PCB与贴片元器件的分类和辨识

PCB与贴⽚元器件的分类和辨识
印制电路板
印制电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)在电⼦设备中是电⼦元器件的载体,提供机械⽀撑和电⽓连接,并保证电⼦产品的电⽓、热和机械性能的可靠性。为⾃动焊锡提供阻焊图形,为电⼦元器件安装、检查、维修提供识别字符和图形。
PCB板由焊盘、导线、丝印、绝缘漆、定位孔、导通孔、贯穿孔等要素构成:
(1)焊盘:焊盘是电路板上⽤来焊接元器件或引线的铜箔,经过回焊炉将锡膏熔解或过波峰焊后对零件进⾏固定;
(2)导线:⽤于连接电路板上各种元件引脚,完成各个元件之间电信号的连接;
(3)丝印:也即⽩油,⽂字印刷标明零件的名称、位置、⽅向。PCB上有产品型号、版本、⼚商标志和⽣产批号等;
(4)绝缘漆:绝缘漆作⽤是绝缘、阻焊、防⽌PCB板⾯被污染,黄油和绿油偏多;
(5)导通孔:PCB上充满或涂上⾦属的⼩洞,它可以与两⾯的导线相连接,⼜称VIA孔;
(6)贯通孔:⽤于插装通孔元器件;
(7)定位孔:⽤于将PCB固定在电⼦设备中。
2.2
PCB的分类
PCB按印刷版电路层数可分为单⾯板、双⾯板、多层板;按基板材质分有刚性PCB、柔性PCB(挠性板)、刚柔结合PCB(刚挠结合板)等。与此同时,印制板继续朝着⾼精度、⾼密度和⾼可靠性⽅向发展,体积不断缩⼩,、成本不断减轻,⽽性能却不断提⾼,使得印制板在未来电⼦设备地⽣产过程中,仍然保持着强⼤的⽣命⼒。
2.3
dmx512协议PCB的基板材料
覆铜板(Copper  Clad  Laminates,简称 CCL)是PCB的基材,它是⽤增强材料,浸以树脂胶黏剂,通过烘⼲、裁剪、叠合成坯料,然后覆上铜箔,⽤钢板作为模具,在热压机中经⾼温⾼压成形加⼯⽽制成的。⼀般⽤来制作多层板的半固化⽚,是覆铜板在制作过程中的半成品,多为玻璃布浸以树脂,经⼲燥加⼯⽽成。如图2-5所⽰,是多层PCB板组成的⽰意图。
微区扫描电化学工作站PCB基板材料,可分为纸基、玻璃布基、复合材料基(Composite Epoxy Material,简称CEM)、特殊材料基(陶瓷、⾦属芯基等)四⼤类,如表2-1所⽰。
按基板所采⽤的树脂胶黏剂不同进⾏分类,常见的纸基CCL有:酚醛树脂(XPc、XxxPC、FR-1、FR-2等)、环氧树脂(FR-3)、聚酯树脂等各种类型。常见的玻璃纤维布基CCL有环氧树脂(FR24、FR-5),它是⽬前使⽤最⼴泛的玻璃纤维布基类型。另外,还有其他特殊性树脂,如双马来酰亚胺改性三嗪树脂(BT)、聚酰亚胺树脂(PI)、⼆亚苯基醚树脂(PPO)、马来酸酐亚胺—苯⼄烯树脂(MS)、聚氰酸酯树脂、聚烯烃树脂等。
表2-1 PCB基材的分类
2.4
贴⽚元器件(SMC/SMD)
2.4.1 SMC/SMD的封装
封装(Package)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。
封装形式是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、保护芯⽚及增强电
热性能等⽅⾯的作⽤,⽽且还通过芯⽚上的接点⽤导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚⼜通过印刷电路板上的导线与其它器件相连接,从⽽实现内部芯⽚与外部电路的连接。
1.标准封装
(1)⽆源⽚式元件(CHIP)
长⽅形⽆源器件称为“CHIP”⽚式元器件,它的体积⼩、重量轻、抗冲击性和抗震性好、寄⽣损耗⼩,被⼴泛应⽤于各类电⼦产品中。主要⽤于电阻、电容、电感等元件,主要特点是没有突出的引脚。
⽆源⽚式元件⽤两种尺⼨代码来表⽰。⼀种尺⼨代码是由4位数字表⽰的EIA(美国电⼦⼯业协会)代码,前两位与后两位分别表⽰电阻的长与宽,以英⼨为单位。我们常说的0603封装就是指英制代码。另⼀种是⽶制代码,也由4位数字表⽰,其单位为毫⽶。英制的1005,0201、0402、0603、0805、1206⽚状元件,相当于公制的0402、0603、1005、1608、2012、3216(mm)元件,通常使⽤的都是英制标注,下表列出贴⽚电阻封装英制和公制的关系及详细的尺。
(2)柱状封装元件(MELF)
主要⽤于⼆极管、电阻、电感、陶瓷或钽电容等。焊接端头为圆柱体⾦属成份,如银、⾦或钯银合⾦等,易滚动,如图2-10。
图2-10 柱状元件
(3)⼩外形晶体管(SOT,Small Outline Transistor )
主要⽤于⼆极管、三极管、达林顿管等。引出端特点是分列于元器件对称的两端,引脚
为“⼀”和“L”形,基本分为对称与不对称两类,有以下⼏个系列SOT23、SOT89、SOT223等。(4)⼩外形封装(SOP, Small Outline Package)
SOP封装主要⽤于中⼩规模集成电路。引出端特点是对称分列于元器件的两边,引脚形态基本分为“L”与“鸥翼”(Gullwing)、“J”、“I”等四类,如图2-12。SOP封装技术由1968~1969年菲利浦公司开发成功,以后逐渐派⽣出SOJ(J型引脚⼩外形封装)、TSOP(薄⼩外形封装)、VSOP(甚⼩外形封装)、SSOP(缩⼩型SOP)、TSSOP(薄的缩⼩型SOP)及SOT(⼩外形晶体管)、SOIC(⼩外形集成电路)等。
(5)四周扁平封装(QFP)
多⽤于各类型的集成电路,引脚形态基本上分为“鸥翼”形,引脚间距从0.3mm⾄1.0mm多个系列,封体形态为正⽅形或长⽅形,封装材料为塑料(PQFP)或陶瓷(CQFP),如图2-13。(6)塑封引线芯⽚载体(PLCC)
PLCC多⽤于各类型的集成电路,引脚形态为 “J”形,引脚间距1.27mm,封体形态为正⽅形或长⽅形、不规则形状,封装材料为塑料,可直接装⼊芯⽚插座或焊接,如图2-14。
(7)球栅阵列封装(BGA)
⼤规模集成电路的BGA封装发展缘由:集成电路的集成度迅速提⾼,封装尺⼨必须缩⼩。电极采⽤球形引脚,球形引脚优点:尺⼨⼩利于⾼密度组装;再流焊时有⾃校准效应,降低了贴⽚精度,提⾼组装可靠性。该类型封装已很多见,多⽤于⼤规模、⾼集成度器件,封装材料为塑料或陶瓷、⾦属,焊球间距为1.27mm、1.00mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm等,球径随着间距⽽相应缩⼩,阵列规格多样,各家标准不⼀。BGA品种: 陶瓷BGA(CBGA)、塑料BGA(PBGA)、微型BGA(Micro-BGA、µBGA、CSP)
(8)芯⽚尺⼨封装(CSP)
该类型从形式上类似于BGA,但其定义为封装尺⼨不⼤于芯⽚尺⼨的1/3。有些公司的产品⼜称为µBGA。焊球间距⼀般均在1.00mm以下。
(9)倒装芯⽚(FP)
为⽬前最为先进的IC形式,应⽤晶圆⽚半导体⼯艺,产⽣具有规则或不规则凸点阵列,凸点间距在0.8
mm以下,凸点直径在0.5mm以下,基本属裸芯⽚,如图2-17。
2.4.2SMC/SMD的包装
表⾯贴装元器件的⼤量应⽤,是由表⾯贴装设备⾼速发展促成的,同时⾼速度、⾼密度、⾃动化的贴装要求,⼜促使了表⾯贴装元器包装技术的开发,表⾯贴装元器件的包装形式已经成为SMT系统中的重要环节,表⾯组装元器件的包装类型有编带、管装、托盘等。
1.编带包装
编带包装在SMA⽣产中占有较⼤⽐例,常见的有电阻、电容以及各种IC等。带状包装由带盘与编带组成,类似电影拷贝
根据材质不同,有纸编带,塑料编带及黏结式编带,其中纸编带包装与塑料编带的元件,可⽤同⼀种带状供料器,⽽黏结式塑料编带所使⽤的带状供料器的形式有所不同,但不管哪种材料的包装带,均有相同的结构。
纸编带由基带、底带和带盖组成,其中基带是纸,⽽底带和盖带则是塑料薄膜。基带上布有⼩圆孔,⼜称同步孔,是供带状送料器上棘轮传动时的定位孔,两孔之间的距离称为步距。矩形孔是装载元器件的料糟,⽤来装载不同尺⼨的元件。W指带宽,带宽已有标准化尺⼨,有
8mm,12mm,16mm,24mm和32mm等。⽤来装载0603以上尺⼨元件的同步孔距均为4mm,⽽⼩于0603尺⼨的包装带上的同步孔距则为2mm,故定购供料器时应加以区别。
马蹄去皮机
2.管装包装
主要⽤于SOP、SOJ、PLCC、PLCC插座,以及异形元件等,如图2-19所⽰。
3.托盘包装
盘装⼜称华夫盘包装,它主要⽤于QFP、SOP等元件。通常这类元件引脚精细,极易碰伤,故采⽤上下托盘将元件的本体夹紧,并保证左右不能移动,便于运输和贴装,如图2-20所⽰。
2.4.3 SMC/SMD的储存与使⽤
1.存放环境条件:
(1)环境温度:30℃下;
(2)环境湿度:< 60%rh="">
(3)环境⽓氛:库房及环境中不得有影响焊接性能的疏、氯、酸等有害⽓体;
(4)防静电措施:要满⾜表⾯组装对防静电的要求。
2.存放周期:
从⽣产⽇期起为⼆年。到⽤户⼿中算起⼀般为⼀年(南⽅潮湿环境下3个⽉以内)。
3. 防潮
塑封元器件均对湿度有不同的敏感度,因⽽对敏感程度较⾼的元器件在包装中,除正常的产品标识、合格证外,正规⼚家均会在其包装中放置若⼲物品,如:⼲燥剂、防潮袋、警⽰标签、湿度指标卡等,对具有防潮要求的SMD元件,打开封装后⼀周内或72⼩时内(根据不同元件的要求⽽定)必须使⽤完毕,如果72⼩时内不能使⽤完毕,应存放在<>
4.防静电
操作⼈员在拿取SMD元件时应带好防静电⼿环、防静电⼿套等⼯具。222b2
2.4.4 BOM的识读
物料清单(Bill of materail,简称 BOM)在电⼦组装⽣产中是⼀种⾮常重要的⽂件,是电⼦产品研发
的成果性⽂件,也是电⼦企业中各个部门沟通的重要媒介,如采购部门根据BOM可以知道要采购哪些元器件,⽣产部门根据BOM清楚的知道,线路板的组装过程中每个元器件数量以及安装位置。要清楚⽣产⽤料必须学会看BOM,如表2-21所⽰,阅读BOM主要注意⼏⽅⾯:
1. 要清楚产品型号、版本,如VA-391  V3.2
2. 区分BOM中哪些是SMC/SMD,哪些是THC:
BOM描述中有下列⽂字或字母之⼀都是SMT⽤料 “SMD、0603、0805、1206、Chip、SMT、QFP、PLCC、BGA、SOJ”;
插装件⼀般有“DIP”字样,但电解电容⼀般为DIP型,BOM上通常省去“DIP”字样,如:BOM 第31⾏对电解电容的描述为6.8uF/400V,Φ8*15,105℃,20%。
3.有些零件要看外形才知属SMD还是DIP元件。举例:
(1)描述为chip  CAP  0.01µF  50V  +80%-20%  SMD  0603
abs082
表⽰:该电容是晶⽚陶瓷电容,容值为0.01µF ,耐压50V,误差为+80%-20%,即容值允许范围: 0.018µF ~0.008µF ,SMD  0603型的;
(2)描述为chip  Resister  10  OHM  1/10W  5%  0603
表⽰:该晶⽚电阻阻值为10Ω,功率为0.1⽡,误差为±5%  0603规格;
(3)描述为:Chipset  Sis6326  H0  208-Pin  PQFP
表⽰:该芯⽚为SIS公司名称为6326版本为H0,208个脚,PQFP型;
(4)描述为:PCB  VA-391  V3.2  16×8.3cm,4-L  SS  Yellow
离心制丸机表⽰:该PCB为VA-391,版本为3.2,长×宽×厚为143*112.5*1.6MM,基板材料为,FR-4的双⾯板。
4.看清楚描述是否有指定零件的⼚牌及颜⾊等。
5.位置是指零件⽤在PCB板上的位置以及数量。
表2-21  VA-391 V3.2  主板BOM
⽂章来源:⽹络

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