是連接兩個(gè)有源元器件以傳輸電流或信號(hào)。一種連接器是IC插座，其作用是將IC封裝引腳與PCB的連接，另一類連接器是印制電路與導(dǎo)線或與印制板之間的連接。 片式連接器有間距0.5、0.635、1、1.27mm等多個(gè)規(guī)格品種，其特點(diǎn)是體積小、精密度高、適合表面組裝。 1、連接器按外形結(jié)構(gòu)分：有圓形和矩形（橫截面）兩種。2、按工作頻率分：可分為低

28、頻和高頻（以3MHz為界）兩類。通常印制電路連接器屬于矩形連接器，圓形連接器多為同軸連接器。3、連接器還可以按用途、安裝方式、特殊結(jié)構(gòu)、特殊性能等來(lái)分類，可分出許多不同的類型，如低頻圓形連接器；矩形連接器；印制電路連接器；射頻連接器；光纖連接器等。連接器通常經(jīng)過再流焊工藝將其組裝在PCB上，使用時(shí)將IC的引腳直接插入到連接器的實(shí)現(xiàn)機(jī)電連接。2.9.3表面貼裝變壓器表面貼裝變壓器 表面貼裝變壓器是一種小型集成化的新型機(jī)電零件。在電子線路中應(yīng)用廣泛，主要起電壓變換和阻抗變換的作用。用于表面組裝的片式變壓器主要有電源變壓器和變頻變壓器兩大類。圖2-52所示為多層片式壓電陶瓷變壓器外形和焊盤尺寸。這種

29、變壓器，其厚度僅.至.毫米，體積僅是傳統(tǒng)變壓器的，具有能量轉(zhuǎn)換率高、體積小、無(wú)電磁干擾等特點(diǎn)。 2.9.4 表面貼裝繼電器表面貼裝繼電器 適合表面組裝的繼電器具有微小型化和很高的抗振性、可靠性。其結(jié)構(gòu)已經(jīng)完全固體化，這樣可防電磁干擾和射頻干擾，提高靈敏度。 隨著小外形封裝SOP 技術(shù)的突破，在繼電器內(nèi)部將各種放大、延時(shí)、消觸點(diǎn)抖動(dòng)、滅弧、遙控、等電路功能集成到一起，從而實(shí)現(xiàn)繼電器的多功能和能高智能化。固體繼電器的應(yīng)用將更趨廣泛，價(jià)格將繼續(xù)下降，并向高可靠、小體積、高抗浪涌電流沖擊和抗干擾性發(fā)展。 表面組裝繼電器種類繁多，分類方法各不相同，有按作用原理、外形尺寸、產(chǎn)品用途等來(lái)分類。 1、按作用原

30、理分類可分為：（1）電磁繼電器：在輸入電路內(nèi)電流的作用下，由機(jī)械部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生預(yù)定響應(yīng)的一種繼電器。（2）固態(tài)繼電器：輸入、輸出功能由電子元件完成而無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的一種繼電器。（3）時(shí)間繼電器：當(dāng)加上或除去輸入信號(hào)時(shí)，輸出部分需延時(shí)或限時(shí)到規(guī)定的時(shí)間才閉合或斷開其被控線路的繼電器。（4）溫度繼電器：當(dāng)外界溫度達(dá)到規(guī)定值時(shí)而動(dòng)作的繼電器. （5）舌簧繼電器：利用密封在管內(nèi)，具有觸電簧片和銜鐵磁路雙重作用的舌簧的動(dòng)作來(lái)開 , 閉或轉(zhuǎn)換線路的繼電器等。 （其本質(zhì)是電磁繼電器的一種） 我國(guó)機(jī)電部四十所研制的適合表面組裝的片式繼電器SMR-01型外形如圖所示，有兩種引腳形式?，F(xiàn)在尺寸和引腳間距尺寸已

31、經(jīng)進(jìn)有了一步的縮小。2.10 表面組裝半導(dǎo)體器件表面組裝半導(dǎo)體器件表面組裝半導(dǎo)體器件SMD（Surface Mounted Devices）：是一種有源電子器件，是在原有雙列直插（DIP）器體的基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)的，是通孔技術(shù)（THT）向SMT發(fā)展的重要標(biāo)志，主要分為片式晶體管和集成電路兩大類。在DIP以后出現(xiàn)的封裝形式比較多，其焊端或引腳都是制作在同一平面內(nèi)，適合表面組裝。從SMD端子形狀來(lái)分，其主要有下列三種形狀。1、鷗翼形引線具有吸收應(yīng)力的特點(diǎn)，因此與PCB匹配性好，這類器件端子共面性差，特別是多端子細(xì)間距的QFP，端子極易損壞，貼裝過程應(yīng)特別小心。 2、J形引線剛性好且間距大，共面性好，但由

32、于端子在元件本體的下，故有陰影效應(yīng)，焊接溫度不易調(diào)節(jié)。3、球形柵格陣列芯片I/O端子呈陣列式分布在器件底面上，并呈球狀，適應(yīng)于多端子數(shù)器件的封裝，常見的有BGA、CSP、CB等，這類器件焊接時(shí)也存在陰影效應(yīng)。 2.10.1表面組裝晶體管表面組裝晶體管 用于表面組裝的晶體管管有三種封裝形式，第一種是圓柱形二極管，其封裝結(jié)構(gòu)是將二極管芯片裝在具有內(nèi)部電極的細(xì)玻璃管中，玻璃管兩端裝上金屬帽分別做成正負(fù)電極，外形尺寸有1.5mm3.5mm和 2.75.2mm兩種，通常用于齊納二極管、高速二極管和通用二極管，采用塑料編帶包裝。第二種是片狀二極管 為模塑封裝矩形薄片，各種型號(hào)的外形尺寸個(gè)不相同?？捎迷赩H

33、F頻段到S頻段，采用塑料編帶包裝。第三種是SOT-23封裝形式的片狀二極管，多用于封裝復(fù)合型二極管。小外形封裝晶體管的封裝形式主要有SOT-23、SOT-89、SOT-143、TO-252幾種。 SOT-23封裝有三條“翼形”端子，端子材質(zhì)為42號(hào)合金，強(qiáng)度好，但可焊性差。這種封裝常見的有小功率晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管和帶電阻網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合晶體管。外形如圖2-60所示，結(jié)構(gòu)如圖2-61所示，外形尺寸如圖2-62所示。 SOT-89是適用于中功率的晶體管(300mw2w)，具有三條薄的短端子分布在晶體管的一端，晶體管芯片粘貼在較大的銅片上，以增加散熱能力。這類封裝常見于硅功率表面安裝晶體管。 SOT-143

34、有4條“翼形”短端子，端子中寬大一點(diǎn)的是集電極。這類封裝常見雙柵場(chǎng)效應(yīng)及高頻晶體管。外形如圖2-64所示。 SOT-252三端穩(wěn)壓電路采用的封裝形式如圖2-65所示，其結(jié)構(gòu)如圖2-66所示，外形尺寸如圖2-67所示。這種封裝也適用于大功率晶體管，在管子的一側(cè)有三條較粗的引線，芯片貼在散熱銅片上。其他各種功率晶體管都可以采用這種封裝形式。2.10.2集成電路集成電路 表面組裝型混合集成電路是為了適應(yīng)電子整機(jī)對(duì)小型、輕量、薄型化需求而發(fā)展的一種新的復(fù)合功能型表面組裝器件，它的基本封裝形式，是將集成電路芯片和內(nèi)引線封裝于塑料或陶瓷殼體之內(nèi)，從殼體內(nèi)引出相應(yīng)的焊端或短引線，以適應(yīng)表面組裝的需要。 表面

35、組裝集成電路因封裝不同，可分為：SOJ、PLCC、LCCC、QFP、BGA、CSP 、FC、MCM等。 小外型塑料封裝(SOP)IC 方型扁平封裝QFP QFP這種封裝的集成電路引腳較多，多用于高頻電路，中頻電路、音頻電路、微處理器、電源電路等，其外形如圖2-71所示。它是專為細(xì)間距引線的表面安裝集成電路而研制。引線形狀為翼型的稱為QFP；帶有J型引線的稱為QFJ。引線間距：0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.25mm。引線數(shù)范圍為：80500條。 芯片載體封裝 塑料有引線封裝PLCC 帶引線的塑料芯片載體是表面貼裝型的器件封裝之一。引腳從封裝的四個(gè)側(cè)面引出，呈丁字形，是塑料

36、制品。引腳中心距1.27mm，引腳數(shù)從18到84條。J形引腳不易變形，比QFP容易操作，但焊接后的外觀檢查較為困難。PLCC外形如圖2-72所示。 陶瓷無(wú)引線封裝LCCCLCCC的特點(diǎn)是：無(wú)引線，引出端是陶瓷外殼，四側(cè)的鍍金凹槽(常被稱作：城堡式)， 凹槽的中心距有1.0mm和1.27mm兩種。其實(shí)物和外形如圖所示球柵陣列封裝BGA 門陣列式球形封裝（Ball Grid Arry），即I/O引腳在芯片的底部。具有體積小、I/O多、電氣性能優(yōu)越（適合高頻電路）、散熱好等的優(yōu)點(diǎn)。圖示為BGA器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 BGA器件底面焊球點(diǎn)陣外形圖BGA的特點(diǎn)：（1）BGA與QFP相比較，在同樣的引腳情況下，可

37、減小封裝尺寸，提高I/O數(shù)。如BGA313和QFP304器件相比。少占34%面積，封裝尺寸同為20mm 20mm、引間距為0.5mm的QFP的器件I/O數(shù)為156個(gè)，而BGA器件為1521個(gè)。（2）BGA的優(yōu)點(diǎn)散熱特性好，芯片工作溫度低。（3）BGA引線短，導(dǎo)線的自感和互感很低，元件管腳間信號(hào)干擾小，頻率特性好。 (4) 器件設(shè)計(jì)、制造和裝配相對(duì)容易。封裝可靠性高，再流焊，焊點(diǎn)的間的張力能產(chǎn)生良好的自對(duì)中效果，允許有50%的貼片精度誤差。焊后管腳水平面同一性較易保證，與SMT設(shè)備兼容。 （5）BGA的缺點(diǎn)是印制電路板的成本增加，焊后檢測(cè)困難、返修困難，PBGA對(duì)潮濕很敏感。封裝件和襯底容易開裂

38、裂開。 裸芯片組裝 裸芯片組裝是將大規(guī)模集成電路的芯片直接焊接在電路基板上，焊接方法有下列幾種。 1、芯片載體封裝COB (chip On board) COB是將裸芯片直接粘接粘在電路基板上，用引線鍵合達(dá)到芯片與SMB的連接，然后用灌封材料包封，這種形式主要用在消費(fèi)類電子產(chǎn)品中。 2、載帶自動(dòng)鍵合TAB (Tape Automated Bonding) TAB是芯片基板間的一種電氣互連形式，其本質(zhì)是將芯片焊接焊接到與其連接的基板上的技術(shù)。載帶實(shí)際上是一種基材為聚酰亞胺薄膜，在其表面覆蓋上銅箔后，用化學(xué)的方法腐蝕出事先設(shè)計(jì)好的精細(xì)的引線圖形的一種承載帶。參與連接的芯片是一種經(jīng)過在芯片引出點(diǎn)上鍍

39、Au、Cu或Sn/Pn合金，形成高度為20-30m的微凸點(diǎn)電極的芯片。其組裝的方法就是將芯片粘貼在載帶上，將凸點(diǎn)電極與載帶的引線鍵合連接，然用樹脂封裝，其結(jié)構(gòu)如圖2-75所示。這種器件適用于大批量自動(dòng)化生產(chǎn)。TAB的引線間距可較QFP進(jìn)一步縮小至0.2mm或更細(xì)。 圖2-75 TAB結(jié)構(gòu) 倒裝芯片F(xiàn)C (Flip Chip)倒裝芯片和TAB芯片一樣，是一種事先在芯片引出點(diǎn)上制成凸點(diǎn)電極的微組裝芯片，組裝時(shí)將裸芯片倒裝在SMB基板上(芯片凸點(diǎn)電極與SMB上相應(yīng)的焊接部位對(duì)準(zhǔn))，用再流焊技術(shù)連接而成。倒裝芯片的互連技術(shù)，由于焊點(diǎn)可分布在裸芯片全表面，并直接與基板焊盤連接，更適應(yīng)微組裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

40、，是目前研究和發(fā)展最為活躍的一種裸芯片組裝技術(shù)。其結(jié)構(gòu)如圖2-76所示。倒裝芯片F(xiàn)C (Flip Chip) 倒裝芯片和TAB芯片一樣，是一種事先在芯片引出點(diǎn)上制成凸點(diǎn)電極的微組裝芯片，組裝時(shí)將裸芯片倒裝在SMB基板上(芯片凸點(diǎn)電極與SMB上相應(yīng)的焊接部位對(duì)準(zhǔn))，用再流焊技術(shù)連接而成。倒裝芯片的互連技術(shù)，由于焊點(diǎn)可分布在裸芯片全表面，并直接與基板焊盤連接，更適應(yīng)微組裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，是目前研究和發(fā)展最為活躍的一種裸芯片組裝技術(shù)。其結(jié)構(gòu)如圖所示。芯片尺寸封裝 CSP實(shí)際上是在BGA封裝小型化過程中形成的，所以也將CSP稱的為微型球柵陣列 (BGA)， 芯片尺寸封裝是根據(jù)美國(guó)EIA協(xié)會(huì)聯(lián)合電子器件

41、工程委員會(huì)JEDEC的JSTK一012標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：LSI芯片封裝面積小于或等于LSI芯片面積的120%的產(chǎn)品稱的為CSP。CSP技術(shù)可確保VLSI在高性能、高可靠性的前提下實(shí)現(xiàn)芯片的最小尺寸封裝(接近裸芯片的尺寸)，而相對(duì)成本卻更低，因此符合電子產(chǎn)品小型化的發(fā)展潮流，是一種高密度封裝形式。CSP具有封裝小、阻抗低、干擾小、噪聲低、屏蔽效果好、互連短，更適合高頻領(lǐng)域應(yīng)用的特點(diǎn)。 但CSP的缺點(diǎn)是：底部需要填充，焊后檢測(cè)和返修比較困難，封裝成本貴。 2.10.3半導(dǎo)體芯片制造工藝半導(dǎo)體芯片制造工藝 半導(dǎo)體器件制造分五個(gè)不同階段，第一階段是材料準(zhǔn)備即硅片制備階段，主要是如何將沙子提煉并純化成為圓晶的階

42、段。第二個(gè)階段是硅片制造階段，包括清洗、成膜、光刻、刻蝕及摻雜極端。第三個(gè)階段是硅片檢測(cè)與分揀階段，第四個(gè)階段是切割硅片裝配并封裝階段，最后是終檢階段，完成半導(dǎo)體器件制造。1、材料準(zhǔn)備 主要是用一種純度很高的沙子轉(zhuǎn)變成晶體的過程，用碳加熱硅砂可制備冶金級(jí)硅，再通過化學(xué)反應(yīng)將冶金級(jí)硅提純?yōu)槿裙柰?。再通過將三氯硅烷與氫氣反應(yīng)，得到半導(dǎo)體級(jí)硅。下一步是要進(jìn)行圓晶制造，硅晶圓 是一切集成電路芯片的制作母材。制造硅晶圓以細(xì)小顆粒狀硅作為原料，制造晶圓要經(jīng)過純煉與結(jié)晶的程序。目前晶體化的制程，大多是采柴可拉斯基拉晶法。拉晶時(shí)，將特定晶向的晶種，浸入過飽和的純硅熔液中，并同時(shí)旋轉(zhuǎn)拉出，硅原子便依照晶種晶向

43、，一層層成長(zhǎng)上去，而得到晶棒，如圖2-78所示。 2、硅片制造階段1）薄膜制備：獲得的硅片要在高于或等于1050的爐管中，通入氧氣或水汽，以便使硅晶的表面氧化，生長(zhǎng)出所謂干氧層或濕氧層，作為電子組件電性絕緣層或制成掩膜用。氧化層的厚度一般不超過2微米。 2）摻雜：在半導(dǎo)體材料中攙雜n型或p型導(dǎo)電雜質(zhì)來(lái)調(diào)變阻值，形成PN結(jié)，這是制造出二極管、晶體管、集成電路的基礎(chǔ)。摻雜是通過擴(kuò)散來(lái)進(jìn)行，雜質(zhì)由高濃度向低濃度方向擴(kuò)散，而獲得一定的攙雜量。擴(kuò)散工藝通常采用批量生產(chǎn)、此法可以降低成本，但在擴(kuò)散區(qū)域的邊緣有側(cè)向擴(kuò)散誤差，故限制其在次微米制程上的應(yīng)用。 圖2-80 芯片制造工藝流程圖 3）蝕刻：光刻是利用

44、光刻膠的感光性和耐蝕性，在各種薄膜上復(fù)印并刻蝕出與掩摸版完全對(duì)應(yīng)的幾何圖形。以實(shí)現(xiàn)選擇性摻雜和金屬膜布線的目的。蝕刻分為兩類：濕蝕刻：濕蝕刻是最普遍、也是設(shè)備成本最低的蝕刻方法。干蝕刻：干蝕刻是一類較新型，但迅速為半導(dǎo)體工業(yè)所采用的技術(shù)。它是利用等離子 (plasma) 來(lái)進(jìn)行半導(dǎo)體薄膜材料的蝕刻加工。4）離子注入 離子注入就是注入離子進(jìn)行摻雜，就是將III族或IV族的雜質(zhì)，以離子的型式，經(jīng)加速后沖擊進(jìn)入晶圓表面，經(jīng)過一段距離后，大部份停于離晶圓表面0.1微米左右的深度，然后進(jìn)一步利用驅(qū)入（drive-in）法來(lái)調(diào)整濃度分布，并對(duì)離子撞擊過的區(qū)域，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)，完成摻雜工序。在擴(kuò)散制程的描述