学习情境 3 ：

表面组装元器件 2.1 表面安装元器件 2.2 集成电路封装的演变 2.3 表面安装工艺流程

总学时数： 2 课时

广东科学技术职业学院

2.1 表面安装元器件 ( 简称 SMC)

表面安装元器件又称为片状元件，片状元件

主要特点：尺寸小；重量轻 ; 形状标准化 ; 无

引线或短引线；适合在印制板上进行表面安装。

• SMC: Surface mount components，主要是指一些有源的表面贴装元件；习惯上人们表面组装无源器件如电阻、电容、电感成为 SMC；

• SMD: surface mount device，主要是指一些有源的表面贴装元件；如小外形晶体管（ SOT）及四方扁平组件（ QFP）

• 电 阻 电 容

• 集成电路 电位器

2.1.1 电阻器 1. 矩形电阻器：

电阻基体：氧化铝陶瓷基板； 基体表面：印刷电阻浆料，烧结形成电阻膜，刻出图 形调整阻值； 电阻膜表面：覆盖玻璃釉保护层， 两侧端头：三层结构。

2. 圆柱形电阻器 ( 简称 MELF)

电阻基体：氧化铝磁棒；基体表面：被覆电阻膜 ( 碳膜或金属膜 ) ，印刷电阻

浆料，烧结形成电阻膜，刻槽调整阻值；电阻膜表面：覆盖保护漆；两侧端头：压装金属帽盖。

3. 小型电阻网络

将多个片状矩形电阻按不同的方式连接组成一个组合元件。

电路连接方式： A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 六种形式；

封装结构：是采用小外型集成电路的封装形式

4. 电位器（ P116 ）

适用于 SMT 的微调电位器按结构可分为敞开式和密封式两类。

2.1.2 电容器

表面安装用电容器简称片状电容器，从目前应用情况来看，适用于表面安装的电容器已发展到数百种型号，主要有下列品种：

多层片状瓷介电容器 （占 80% ）

钽电解电容器

铝电解电容器

有机薄膜电容器（较少）

云母电容器电容器（较少）

1. 多层片状瓷介电容器（独石电容）

( 简称 :MLC)

绝缘介质：陶瓷膜片 金属极板：金属（白金、钯或银）的浆料印刷在膜片

上，经叠片 ( 采用交替 层叠的形式 ) 、烧 结成一个整体，根 据容量的需要，少 则二层，多则数十 层 , 甚至上百层。 端头：三层结构。

2. 片状铝电解电容器

阳极：高纯度的铝箔经电解腐蚀形成高倍率的表面；

阴极：低纯度的铝箔经电解腐蚀形成高倍率的表面；

介质：在阳极箔表面生成的氧化铝薄膜；

芯子：电解纸夹于阳

阴箔之间卷绕形成，

由电解液浸透后密

封在外壳内。

矩形与圆柱型两种： 圆柱形是采用铝外壳、底部装有耐热树脂底座的结

构。 矩形是采用在铝壳外再用树脂封装的双层结构

铝电解常被大容量的电容器所采用。

3. 片状钽电解电容器阳极：以高纯度的钽金属粉末，与粘合剂混合后，加

压成型、经烧结形成多孔性的烧结体；绝缘介质：阳极表面生成的氧化钽；阴极：绝缘介质表面被覆二氧化锰层

片状钽电解电容器有三种类型：裸片型、模塑型和端帽型。

4. 片状薄膜电容器 绝缘介质：有机介质薄膜 金属极板：在有机薄膜双侧喷涂的铝金属； 芯子：在铝金属薄膜上覆盖树脂薄膜。后通过卷绕方

式形成多层电极（十层 , 甚至上百层）。 端头：内层铜锌合金 外层锡铅合金

5. 片状云母电容器

绝缘介质：天然云母片； 金属极板：将银印刷在云母片上； 芯子：经叠片、热压形成电容体； 端头：三层结构。

2.1.3 电感器

片状电感器是继片状电阻器、片状电容器之后迅速

发展起来的一种新型无源元件，它的种类很多。

按形状可分为 :矩形和圆拄型；

按结构可分为：绕线型、多层型和卷绕型。

目前用量较大的是前两种。

1. 绕线型电感器

它是将导线缠绕在芯状材料上，外表面涂敷环氧树脂后用模塑壳体封装。

2. 多层型电感器 它由铁氧体浆料和导电浆料交替印刷多层，经高温

烧结形成具有闭合电路的整体。 用模塑壳体封装。

2.1.4 小外型封装晶体管 (Small Outline Transistor) 小外型封装晶体管又称作微型片状晶体管，常用的

封装形式有四种。1.SOT—23 型：它有三条“翼型”短引线。2.SOT—143 型结构与 SOT—23型相仿，不同的是有四条“翼型”短引线。

3. SOT—89 型 适用于中功率的晶体管 (300mw—2w) ，它的三条短引线是从管子的同一侧引出。

4. TO—252 型 适用于大功率晶体管，在管子的一侧有三条较粗的

引线，芯片贴在散热铜片上。

2.1.5 集成电路 Integration circuit

大规模集成电路： Large Scale IC （简称： LSI ） 超大规模集成电路： Ultra LSIC （简称： USI ） 1. 小外型塑料封装 （ Small Outline Package ） ( 简 称 :SOP 或

SOIC) 引线形状： 翼型、 J型、 I型；引线间距（引线数 ) ： 1.27mm(8-28条 ) 1.0mm (32条 ) 、 0.76mm(40-56 条 )

2. 芯片载体封装 为适应 SMT 高密度的需要，集成电路的引线由两

侧发展到四侧，这种在封装主体四侧都有引线的形式称为芯片载体 ,通常有塑料及陶瓷封装两大类。

(1) 塑料 有 引 线 封 装 （ Plastic Leaded Chip Carrier ） ( 简称 :PLCC)

• 引线形状： J型• 引线间距： 1.27mm

• 引线数： 18 - 84条

(2) 陶瓷无引线封装（ Leadless Ceramic Chip Carrier ） ( 简称 :LCCC)

它的特点是：• 无引线• 引出端是陶瓷外壳 四侧的镀金凹槽 ( 常被称作：城堡式 ) ，• 凹槽的中心距有 1.0mm 、• 1.27mm 两种。

3. 方型扁平封装（ Quad Flat Package ） 它是专为小引线距（又称细间距）表面安装集成电

路而研制的。• 引线形状： 带有翼型引线的称为 QFP ； 带有 J型引线的称为 QFJ 。• 引线间距： 0.65mm 、 0.5mm 、 0.4mm 、 0.3mm 、 0.25mm 。• 引线数范围： 80—500条。

4.球栅阵列封装 (Ball Grid Array)( 简称 :BGA)

集成电路的引线从封装主体的四侧又扩展到整个平面，有效地解决了 QFP 的引线间距缩小到极限的问题，被称为新型的封装技术。

结构： 在基板 (塑料、陶瓷 或载带 ) 的背面按阵 列方式制造出球形触 点代替引线，在基板 的正面装配芯片。 特点：减小了封装尺寸，明显扩大了电路功能。如 :同样

封装尺寸为 20mm 20mm 、引间距为 0.5mm 的QFP 的器件 I/O 数为 156个，而BGA 器件为 1521 个。

发展方向：进一步缩小 ,其尺寸约为芯片的 1-1.2 倍 , 被称作“芯片尺寸封装” （简称： CSP 或 BGA ）

5.裸芯片组装 随着组装密度和 IC 的集成度的不断提高，为适应这种趋势， IC 的裸芯片组装形式应运而生，并得到广泛应用。

它是将大规模集成电路的芯片直接焊接在电路基板上，焊接方法有下列几种。

板载芯片 ( 简称 :COB)

COB 是将裸芯片直接粘在电路基板上，用引线键合达到芯片与 SMB 的连接，然后用灌封材料包封，这种形式主要用在消费类电子产品中。

载带自动键合 ( 简称 :TAB)

载带：基材为聚酰亚胺薄膜，表面覆盖上铜箔后，用化学法腐蚀出精细的引线图形。

芯片：在引出点上镀 Au 、 Cu 或 Sn/Pn 合金，形成高度为 20-30m 的凸点电极。

组装方法：芯片粘贴在载带上，将凸点电极与载带的引线连接，然用树脂封装。

它适用于大批量自化生产。 TAB 的引线间距可较QFP 进一步缩小至 0.2mm 或更细。

倒装芯片 (Flip Chip)( 简称 :FC) 芯片：制成凸点电极； 组装方法：将裸芯片倒置在 SMB 基板上 ( 芯片凸点

电极与 SMB 上相应的焊接部位对准 ) ，用再流焊连接。

发展方向：倒装芯片的互连技术，由于焊点可分布在裸芯片全表面，并直接与基板焊盘连接，更适应微组装技术的发展趋势，是目前研究和发展最为活跃的一种裸芯片组装技术。

2.1.6 封装的主要特性 1. 引脚共面度 引脚共面度是表示元器件所有引脚的底部是否处于

同一平面的参数 ,它是影响装联质量的重要指标。

引线共面度的要求是：将器件放置在平面上，所有引线与平面的间隙应小于 0.1mm 。

2. 引脚结构 翼形结构：更符合未来朝着引脚薄、窄、细间距

的方向发展，适合于安装位置较低的场合，能适各种焊接方法，但缺点是引脚无缓冲余地，在振动应力下易损伤。

J形结构：基板利用率高，安装更坚固，抗振性强，但安装厚度较高。

I 形结构：并不常用，它是由插装形式的元器件截断引脚形成。

3. 封装可靠性

在再流焊期间封装开裂问题，使器件的长期可靠性下降。

4. 封装尺寸标准化

公差的变化范围大，给 SMB焊盘设计及制造艺造成很大困难，强调封装尺寸的标准化是发展 SMT

的当务之急。