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1.2 模擬集成電路不同封裝形式與引腳排列的識別

模擬集成電路的封裝形式大多采用雙列直插、單列直插、金屬圓殼(或菱形殼)和三端塑封等幾類,各種封裝形式引腳的識別方法如下所述。

1.2.1 多管腳的金屬圓殼集成電路封裝

多管腳的金屬圓殼封裝集成電路的識別方法如圖1-1所示。

圖1-1 多管腳金屬圓殼封裝集成電路的識別方法

面向管腳正視,由定位標記(常為鎖口或小圓孔)所對應的管腳按順時針方向數。

如果集成電路是國標、部標或進口產品,對小金屬圓殼封裝器件而言,1號管腳應是定位標記所對應管腳后的那個管腳,即定位標記所對應的管腳為最末一個管腳,如圖1-1(a)所示。

倘若是廠標集成電路(包括極少數進口集成電路),管腳排列除與部標產品相似以外,還有下列兩種情況。

定位標記對應的管腳即1號管腳,如圖1-1(b)所示。

定位標記處在第1腳和最末腳所對應的中間位置上,如圖1-1(c)所示。

1.2.2 類似于大功率三極管的金屬殼封裝

對于類似于大功率三極管的金屬殼封裝集成電路的識別方法如圖1-2所示。

圖1-2 類似于大功率三極管的金屬殼封裝集成電路識別方法

1.2.3 扁平和雙列直插封裝

扁平封裝和雙列直插封裝所采用的材料一般有陶瓷封和塑封兩種,塑封集成電路應用日益增多,原因在于這種集成電路的價格低。但由于其氣密性較差,允許環境溫度范圍較小(-8~85℃)可靠性不高,故在一些要求較高的場合中不適用。相比之下,陶瓷封裝集成電路的氣密性好、可靠性及溫度范圍(-55~125℃)均優于塑封集成電路,因而適用于高、精、尖技術領域,但其價格較貴。

不論是哪種封裝形式的集成電路,通常在外殼上都有供識別管腳排列順序的定位(或稱為第一腳)標記。

① 對于扁平封裝的集成電路,其識別標記一般是在器件端面刻上一小片類似管狀的金屬片,或在封裝表面上部設置一個小圓點(或小圓圈、色點)。

② 塑封雙列直插集成電路的標記是弧形凹口,圓形凹坑或小圓圈,進口器件的標記花樣很多,這里列出常見的集成電路識別標記。

③ 塑封雙列直插器件的標記為金屬鍵。不過,有些集成電路封裝表面另有色點等標記,即有雙重識別標記,如圖1-1(b)、(c)所示。

1.2.4 三端穩壓集成電路的封裝

三端穩壓集成電路的管腳排列順序如圖1-2(b)所示,這種集成電路的排序雖然簡單而易辨識,但應注意:

隨品種的不同,它們的同號引腳所對應的功能不一定相同。如引腳①有的為輸入端,有的卻是公共端等。不少使用者往往因接錯引腳而使三端穩壓集成電路燒壞或電路不工作,這也許被“僅有三個引腳”所迷惑了。因此,使用時一定要認真區分清楚三個引腳的功能。

1.2.5 單列直插封裝

圖1-3所示為單列直插式集成電路的識別標記及管腳排序,單列直插集成電路的管腳排序一般有如下規律。

圖1-3 單列直插式集成電路的識別標記及管腳排序

集成電路管腳向下,識別者面對定位標記,從標記對應一側的最始端管腳數起,依次為1,2,3,4,…腳。

有些進口集成電路盡管型號相同(或同型號的不同后綴字母、型號尾數相差1等),但卻存在管腳排序完全相反的兩個品種,這主要是為了便于靈活安裝,以適應各種不同形式的需要而考慮設計生產的。這類集成電路尤以單列直插式封裝外形為多見。遇到這類集成電路,如果封裝上有識別標記,還是容易正確識別管腳的。對于少數這類器件上并沒有識別標記的,一般來講可從型號上進行區別。

若器件型號后有一個后綴字母R,則為反向引腳型集成電路,沒有R則是正向引腳型集成電路。例如M5115P與M5115PR、HA1339A與HA1339AR、HA1366W與HA1366WR這3對集成電路引腳排序相反的同性能集成電路引腳排序可用下列方法識別。

1. 正向引腳型

如集成電路為正向引腳型,則將集成電路的型號面對著識別者,并擺正型號,集成電路左側最邊端的引腳即為第①腳,自左向右依次為②,③,④,⑤,…腳,如圖1-3(a)所示。

2. 反向引腳型

反向引腳型集成電路的引腳排序正好與正向引腳型相反,即單列直插集成電路的引腳排序是自右向左排列的。

3. 雙列反向引腳型

雙列反向引腳型集成電路的排序是自左下角最邊端為①腳,然后按順時針方向依次為②,③,…腳。

有些進口模擬集成電路的管腳公布、排列及識別標記比較特別,如圖1-3(b)所示,若不注意就容易搞錯。

1.2.6 幾種特殊集成電路的封裝及引腳識別

集成電路的封裝除了以上介紹的各種常見類型外,還有一些較特殊的封裝形式,下面介紹的就是日常工作中經常遇到的幾種特殊集成電路的封裝及引腳識別方法。

1. 軟封裝形式

軟封裝集成電路的識別如圖1-4所示。其集成電路芯片被直接鍵合在印制板上。為了保證鍵合細金屬絲不受外力損害和防止外界強光照射芯片而干擾集成電路的正常工作,芯片上涂覆了黑色保護膠。

圖1-4 軟封裝集成電路的識別

由于軟封裝集成電路由印制電路板電路取代了一般集成電路的引腳,故而不會或極少發生斷腳及接觸不良等故障。此外,一些難以集成化的大電阻器、電容器及電感器等元件在軟封裝集成電路中可以直接焊在印制板上,從而使電路的功能擴展,制造工藝和成本也大大簡化和下降。

需要說明的是除了少數通用CMOS數字集成電路外,軟封裝集成電路都沒有統一的固定尺寸及標準的引腳排列。因此,應用時一般要參照有關產品技術資料連接引腳。

2. 四列扁平封裝

四列扁平封裝的集成電路引腳多、體積小,大規模集成電路常采用。

四列扁平封裝集成電路如圖1-5所示,其引腳排序與雙列扁平相似。有些四列扁平集成電路的辨識標記是一個特別形狀或短的引腳,比較特別,如圖1-5(b)所示。

圖1-5 四列扁平封裝集成電路

3. 微型和片型封裝

微型和片型兩種封裝的集成電路,它們的共同特點是體積小、安裝占用空間小。

片型封裝的集成電路還是一種無引腳集成電路,它是用低溫焊劑或導電黏合劑直接與電路板貼附連接的,故具有較好的抗震性和可靠性。目前,各類集成電路中均已經有采用微型封裝和片型封裝的品種。

1.2.7 表面安裝集成電路

表面安裝集成電路的早期產品為具有翼形引線的塑封結構,其引腳間距較常規的小。這類產品有SOP、SOJ小外形封裝電路和QFP方形扁平封裝電路。此后,芯片載體技術得到發展,出現了PLCC塑封有引線芯片載體、LCCC無引線陶瓷芯片載體、LDCC有引線陶瓷芯片載體、COB板載芯片。近幾年來,又開發了TAB帶載自動焊產品等。

1. SOP、SOJ小外形封裝

這種技術是荷蘭飛利浦公司在20世紀70年代初期研制成功的,其實是雙列直插封裝電路的變形。SOP為“L”形引線,SOJ為“J”形引線。

SOP封裝的特點是引線容易焊接,生產過程中檢測方便,但占用印制板的面積較大。SOJ封裝占用印制板面積較小,因此目前用得較廣泛。其引腳間距大都為1.27mm,間距更小的則為1.0mm和0.76mm。

2. QFP方形扁平封裝

這是日本一些廠商專為小間距表面電路而研制生產的新型封裝電路。QFP封裝電路由于引線數多(32~576條),接觸面積大,因而具有較高的焊接強度,但由于引線太軟且間距過小,故給安裝和焊接帶來一定的困難。

QFP封裝電路有正方形兩種封裝形式,引線間距有0.3mm,0.4mm,0.5mm三種。日立公司推出的一種薄型QFP(又稱TQFP),其引線間距可小至0.254mm,電路厚度僅為1.2mm。

3. PLCC塑封有引線芯片載體

PLCC封裝有引線芯片載體在其四邊具有向其底部彎折成“J”形的短引線。PLCC比SOP、QFP更節省印制板面積。但這種電路焊接到印制板上后檢測焊點較困難,維修拆焊更為困難。這種封裝電路常應用于微機中央處理器和門陣列電路。目前已研制出了相應的夾插板,從而解決了焊點測試難題。

4. COB板載芯片

COB板載芯片通常稱為“軟”封裝、“黑膠”封裝。它是將集成電路芯片直接黏在印制板上,用引線鍵盒來實現與印制板的連接,最后用黑色膠料涂覆包封。這類芯片及引線是用黑膠封固在印制板上的,屬于一次性安裝電路,不可能進行維修。

5. 集成電路的識別

數碼電子產品電路中使用的表面安裝集成電路多種多樣,有射頻處理集成電路、邏輯集成電路、電源集成電路,鎖相環集成電路等。集成電路的封裝形式各異,用得較多的表面安裝集成電路的封裝形式有小外形封裝、四方扁平封裝和球形柵格陣列內引腳封裝等。

(1)小外形封裝

小外形封裝又稱SOP封裝,其引腳在28個之下,引腳分布在兩邊。數碼電子產品電路中的存儲器、電子開關、頻率合成器、功率放大等集成電路常采用這種SOP封裝,其引腳排列如圖1-6所示。

圖1-6 常見的小外形封裝引腳排列

(2)四方扁平封裝

四方扁平封裝適用于高頻電路和引腳較多的模塊,簡稱QFP封裝。其引腳排列如圖1-7(a)所示,四邊都有引腳,其引腳數目一般為20個以上。如許多中頻模塊、數據處理器、音頻模塊、微處理器、電源模塊等都采用QFP封裝。

圖1-7 四方扁平封裝與球形柵格陣列內引腳封裝及引腳排列

對于小外形封裝和四方扁平封裝的集成電路,找出其引腳排列順序的關鍵是先找出第1腳,然后按照逆時針方向確定其他引腳。確定第1腳的方法是:

集成電路表面字體正方向左上角圓點為1腳標志;或者找到集成電路表面打“●”的標記處,對應的引腳即為第1腳。

(3)球形柵格陣列內引腳封裝

球形柵格陣列內引腳封裝又稱BGA封裝,是一種多層的芯片載體封裝。這類封裝的引腳在集成電路的“肚皮”底部,引線是以陣列的形式排列的,其引腳是按行線、列線來區分的,所以引腳的數目遠遠超過分布在封裝外圍的引腳。

利用陣列式封裝,可以省去電路板多達約70%的位置,其引腳排列如圖1-7(b)、(c)、(d)所示。BGA封裝充分利用封裝的整個底部來與電路板互連,而且用的不是引腳而是焊錫球,因此這縮短了互連的距離。

目前,許多數碼電子產品,車載GPS(衛星自動定位導航系統)、摩托羅拉系列手機的電源集成電路,諾基亞系列手機的CPU(中央微處理器)、數碼照相機和數碼攝錄像機的CPU與DSP處理芯片、數碼照相機的SD卡處理集成電路等均采用BGA封裝方式。

1.2.8 常用集成電路的引腳排列

集成電路內部結構不同,用途也不同,它們的形狀和引出腳也不同。圖1-8所示列出了幾種不同外形常用集成電路的引出腳排列方式。圓形金屬外殼多為軟導線引出。扁平封裝的外殼為陶瓷和塑料的兩種,引出線形式有兩種,一種是雙列,一種是單列。雙列引線又有直線和彎腳引線兩種,以彎腳的多,稱為雙列直插式。它不僅可以直接焊接在印制板上,也可以插在相應的管腳插座上,這樣能隨時插拔,便于維修。引腳順序按仰視方法,從標志點順時針數為1,2,…,管腳數目少則6個,多則幾十個。

圖1-8 常用集成電路的引腳排列方式

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