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第五章 直插式元器件封装技术.ppt

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第五章:直插式元器件封装技术,5.1 插装器件概述及分类特点5.1.1 概述5.1.2 分类及特点 5.2 插装技术5.2.1 TO型5.2.2 SIP单列直插式封装5.2.3 DIP双列直插式封装5.2.4 PGA针栅阵列插入式封装,5.1 插装器件概述及分类特点,5.1.1 概述随着晶体管的出现及其质量的稳步提高,特别是硅平面晶体管的日趋成熟;20世纪50年代末,晶体管代替电子管已成为席卷全球之势。这时,各类晶体管的封装类型主要有玻璃封装的二极管和金属封装的三极管。普通管封装有3根长引线,高频管或需要外壳接地的晶体管封装有4根长引线;晶体管的金属底座与c极相通,而e、b两极则通过金属底座的开孔,用玻璃绝缘子隔离,金属帽与金属底座的边缘进行密封焊接,这就构成了至今仍沿用的TO型封装——圆柱形外壳封装。当时用晶体管组装的典型电子整机首推黑白电视机。,电子管封装结构示意图,电子管插装结构示意图,晶体管封装结构示意图,由于晶体管的体积和重量均为电子管的数十分之一,安装基板可省去笨重的插座,也不需用金属基板支撑各种元器件了,选用单面酚醛环氧纸质覆铜板(有机基板)就可胜任,而且这种基板制作工艺简单,成本低廉,易打孔。由于晶体管体积小、电压低、耗电省,所以在覆铜板上刻蚀成所需的电路图形后,元器件穿过通孔焊接在铜焊区上即可。这样,既提高了生产效率和产量,又提高了焊接的一致性,从而提高了焊点的质量和电子产品的可靠性。,从上述可以看出,晶体管和电子管有一个基本的共同点:管脚带有引线,适合进行插装,只是晶体管引脚插装后仍需焊接方能达到可靠连接,而电子管插脚坚硬,只需与插座紧密接触就能达到可靠连接。目前,各类插装元器件封装的引脚间距多为2.54mm。DIP封装已形成4-64个引脚的系列化产品;PGA封装能适应LSI芯片封装的要求,I/O数可达数百个。,5.1.2 分类及特点,1、引脚插入型:单列直插式封装(SIP)双列直插式封装(DIP)Z型引脚直插式封装(ZIP)收缩双列直插式封装(S-DIP)窄型双列直插式封装(SK-DIP)针栅阵列插入式封装(PGA),根据封装接线端子的排布方式对其进行分类,可分为引脚插入型和表面贴装型。,2、表面贴装型:小外形塑料封装(SOP)微型四方封装(MSP)四边引线扁平封装(塑封)(QFP)玻璃(陶瓷)扁平封装(FPG)无引线陶瓷封装芯片载体(LCCC)塑封无引线芯片载体(PLCC)小外形J引线塑料封(SOJ)球栅阵列封装(BGA)芯片尺寸大小封装(CSP),其中比较典型插入型封装有: (1)圆柱外壳封装(TO) (2)单列直插式封装(SIP) (3)双列直插式封装(DIP) (4)针栅阵列封装(PGA),5.2 插装技术,TO金属封装是使用最早,应用最为广泛的全密封晶体管封装结构。,TO金属封装工艺:1. 将芯片固定在外壳底座的中心,常常采用Au-Sb合金共熔法或导电胶粘接固化法使晶体管的接地极与底座间形成良好的欧姆接触(多引脚的TO型结构还可以封装IC芯片,对于IC芯片,还可以采用环氧树脂粘接固化法);2. 在芯片的焊接区与接线柱间用Au丝或AI丝连接起来;接着将焊好的内引线的底座移至干燥箱中操作,并通以惰性气体或N2保护芯片;3. 将管帽套在底座上,利用电阻熔焊法或环形平行缝焊法将管帽与底座边缘焊牢,并达到密封要求。,5.2.1 TO型封装,晶体管封装结构示意图,TO5,TO3,TO8,TO塑料封装工艺:1. 将I/O引线冲制成引线框架,在芯片焊区将芯片固定,将芯片的各焊区用WB焊到其他引线键合区;2.按塑封件的大小制成一定规格的塑封模具,模具有数十个甚至数百个相同尺寸的空腔,每个空腔体间有细通道相连;3.将焊接好内引线的引线框架放到模具的各个腔体中,塑封时,先将塑封料加热至150~180℃,待其充分软化融融后,再加压将塑封料压到各个腔体中,略待几分钟固化后,就完成了注塑封装工作;4.开模,整修塑封毛刺,再切断各引线框架不必要的连接部分,就成为单独的TO塑封件了;5.最后切筋,打弯,成形和镀锡。,TO型塑料封装图片,工艺中如何控制好模塑时的压力,粘度,并保持塑封时的流道及腔体设计之间的综合平衡,是优化模塑器件的关键。该封装简便易行,适用于大批量生产,因此成本低廉。,5.2.2 SIP单列直插式封装单列直插式封装(SIP)的基板多为陶瓷基板,由于电路并不复杂,I/O数只有几个或十多个。先将基板上的I/O引脚引向一边,用镀Ni、Ag或Pb-Sn的“卡式”引线卡在基板一边的 I/O焊区上; 接着在卡式引线的I/O焊区上涂上焊膏;然后成批在再流焊炉中进行再流焊。通常,它的引线的间距有2.54mm与2.27mm之分。,SIP的插座占的基板面积小,插取自如,SIP的工艺简便易行,很适于多品种、小批量的H
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